SMD LED 19-213 Dunkelrot Water Clear Datenblatt - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-213 ist eine kompakte, oberflächenmontierbare LED, die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die eine hohe Bauteildichte erfordern. Sie nutzt AlGaInP-Halbleitertechnologie, um eine dunkelrote Lichtemission zu erzeugen. Der Hauptvorteil dieser Komponente ist ihr winziger Bauraum, der kleinere Leiterplattenlayouts, reduzierte Lageranforderungen ermöglicht und letztlich zur Miniaturisierung von Endgeräten beiträgt. Ihre leichte Bauweise macht sie zudem ideal für tragbare und platzbeschränkte Anwendungen.

Die LED ist auf 8 mm breitem Trägerband verpackt, das auf einer 7-Zoll-Spule (178 mm Durchmesser) aufgewickelt ist, und ist somit voll kompatibel mit automatischen Bestückungsanlagen. Sie ist für Zuverlässigkeit und Umweltkonformität ausgelegt: bleifrei, RoHS-konform, konform mit der EU REACH-Verordnung und erfüllt halogenfreie Standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Kernvorteile

• Miniaturisierung:Deutlich kleiner als herkömmliche LED-Gehäuse mit Anschlussdrähten, ermöglicht höhere Packungsdichte.
• Automatisierungsfreundlich:Geliefert in Band- und Spulenverpackung für schnelle automatisierte Bestückung.
• Prozesskompatibilität:Geeignet für Infrarot- (IR) und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren.
• Umweltkonformität:Einhaltung wichtiger globaler Umwelt- und Sicherheitsstandards (bleifrei, RoHS, REACH, halogenfrei).
• Zuverlässige Leistung:Stabile elektro-optische Eigenschaften innerhalb der spezifizierten Betriebsbedingungen.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist vielseitig einsetzbar und findet Verwendung in verschiedenen Beleuchtungs- und Anzeigefunktionen, darunter:

• Hintergrundbeleuchtung:Für Instrumententafeln, Schalter und Symbole.
• Telekommunikationsgeräte:Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telefonen und Faxgeräten.
• LCD-Displays:Flache Hintergrundbeleuchtungseinheiten.
• Allgemeine Anzeige:Jede Anwendung, die einen kompakten, hellen, dunkelroten Indikator erfordert.

2. Technische Spezifikationen im Detail

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb bei oder über diesen Grenzen wird nicht empfohlen.

Interpretation:Die niedrige Sperrspannungsfestigkeit (5V) zeigt, dass dieses Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist und in Schaltungen, in denen Sperrspannung auftreten kann, geschützt werden muss. Der Durchlassstrom von 25mA ist der Grenzwert für kontinuierlichen Gleichstrom. Der Spitzenwert von 60mA erlaubt kurze Impulse, was bei multiplexierten Anzeigen nützlich ist. Die ESD-Festigkeit von 2000V HBM ist für LEDs Standard und zeigt die Notwendigkeit von Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen während der Montage.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden bei einer Sperrschichttemperatur (Tj) von 25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Sie definieren die typische Leistung des Bauteils.

Interpretation:Die Lichtstärke hat einen weiten Sortierbereich (45-112 mcd), der im Binning-System berücksichtigt wird. Der 120-Grad-Abstrahlwinkel ist sehr breit und bietet ein diffuses Lichtmuster, das sich für Hintergrundbeleuchtung und allgemeine Anzeigen eignet. Der Bereich der dominanten Wellenlänge von 625,5-637,5 nm platziert die Emission klar im dunkelroten Teil des Spektrums. Die typische spektrale Bandbreite von 20 nm zeigt eine relativ reine Farbemission an. Die Durchlassspannung ist für AlGaInP-LEDs typisch relativ niedrig, was den Stromverbrauch minimiert.

2.3 Thermische Aspekte

Obwohl nicht explizit durch einen separaten thermischen Widerstandsparameter detailliert, ist das Wärmemanagement kritisch. Die absolute maximale Verlustleistung beträgt 60mW. Eine Überschreitung, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen, verringert die Lichtausbeute und Lebensdauer. Die Derating-Kurve (im PDF gezeigt) veranschaulicht, wie der maximal zulässige Durchlassstrom mit steigender Umgebungstemperatur über 25°C abnimmt. Für Anwendungen mit hohen Strömen oder in erhöhten Temperaturumgebungen wird ein ordnungsgemäßes Leiterplattenlayout mit ausreichender Wärmeableitung empfohlen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Massenproduktion zu gewährleisten, werden LEDs nach wichtigen Leistungsparametern sortiert (gebinned). Die 19-213 verwendet ein dreidimensionales Binning-System für Lichtstärke (Iv), dominante Wellenlänge (λd) und Durchlassspannung (VF).

