SMD LED 19-223/R6BHC-A05/2T Datenblatt - Mehrfarbig - Rot & Blau - 2,0V/3,3V - 60mW/75mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-223 ist eine kompakte, oberflächenmontierbare LED für hochintegrierte elektronische Baugruppen. Es handelt sich um einen Mehrfarbentyp, erhältlich in leuchtendem Rot (mit R6 AlGaInP-Chip) und Blau (mit BH InGaN-Chip), beide in einem wasserklaren Harzgehäuse. Ihre kleine Bauform ermöglicht eine erhebliche Verringerung der Leiterplattengröße, erhöht die Packungsdichte und erlaubt die Konstruktion kleinerer, leichterer Endgeräte, was sie ideal für Miniaturanwendungen macht.

1.1 Kernmerkmale und Konformität

Zu den Hauptmerkmalen zählen die Verpackung auf 8-mm-Bändern in 7-Zoll-Rollen für die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten. Die Komponente ist sowohl für Infrarot- als auch Dampfphasen-Reflow-Lötprozesse geeignet. Es handelt sich um ein bleifreies Produkt, das den wichtigsten Umweltvorschriften entspricht, einschließlich RoHS, EU REACH und halogenfreien Standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist vielseitig einsetzbar und findet in verschiedenen Beleuchtungs- und Anzeigefunktionen Verwendung. Hauptanwendungen sind Hintergrundbeleuchtung für Armaturenbretter, Schalter und Symbole; Anzeige- und Hintergrundbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten; flache Hintergrundbeleuchtung für LCDs; und allgemeine Beleuchtungsanwendungen.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Sie sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C angegeben.

• Sperrspannung (VR):5V für beide Chip-Typen. Eine Überschreitung kann zum Sperrschichtdurchbruch führen.
• Durchlassstrom (IF):R6 (Rot): 25 mA (Dauerbetrieb), BH (Blau): 20 mA (Dauerbetrieb).
• Spitzendurchlassstrom (IFP):Bei einem Tastverhältnis von 1/10 und 1kHz. R6: 50 mA, BH: 40 mA. Dieser Wert gilt für gepulsten Betrieb, nicht für Dauer-Gleichstrom.
• Verlustleistung (Pd):R6: 60 mW, BH: 75 mW. Dies ist die maximal zulässige Leistung, die das Gehäuse abführen kann, berechnet als IF * VF.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):R6: 2000V, BH: 150V. Der blaue (BH) Chip ist deutlich empfindlicher gegenüber ESD und erfordert strengere Handhabungsvorkehrungen.
• Temperaturbereich:Betrieb (Topr): -40°C bis +85°C. Lagerung (Tstg): -40°C bis +90°C.
• Löttemperatur:Reflow: 260°C Spitze für maximal 10 Sekunden. Handlöten: 350°C für maximal 3 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Dies sind typische Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und IF=20mA, sofern nicht anders angegeben. Sie definieren die Lichtausgabe und das elektrische Verhalten.

• Lichtstärke (Iv):R6: 72,0 - 180,0 mcd. BH: 36,0 - 72,0 mcd. Dies ist ein Maß für die wahrgenommene Helligkeit. Der große Bereich zeigt die Notwendigkeit des Binnings.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):130 Grad (typisch). Dies definiert den Winkelbereich, in dem die Intensität mindestens die Hälfte des Spitzenwertes beträgt.
• Spitzenwellenlänge (λp):R6: 632 nm (typisch), BH: 468 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):R6: 617,5 - 633,5 nm, BH: 464,5 - 476,5 nm. Dies korreliert mit der wahrgenommenen Farbe des Lichts.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):R6: 20 nm (typisch), BH: 15 nm (typisch). Die spektrale Breite bei halber Maximalintensität.
• Durchlassspannung (VF):R6: 1,7V (Min), 2,0V (Typ), 2,4V (Max). BH: 2,7V (Min), 3,3V (Typ), 3,7V (Max). Der Spannungsabfall über der LED beim Betrieb mit dem spezifizierten Strom.
• Sperrstrom (IR):Gemessen bei VR=5V. R6: 10 μA (Max), BH: 50 μA (Max).

Toleranzen:Lichtstärke: ±11%, Dominante Wellenlänge: ±1nm, Durchlassspannung: ±0,1V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonstanz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf gemessenen Parametern in Bins sortiert.

