SMD LED 17-215/G6C-BM1N2L/3T Datenblatt - Brillant Gelbgrün - Gehäuse 2.0x1.25x0.8mm - Spannung 1.7-2.3V - Leistung 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 17-215/G6C-BM1N2L/3T ist eine SMD-LED (Surface-Mount Device) für hochintegrierte elektronische Baugruppen. Sie nutzt einen AIGaInP-Halbleiterchip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) zur Erzeugung eines brillanten gelbgrünen Lichts. Der Hauptvorteil dieser Komponente ist ihr winziger Bauraum, der eine erhebliche Verkleinerung der Leiterplatte (PCB), eine höhere Bauteildichte und letztlich die Entwicklung kompakterer und leichterer Endgeräte ermöglicht. Ihr geringes Gewicht macht sie besonders geeignet für Anwendungen, bei denen Platz und Gewicht kritische Faktoren sind.

Die LED wird auf industrieüblichen 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-(178 mm)-Spulen geliefert, was die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsanlagen gewährleistet. Sie ist für Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren ausgelegt und erleichtert so die moderne Serienfertigung. Das Produkt ist ein monochromer Typ, bleifrei (Pb-frei) und entspricht nachweislich wichtigen Umwelt- und Sicherheitsvorschriften wie der EU-RoHS-Richtlinie, REACH-Verordnung und halogenfreien Anforderungen (Brom <900 ppm, Chlor <900 ppm, Summe <1500 ppm).

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Diese Werte sind nicht für den Normalbetrieb vorgesehen. Für die LED 17-215 beträgt die maximale Sperrspannung (VR) 5V. Eine Überschreitung dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Sperrschichtdurchbruch führen. Der Dauerstrom in Durchlassrichtung (IF) ist mit 25 mA spezifiziert, während unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis 1/10 bei 1 kHz) ein höherer Spitzenstrom (IFP) von 60 mA zulässig ist. Die maximale Verlustleistung (Pd) beträgt 60 mW, ein kritischer Parameter für das thermische Management. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000V gemäß Human Body Model (HBM) stand. Der Betriebstemperaturbereich (Topr) liegt zwischen -40°C und +85°C, der Lagertemperaturbereich (Tstg) zwischen -40°C und +90°C, was eine robuste Leistung über einen weiten Umweltbereich anzeigt.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Die elektro-optischen Kenngrößen sind unter Standardtestbedingungen bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA spezifiziert. Die Lichtstärke (Iv) liegt zwischen einem Minimum von 18,0 mcd und einem Maximum von 45,0 mcd, wobei der typische Wert vom spezifischen Bin-Code abhängt. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), definiert als der volle Winkel bei halber Intensität, beträgt typischerweise 130 Grad und bietet ein breites Abstrahlverhalten, das sich für Hintergrundbeleuchtungen und Anzeigen eignet.

Die spektralen Eigenschaften werden durch die Spitzenwellenlänge (λp), typischerweise 575 nm, und die dominante Wellenlänge (λd) definiert, die zwischen 567,5 nm und 575,5 nm liegt. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt typischerweise 20 nm. Die zum Betrieb der LED bei 20 mA erforderliche Durchlassspannung (VF) liegt zwischen 1,7V und 2,3V, mit einem typischen Wert um die Mitte dieses Bereichs. Der Sperrstrom (IR) ist mit maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung von 5V spezifiziert. Es ist entscheidend zu beachten, dass das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist; die VR-Angabe dient ausschließlich der Prüfung des IR-Parameters.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Produktionskonsistenz sicherzustellen und Entwicklern bei der Auswahl passender Komponenten zu helfen, werden die LEDs anhand von drei Schlüsselparametern sortiert: Lichtstärke, dominante Wellenlänge und Durchlassspannung.

3.1 Lichtstärke-Bins

Die Lichtstärke ist in vier Bins kategorisiert: M1 (18,0-22,5 mcd), M2 (22,5-28,5 mcd), N1 (28,5-36,0 mcd) und N2 (36,0-45,0 mcd). Dies ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit der für ihre Anwendung passenden Helligkeit auszuwählen, um visuelle Konsistenz in Multi-LED-Arrays zu gewährleisten oder spezifische Helligkeitsanforderungen zu erfüllen.