3.1 Lichtstärke-Binning

Der Produktcode \"R7C-AP1Q2L/3T\" deutet auf eine spezifische Bin-Kombination hin. Eine Analyse zeigt: \"Q2\" entspricht wahrscheinlich dem Lichtstärke-Bin (90-112 mcd).

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Im Produktcode könnte \"R7C\" das Wellenlängen-Bin anzeigen. \"R\" steht oft für Rot, und \"7C\" könnte eine bestimmte Farbort- oder Wellenlängen-Untergruppe innerhalb des E6-E8-Bereichs spezifizieren.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Das \"AP1\" im Produktcode könnte sich auf das Durchlassspannungs-Bin beziehen. Dieses Binning ist für Entwickler entscheidend, um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, wenn mehrere LEDs in Reihe geschaltet sind, da eine LED mit höherem Vf-Bin mehr Spannung abfallen lässt, was den Strom und die Helligkeit verringern kann, wenn dies in der strombegrenzenden Schaltung nicht berücksichtigt wird.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere typische Kennlinien, die für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter nicht standardmäßigen Bedingungen wesentlich sind.

4.1 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtstärke bei niedrigeren Strömen überlinear mit dem Durchlassstrom ansteigt und sich dann bei höheren Strömen (typischerweise über den empfohlenen 20mA) zu sättigen tendiert. Ein Betrieb der LED über ihrem Nennstrom führt zu abnehmenden Lichtausbeuten bei gleichzeitig signifikant erhöhter Wärmeentwicklung und beschleunigtem Alterungsprozess.

4.2 Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Dies ist eine kritische Kurve für das thermische Design. Sie zeigt, dass die Lichtausbeute mit steigender Umgebungs- (und damit Sperrschicht-) Temperatur abnimmt. Bei AlGaInP-LEDs kann die Ausbeute über den Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C um etwa 20-30% sinken. Designs für Hochtemperaturumgebungen müssen dieses Derating berücksichtigen, um ausreichende Helligkeit zu erhalten.

4.3 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Die IV-Kennlinie zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten (sie sinkt mit steigender Temperatur). Dies ist wichtig für Konstantspannungs-Ansteuerungen, da eine wärmere LED mehr Strom zieht, was ohne ordnungsgemäße Strombegrenzung zu thermischem Durchgehen führen kann.

4.4 Spektrale Verteilung und Abstrahlcharakteristik

Das Spektraldiagramm bestätigt die Spitzenwellenlänge und die ~20 nm FWHM. Das Abstrahldiagramm (Polardiagramm) bestätigt visuell den 120-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt ein gleichmäßiges, breites Abstrahlprofil, das ideal für gleichmäßige Ausleuchtung ist.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat ein sehr kompaktes SMD-Gehäuse. Wichtige Abmessungen (in mm) sind ungefähr: Länge (L) = 2,0, Breite (W) = 1,25, Höhe (H) = 0,8. Die Kathode ist typischerweise durch eine Markierung oder eine abgeschrägte Ecke am Gehäuse gekennzeichnet. Die genauen Abmessungen und das Pad-Layout sollten dem detaillierten Maßzeichnungsplan im PDF für das Leiterplatten-Layout entnommen werden. Toleranzen sind typischerweise ±0,1 mm.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die korrekte Polarität ist essentiell. Die Gehäusezeichnung im Datenblatt zeigt die Anoden- und Kathoden-Pads an. Eine falsche Verbindung verhindert das Leuchten der LED, und das Anlegen der maximalen Sperrspannung von 5V könnte das Bauteil beschädigen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Die LED ist mit bleifreien (Pb-free) Reflow-Prozessen kompatibel. Das empfohlene Temperaturprofil ist für die Zuverlässigkeit entscheidend:

• Vorwärmen:150-200°C für 60-120 Sekunden.
• Zeit über Liquidus (TAL):60-150 Sekunden über 217°C.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C, maximal 10 Sekunden gehalten.
• Aufheizrate:Maximal 6°C/Sekunde.
• Abkühlrate:Maximal 3°C/Sekunde.

Kritische Regel:Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal am selben Bauteil durchgeführt werden, um thermische Spannungsschäden am Epoxidharz und den internen Verbindungen zu vermeiden.

6.2 Handlötung

Falls manuelle Reparatur notwendig ist, ist äußerste Vorsicht geboten:

• Lötspitzentemperatur: < 350°C.
• Kontaktzeit pro Anschluss: < 3 Sekunden.
• Lötkolbenleistung: < 25W.
• Mindestens 2 Sekunden Pause zwischen dem Löten jedes Anschlusses einhalten, um Wärmeabfuhr zu ermöglichen.