3.1 R6 (Roter Chip) Binning

Lichtstärke-Bins (IF=20mA):

• Bin Q: 72,0 - 112,0 mcd
• Bin R: 112,0 - 180,0 mcd

Dominante Wellenlänge-Bins (IF=20mA):

• Bin E4: 617,5 - 621,5 nm
• Bin E5: 621,5 - 625,5 nm
• Bin E6: 625,5 - 629,5 nm
• Bin E7: 629,5 - 633,5 nm

3.2 BH (Blauer Chip) Binning

Lichtstärke-Bins (IF=20mA):

• Bin N2: 36,0 - 45,0 mcd
• Bin P1: 45,0 - 57,0 mcd
• Bin P2: 57,0 - 72,0 mcd

Dominante Wellenlänge-Bins (IF=20mA):

• Bin A9: 464,5 - 467,5 nm
• Bin A10: 467,5 - 470,5 nm
• Bin A11: 470,5 - 473,5 nm
• Bin A12: 473,5 - 476,5 nm

4. Analyse der Kennlinien

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

4.1 R6 (Rot) Eigenschaften

Die Kurven zeigen typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom ansteigt, üblicherweise in einer nichtlinearen Beziehung, die bei höheren Strömen sättigt.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Demonstriert den thermischen Quenching-Effekt, bei dem die Lichtausgabe mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die Dioden-Kennlinie (I-V-Kurve).
• Durchlassspannung vs. Umgebungstemperatur:Zeigt den negativen Temperaturkoeffizienten der Durchlassspannung.
• Spitzenwellenlänge vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, wie sich die emittierte Farbe (Wellenlänge) mit der Temperatur verschiebt.

4.2 BH (Blau) Eigenschaften

Die Kurven umfassen typischerweise:

• Spektralverteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Emissionsmaximum bei etwa 468 nm zeigt.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Die I-V-Kurve für den blauen Chip.
• Strombelastbarkeitskurve:Spezifiziert den maximal zulässigen Dauer-Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, um innerhalb der Verlustleistungsgrenzen zu bleiben.
• Abstrahldiagramm:Ein Polardiagramm, das die räumliche Verteilung der Lichtintensität (Abstrahlcharakteristik) zeigt.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Thermische Leistungskurve.
• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Wirkungsgradkurve.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist ein oberflächenmontierbares Bauteil. Das Datenblatt enthält eine detaillierte Maßzeichnung (Drauf-, Seiten- und Untersicht) mit kritischen Maßen. Wichtige Abmessungen sind typischerweise die Gesamtlänge, -breite und -höhe sowie die Lage und Abmessungen der Lötpads. Alle Toleranzen betragen ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Maßeinheit ist Millimeter (mm).

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise auf dem Bauteil markiert, oft durch eine Kerbe, einen grünen Punkt oder ein andersfarbiges Pad auf der Unterseite des Gehäuses. Während der Montage muss die korrekte Polarität beachtet werden, um Schäden zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein bleifreies Reflow-Temperaturprofil wird empfohlen:

• Vorwärmen:150~200°C für 60~120 Sekunden.
• Zeit über Liquidus (217°C):60~150 Sekunden.
• Spitzentemperatur:260°C maximal.
• Zeit bei Spitzentemperatur:10 Sekunden maximal.
• Aufheizrate:6°C/Sekunde maximal.
• Zeit über 255°C:30 Sekunden maximal.
• Abkühlrate:3°C/Sekunde maximal.

Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Lager- und Handhabungshinweise

Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Die Bauteile sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Tasche mit Trockenmittel verpackt.

1. Die feuchtigkeitsdichte Tasche erst unmittelbar vor der Verwendung öffnen.
2. Nach dem Öffnen sollten unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
3. Die "Floor Life" nach dem Öffnen der Tasche beträgt 168 Stunden (7 Tage).
4. Bei Überschreitung der Floor Life oder wenn das Trockenmittel Feuchtigkeit anzeigt, ist vor der Verwendung ein Trocknen bei 60 ±5°C für 24 Stunden erforderlich.

ESD-Schutz:Insbesondere für den BH (Blau) Chip mit einer niedrigen HBM-Festigkeit von 150V sind geeignete ESD-Schutzmaßnahmen (geerdete Arbeitsplätze, Handgelenksbänder) zwingend erforderlich.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Rolle und Band-Spezifikationen

Die LEDs werden auf geprägter Trägerbandfolie geliefert:

• Trägerbandbreite:8 mm.
• Rollen-Durchmesser:7 Zoll.
• Stückzahl pro Rolle:2000 Stück.

Detaillierte Zeichnungen für Rollenabmessungen, Trägerbandtaschenabmessungen und Deckbandplatzierung werden bereitgestellt, mit Toleranzen von ±0,1 mm, sofern nicht anders vermerkt.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N:Artikelnummer (z.B. 19-223/R6BHC-A05/2T).
• QTY:Packungsmenge.
• CAT:Lichtstärke-Klasse (Bin-Code).
• HUE:Farbort & Dominante Wellenlänge-Klasse (Bin-Code).
• REF:Durchlassspannung-Klasse.
• LOT No:Fertigungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Strombegrenzung

Kritisch:Ein externer strombegrenzender Widerstand oder Konstantstromtreibermussin Reihe mit der LED verwendet werden. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, und eine kleine Änderung kann einen großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Durchlassstroms verursachen. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Versorgungsspannung - VF) / IF.

8.2 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, kann ein geeignetes Leiterplattenlayout helfen, die Wärme abzuführen. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche um die Lötpads herum, die als Kühlkörper wirkt, insbesondere bei Betrieb nahe der Maximalwerte oder in hohen Umgebungstemperaturen. Beachten Sie die Strombelastbarkeitskurve für den BH-Chip.