3.2 Bins für dominante Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge, die eng mit der wahrgenommenen Farbe korreliert, ist in vier Codes unterteilt: C15 (567,5-569,5 nm), C16 (569,5-571,5 nm), C17 (571,5-573,5 nm) und C18 (573,5-575,5 nm). Diese enge Sortierung mit einer Toleranz von ±1 nm ist für Anwendungen mit präziser Farbabstimmung unerlässlich, wie z.B. Statusanzeigen oder Hintergrundbeleuchtungen, bei denen Farbgleichmäßigkeit kritisch ist.

3.3 Bins für Durchlassspannung

Die Durchlassspannung ist in sechs Bins unterteilt, bezeichnet mit 19 bis 24, die jeweils einen Bereich von 0,1V von 1,7V bis 2,3V abdecken. Die Kenntnis des VF-Bins ist wichtig für den Entwurf effizienter Strombegrenzungsschaltungen, insbesondere beim Betrieb mehrerer LEDs in Reihe, um eine gleichmäßige Stromverteilung und einen vorhersehbaren Leistungsverbrauch zu gewährleisten.

4. Analyse der Leistungskurven

Während das Datenblatt einen Abschnitt für typische elektro-optische Kennlinien ausweist, sind die spezifischen Graphen (z.B. relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom, Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur, Spektralverteilung) im extrahierten Text nicht enthalten. In einem vollständigen Datenblatt sind diese Kurven entscheidend, um das Bauteilverhalten unter nicht-standardisierten Bedingungen zu verstehen. Entwickler nutzen typischerweise die I-V-Kurve zur Bestimmung des dynamischen Widerstands, die Temperaturabhängigkeitskurve zur Abschätzung des Helligkeitsabfalls bei hohen Temperaturen und das Spektraldiagramm zur Überprüfung der Farbreinheit und Halbwertsbreite (FWHM).

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein kompaktes SMD-Gehäuse. Die wichtigsten Abmessungen (in Millimetern) sind: Gesamtlänge 2,0 mm, Breite 1,25 mm und Höhe 0,8 mm. Die Kathode ist typischerweise durch eine Markierung oder eine abgeschrägte Ecke am Gehäuse gekennzeichnet. Die Empfehlung für das Leiterplattenlayout (Footprint) umfasst Pad-Abmessungen und Abstände, um eine zuverlässige Lötung und mechanische Stabilität zu gewährleisten. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1 mm.

5.2 Verpackungsspezifikationen

Die Bauteile werden in einem feuchtigkeitsresistenten Verpackungssystem geliefert. Sie sind in einer Trägerbahn mit Taschen für den 2,0x1,25-mm-Footprint untergebracht. Diese Trägerbahn ist auf eine standardmäßige 7-Zoll-(178 mm)-Spule aufgewickelt. Jede Spule enthält 3000 Stück. Die Verpackung enthält ein Trockenmittel und ist in einer aluminiumbeschichteten Feuchtigkeitsschutztüte versiegelt, um die LEDs vor Umgebungsfeuchtigkeit während Lagerung und Transport zu schützen. Dies ist entscheidend, um das "Popcorning" während des Reflow-Lötens zu verhindern.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Für bleifreies Löten muss ein spezifisches Temperaturprofil eingehalten werden. Die Aufheizphase sollte von 150°C auf 200°C über 60-120 Sekunden ansteigen. Die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C) sollte 60-150 Sekunden betragen. Die Spitzentemperatur darf 260°C nicht überschreiten, und die Zeit auf diesem Maximum sollte maximal 10 Sekunden betragen. Die maximale Aufheizrate zur Spitze beträgt 6°C/Sekunde, und die maximale Zeit oberhalb 255°C beträgt 30 Sekunden. Die Abkühlrate sollte auf maximal 3°C/Sekunde begrenzt werden. Das Reflow-Löten sollte an derselben LED nicht öfter als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlöten und Lagerung

Falls Handlöten erforderlich ist, muss äußerste Sorgfalt walten. Die Lötspitzentemperatur sollte unter 350°C liegen, und die Kontaktzeit mit jedem Anschluss sollte 3 Sekunden nicht überschreiten. Ein Lötkolben mit geringer Leistung (≤25W) wird empfohlen, mit einem Intervall von mindestens 2 Sekunden zwischen dem Löten der einzelnen Anschlüsse. Während des Erhitzens sollte keine mechanische Spannung auf die LED ausgeübt werden, und die Leiterplatte sollte nach dem Löten nicht verzogen sein.