Das Datenblatt warnt ausdrücklich, dass Schäden häufig während der Handlötung auftreten.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Barrieretüte mit Trockenmittel verpackt, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die während des Reflow-Lötens zu \"Popcorning\" (Gehäuserissen) führen kann.

1. Die Tütenicht öffnen, bis zur Verwendung.
2. Nach dem Öffnen müssen unbenutzte LEDs bei ≤ 30°C und ≤ 60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
3. Die \"Floor Life\" (Verwendungsdauer) nach dem Öffnen der Tüte beträgt 168 Stunden (7 Tage).
4. Wird die Floor Life überschritten oder zeigt der Trockenmittel-Indikator Sättigung an, ist eineTrocknungsbehandlungerforderlich: 60 ±5°C für 24 Stunden vor der Verwendung.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spulen- und Band-Spezifikationen

Die Standardverpackung ist 3000 Stück pro Spule. Die Trägerbandbreite beträgt 8 mm, aufgewickelt auf einer Standard-7-Zoll-Spule (178 mm Durchmesser). Detaillierte Abmessungen für Spule, Trägerbandtaschen und Deckband sind im PDF für die Kompatibilität mit automatischen Zuführgeräten angegeben.

7.2 Etikettenerklärung

Das Spulenetikett enthält wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und Verifizierung:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer (falls vergeben).
• P/N:Hersteller-Artikelnummer (z.B. 19-213/R7C-AP1Q2L/3T).
• QTY:Stückzahl auf der Spule.
• CAT:Lichtstärke-Klasse (z.B. Q2).
• HUE:Farbort/Dominante Wellenlängen-Klasse (z.B. bezogen auf R7C).
• REF:Durchlassspannungs-Klasse (z.B. bezogen auf AP1).
• LOT No:Fertigungslosnummer für Qualitätsverfolgung.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Strombegrenzung ist zwingend erforderlich

Die erste \"Vorsichtsmaßnahme für die Verwendung\" im Datenblatt ist nachdrücklich:Ein externer strombegrenzender Widerstand (oder Konstantstrom-Treiber) MUSS verwendet werden.LEDs zeigen einen steilen Stromanstieg bei einer kleinen Spannungserhöhung über ihre Durchlassspannung (Vf) hinaus. Ein direkter Betrieb an einer Spannungsquelle ohne Stromregelung führt zu übermäßigem Strom, sofortiger Überhitzung und katastrophalem Ausfall.

8.2 Leiterplatten-Layout

Vermeiden Sie mechanische Belastung der LED während und nach dem Löten. Biegen oder verziehen Sie die Leiterplatte in der Nähe der LED nach der Montage nicht, da dies die Lötstellen oder das LED-Gehäuse selbst beschädigen kann. Stellen Sie sicher, dass das Leiterplatten-Layout dem empfohlenen Lötflächenmuster entspricht, um eine zuverlässige Lötnaht zu erreichen.

8.3 Wärmemanagement in Arrays

Beim Entwurf von Arrays dieser LEDs für Hintergrundbeleuchtung sollte die gesamte Verlustleistung berücksichtigt werden. Ein angemessener Abstand zwischen den LEDs und die Bereitstellung von Wärmeleitungen (bei mehrlagigen Platinen) kann helfen, Wärme abzuführen und lokale Hotspots zu verhindern, die Helligkeit und Lebensdauer reduzieren.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die Hauptunterscheidungsmerkmale der 19-213 LED in ihrer Klasse sind die Kombination aus sehr kompakter Gehäusegröße, einem breiten 120-Grad-Abstrahlwinkel mit wasserklarem Harz (hohe axiale Lichtstärke) und vollständiger Konformität mit modernen Umweltstandards. Im Vergleich zu älteren, diffundierenden Harz-LEDs bietet die wasserklare Linse bei gleicher Chipgröße eine höhere Lichtstärke, allerdings mit einem stärker gerichteten Strahl, der durch den 120-Grad-Winkel effektiv verbreitert wird. Ihre AlGaInP-Technologie bietet im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP eine höhere Effizienz und bessere Farbsättigung im Rot/Orange-Spektrum.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Kann ich diese LED ohne Widerstand betreiben, wenn meine Stromversorgung genau 2,0V liefert?

No.Das ist gefährlich. Die Durchlassspannung (Vf) hat eine Toleranz und einen negativen Temperaturkoeffizienten. Eine Versorgung von 2,0V könnte bei 25°C unter Vf liegen, aber wenn die LED sich erwärmt, sinkt Vf. Dies könnte zu einem unkontrollierten Stromanstieg führen. Verwenden Sie immer einen Vorwiderstand oder einen Konstantstrom-Treiber, der auf 20mA oder weniger eingestellt ist.