Für die Lagerung darf die Feuchtigkeitsschutztüte erst geöffnet werden, wenn die LEDs verwendet werden sollen. Nach dem Öffnen sollten unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Die "Floor Life" nach dem Öffnen der Tüte beträgt 168 Stunden (7 Tage). Wird diese Zeit überschritten oder zeigt der Trockenmittel-Indikator Sättigung an, ist vor der Verwendung eine Trocknung bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich.

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungen

Diese LED eignet sich gut für verschiedene Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen. Typische Anwendungen umfassen die Hintergrundbeleuchtung von Automobilarmaturenbrettern und Schaltern, Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten (Telefone, Faxgeräte), flache Hintergrundbeleuchtung für kleine LCD-Panels und allgemeine Anzeigeanwendungen, bei denen ein helles gelbgrünes Signal erforderlich ist.

7.2 Kritische Designüberlegungen

Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich. LEDs weisen eine stark nichtlineare I-V-Kennlinie auf; eine kleine Erhöhung der Durchlassspannung über den Nennwert hinaus kann einen großen, möglicherweise zerstörerischen Stromanstieg verursachen. Der Widerstandswert muss basierend auf der Versorgungsspannung, der Durchlassspannung der LED (unter Berücksichtigung ihres Bins) und dem gewünschten Betriebsstrom (≤25 mA Dauerstrom) berechnet werden.

Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 60 mW), ist ein ordnungsgemäßes thermisches Design auf der Leiterplatte dennoch wichtig, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder in geschlossenen Räumen. Eine ausreichende Kupferfläche um die thermischen Pads herum kann helfen, Wärme abzuführen und die LED-Leistung sowie Lebensdauer zu erhalten.

ESD-Schutz:Obwohl die LED eine ESD-Festigkeit von 2000V HBM aufweist, sollten während der Montage und Handhabung die üblichen ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden, um versteckte Schäden zu vermeiden.

8. Anwendungseinschränkungen und Zuverlässigkeitshinweise

Dieses Produkt ist für allgemeine kommerzielle und industrielle Anwendungen konzipiert. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es ohne vorherige Konsultation möglicherweise nicht für Hochzuverlässigkeitsanwendungen geeignet ist. Zu diesen eingeschränkten Anwendungen gehören militärische und Luft- und Raumfahrtsysteme, automobilinterne Sicherheitssysteme (z.B. Airbagsteuerungen, Bremslichter) und lebenskritische medizinische Geräte. Für solche Anwendungen sind typischerweise Produkte mit anderen Spezifikationen, Qualifikationsstufen und Zuverlässigkeitsdaten erforderlich. Die in diesem Datenblatt angegebenen Leistungsgarantien gelten nur, wenn das Bauteil innerhalb der spezifizierten absoluten Maximalwerte und empfohlenen Betriebsbedingungen betrieben wird.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Das Hauptunterscheidungsmerkmal dieser LED ist die Kombination aus einem spezifischen AIGaInP-Chipmaterial, das eine brillante gelbgrüne Farbe erzeugt, mit einem sehr kompakten 2,0x1,25-mm-SMD-Gehäuse. Im Vergleich zu älteren bedrahteten oder größeren SMD-LEDs bietet sie erhebliche Platzersparnis. Der breite Abstrahlwinkel von 130 Grad ist vorteilhaft für Anwendungen, die eine breite Ausleuchtung anstelle eines fokussierten Strahls erfordern. Ihre Konformität mit modernen Umweltstandards (RoHS, REACH, halogenfrei) macht sie für Produkte mit strengen Materialdeklarationen geeignet. Das detaillierte Binning-System bietet Entwicklern eine hohe Kontrolle über die Farb- und Helligkeitskonsistenz in ihren Produkten.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge (λp) ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist. Die dominante Wellenlänge (λd) ist die einzelne Wellenlänge monochromatischen Lichts, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Für einen schmalbandigen Emitter wie diese LED liegen sie oft nahe beieinander, aber λd ist für die Farbangabe relevanter.

F: Kann ich diese LED ohne einen strombegrenzenden Widerstand betreiben, wenn meine Stromversorgung eine Konstantstromquelle ist?

A: Ja, ein Konstantstromtreiber ist eine ausgezeichnete und oft bevorzugte Methode zum Betrieb von LEDs, da er die primäre Variable (Strom) direkt steuert, die die Lichtausgabe bestimmt, und einen stabilen Betrieb unabhängig von Durchlassspannungsunterschieden zwischen Bauteilen oder durch Temperatur gewährleistet.

F: Warum sind das Lagerungs- und Trocknungsverfahren so wichtig?

A: SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und einen Innendruck erzeugen, der das Epoxidharzgehäuse zum Reißen bringen kann (ein Phänomen, das als "Popcorning" oder "Delamination" bekannt ist). Die Feuchtigkeitssensitivitätsstufe (MSL) und die Trocknungsverfahren verhindern diesen Fehlermodus.

F: Wie interpretiere ich das Etikett auf der Spule?

A: Das Spulenetikett enthält wichtige Informationen: CPN (Kunden-Teilenummer), P/N (Hersteller-Teilenummer), QTY (Menge auf der Spule), CAT (Lichtstärke-Bin-Code), HUE (Dominante-Wellenlänge-Bin-Code), REF (Durchlassspannungs-Bin-Code) und LOT No (rückverfolgbare Fertigungslosnummer).

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf eines Multi-Indikator-Panels.Ein Entwickler entwirft ein Bedienpanel mit 20 Statusanzeigen. Gleichmäßige Helligkeit und Farbe sind für das Nutzererlebnis entscheidend. Unter Verwendung der Binning-Informationen kann der Entwickler bei der Bestellung LEDs aus demselben Lichtstärke-Bin (z.B. alle aus N1) und demselben dominanten Wellenlängen-Bin (z.B. alle aus C17) spezifizieren. Diese Vorauswahl im Beschaffungsstadium minimiert Helligkeits- und Farbvariationen auf dem fertig montierten Panel und macht eine nachträgliche Kalibrierung oder Sortierung überflüssig. Darüber hinaus ermöglicht die Kenntnis des Durchlassspannungs-Bins (z.B. 21 für 1,9-2,0V) die präzise Berechnung des strombegrenzenden Widerstandswerts, wenn mehrere LEDs in Reihe an eine 12V-Schiene angeschlossen werden, um sicherzustellen, dass jede LED den beabsichtigten Strom erhält.

12. Funktionsprinzip

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Das aktive Gebiet besteht aus AIGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid). Wird eine Durchlassspannung angelegt, injizieren Elektronen aus dem n-dotierten Gebiet und Löcher aus dem p-dotierten Gebiet in das aktive Gebiet. Dort rekombinieren sie und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Bandlückenenergie der AIGaInP-Legierung bestimmt die Wellenlänge des emittierten Lichts, die in diesem Fall im gelbgrünen Bereich des sichtbaren Spektrums liegt (um 575 nm). Das Epoxidharzgehäuse dient zum Schutz des Halbleiterchips, bietet mechanische Stabilität und fungiert als Primärlinse zur Formung des Lichtstrahls.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend in der SMD-LED-Technologie geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen oder Millicandela pro Watt), kleinerer Gehäusegrößen für erhöhte Dichte sowie verbesserter Farbkonstanz und Farbwiedergabe. Ein starker Fokus liegt auch auf der Verbesserung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer unter höheren Betriebsströmen und -temperaturen. Darüber hinaus treibt das Streben nach Nachhaltigkeit die breitere Einhaltung von Umweltvorschriften und die Entwicklung noch umweltfreundlicherer Materialien in Verpackungs- und Fertigungsprozessen voran. Die in diesem Datenblatt hervorgehobenen detaillierten Binning- und Feuchtigkeitssensitivitäts-Handhabungsverfahren spiegeln den Trend der Industrie zu höherer Präzision und Zuverlässigkeit in automatisierten, hochvolumigen Fertigungsumgebungen wider.