10.2 Warum sind die Lager- und Trocknungsverfahren so wichtig?

SMD-Kunststoffgehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses verwandelt sich diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell in Dampf, erzeugt internen Druck, der das Gehäuse delaminieren oder das Epoxidharz reißen lassen kann, was zu sofortigem oder latentem Ausfall führt. Der Trocknungsprozess treibt diese aufgenommene Feuchtigkeit sicher aus.

10.3 Wie interpretiere ich den Produktcode 19-213/R7C-AP1Q2L/3T?

Dies ist eine vollständige Artikelnummer, die exakte Leistungs-Bins spezifiziert:

• 19-213:Basis-Produktfamilie und Gehäuse.
• R7C:Spezifiziert wahrscheinlich das dunkelrote Farbort-/Wellenlängen-Bin.
• AP1:Spezifiziert wahrscheinlich das Durchlassspannungs-Bin.
• Q2:Spezifiziert das Lichtstärke-Bin (90-112 mcd).
• L/3T:Könnte andere Attribute wie Verpackungstyp oder spezielle Markierung angeben.

Konsultieren Sie die vollständige Bincode-Dokumentation des Herstellers für genaue Definitionen.

11. Design- und Anwendungsbeispiel

11.1 Armaturenbrett-Schalter-Hintergrundbeleuchtung

Szenario:Entwurf einer Hintergrundbeleuchtung für einen Armaturenbrettschalter, die ein gleichmäßiges rotes Leuchten hinter einem Symbol erfordert.Umsetzung:Verwenden Sie 2-3 Stück der 19-213 LED hinter einem Lichtleiter oder Diffusor. Ihr breiter 120-Grad-Abstrahlwinkel hilft, eine gleichmäßige Ausleuchtung ohne Hotspots zu erzeugen. Schalten Sie sie in Reihe mit einem einzigen strombegrenzenden Widerstand an die 12V-Bordnetzversorgung des Fahrzeugs (ggf. mit geeignetem Spannungsregler). Berechnen Sie den Widerstandswert: R = (V_Versorgung - (N * Vf_LED)) / I_gewünscht. Für 3 LEDs in Reihe mit typischem Vf von je 2,0V, betrieben mit 15mA von einer geregelten 5V-Leitung: R = (5V - 6V) / 0,015A = -66,7 Ohm. Diese Berechnung zeigt ein Problem: die Gesamt-Vf (6V) übersteigt die Versorgung (5V). Daher würden Sie entweder weniger LEDs in Reihe verwenden (z.B. 2 LEDs: R = (5V - 4V)/0,015A ≈ 67 Ohm) oder sie parallel (jede mit eigenem Widerstand) an eine höhere Spannungsquelle anschließen. Dieses Beispiel verdeutlicht die Bedeutung der Berücksichtigung der Durchlassspannung im Schaltungsentwurf.

12. Funktionsprinzip

Die 19-213 LED basiert auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung an den P-N-Übergang angelegt wird, werden Elektronen aus dem N-Typ-Material und Löcher aus dem P-Typ-Material in die aktive Zone injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Licht) ab. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts bestimmt – in diesem Fall dunkelrot (~639 nm Spitze). Das wasserklare Epoxidharz schützt den Halbleiterchip, bietet mechanische Stabilität und wirkt als Linse, um den Lichtaustritt in den spezifizierten 120-Grad-Abstrahlwinkel zu formen.

13. Technologietrends

Die Entwicklung von LEDs wie der 19-213 folgt mehreren wichtigen Branchentrends:Miniaturisierung:Kontinuierliche Verkleinerung der Gehäusegröße, um dichtere Elektronik zu ermöglichen.Höhere Effizienz:Fortlaufende Verbesserungen der internen Quanteneffizienz und Lichtauskopplung aus dem Gehäuse, um mehr Licht (mcd) pro Einheit elektrischer Eingangsleistung (mA) zu liefern.Umweltkonformität:Der Übergang zu bleifreiem Löten und halogenfreien Materialien ist heute eine Grundvoraussetzung, die durch globale Vorschriften wie RoHS und REACH vorangetrieben wird.Automatisierung und Standardisierung:Die Verpackung auf Band und Spule sowie die Einhaltung standardisierter SMD-Bauformen (wie diese ungefähre Größe 2,0x1,25 mm) sind für kosteneffektive, hochvolumige Fertigung unerlässlich. Zukünftige Versionen könnten sich auf noch höhere Helligkeit im gleichen Bauraum, verbesserte thermische Leistung oder erweiterte Farbumfänge und Farbwiedergabeindizes für Displayanwendungen konzentrieren.