8.3 Optisches Design

Der 130-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen breiten Strahl. Für Anwendungen, die fokussiertes Licht benötigen, können Sekundäroptiken (Linsen) erforderlich sein. Das wasserklare Harz ist geeignet für Anwendungen, bei denen die LED-Farbe selbst die Anzeige ist. Für diffuse oder farbgefilterte Ausgabe sollten externe Diffusoren oder Linsen in Betracht gezogen werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der Hauptvorteil dieser Komponente liegt in der Kombination eines kleinen SMD-Bauraums mit der Verfügbarkeit von zwei verschiedenen, leistungsstarken Halbleitertechnologien (AlGaInP für Rot und InGaN für Blau) in einem Gehäusetyp. Dies vereinfacht die Beschaffung und Montage für Designs, die mehrere Farben benötigen. Im Vergleich zu größeren bedrahteten LEDs bietet sie erhebliche Platzersparnis und Kompatibilität mit vollautomatischen, schnellen SMT-Montagelinien, was die Herstellungskosten senkt.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Kann ich diese LED ohne einen Vorwiderstand betreiben?

No.Davon wird in den "Verwendungshinweisen" ausdrücklich gewarnt. Die exponentielle I-V-Kennlinie der LED bedeutet, dass sie sich wie ein Kurzschluss verhält, wenn sie direkt an eine Spannungsquelle über ihrer Durchlassspannung angeschlossen wird, was zu sofortiger Überstrombelastung und Ausfall führt.

10.2 Warum ist die ESD-Festigkeit der blauen LED so viel niedriger als bei der roten?

Die Materialien und die Struktur von InGaN-basierten blauen LEDs sind von Natur aus empfindlicher gegenüber elektrostatischer Entladung als AlGaInP-basierte rote LEDs. Dies ist eine grundlegende Eigenschaft der Halbleitertechnologie. Sie erfordert strengere ESD-Handhabungsverfahren für die blaue Variante.

10.3 Was bedeuten die Binning-Codes (z.B. R, E5, P2, A10) für mein Design?

Wenn Ihre Anwendung eine enge Farb- oder Helligkeitskonstanz erfordert (z.B. in einer Multi-LED-Anordnung oder Anzeige), müssen Sie die erforderlichen Bin-Codes bei der Bestellung angeben. Das Vermischen von Bins kann zu sichtbaren Variationen in Farbton und Intensität in Ihrem Produkt führen. Für weniger kritische Anzeigeanwendungen kann eine größere Bin-Streuung akzeptabel sein.

10.4 Wie interpretiere ich "Peak"- gegenüber "Dominanter" Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λp)ist die physikalische Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist.Dominante Wellenlänge (λd)ist die Wellenlänge von monochromatischem Licht, das für das menschliche Auge die gleiche Farbe zu haben scheint. λd ist für die Farbspezifikation in visuellen Anwendungen relevanter.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Mehrfachstatus-Anzeigepanels.Ein Bedienfeld benötigt separate rote und blaue Anzeigen für die Zustände "Standby", "Aktiv" und "Fehler". Die Verwendung der 19-223-Serie ermöglicht es dem Konstrukteur, für beide Farben identische Footprints zu verwenden, was das Leiterplattenlayout vereinfacht. Der Konstrukteur wählt R6-Chips (gebinned auf E5 für konsistenten Rotton) für "Fehler" und BH-Chips (gebinned auf A10 für konsistentes Blau) für "Aktiv". Ein gemeinsamer Vorwiderstandswert wird für eine 5V-Versorgung berechnet: ~150Ω für Rot (IF=20mA, VF=2,0V) und ~85Ω für Blau (IF=20mA, VF=3,3V). Der breite 130°-Abstrahlwinkel gewährleistet die Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln. Das SMD-Gehäuse ermöglicht ein sehr dünnes Panel.

12. Funktionsprinzip Einführung

Die Lichtemission in LEDs basiert auf Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren und Energie in Form von Photonen (Licht) freisetzen. Die Farbe (Wellenlänge) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. DerR6-Chip verwendet eineAlGaInP(Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid)-Struktur, die effizient für die Erzeugung von rotem bis bernsteinfarbenem Licht ist. DerBHBH-Chip verwendet eineInGaN(Indium-Gallium-Nitrid)-Struktur, die für die Erzeugung von blauem, grünem und weißem (mit Leuchtstoff) Licht verwendet wird. Die unterschiedlichen Materialsysteme erklären ihre unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften (Durchlassspannung, ESD-Empfindlichkeit) und optische Leistung.

13. Entwicklungstrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie, einschließlich Komponenten wie der 19-223, geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), erhöhter Leistungsdichte in kleineren Gehäusen und verbesserter Farbwiedergabe und -konstanz. Ein weiterer starker Fokus liegt auf der Verbesserung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer unter verschiedenen Umwelteinflüssen. Der Trend zur Miniaturisierung in der Unterhaltungselektronik treibt die Entwicklung immer kleinerer SMD-LED-Footprints bei gleichbleibender oder verbesserter optischer Ausgangsleistung voran. Darüber hinaus sind die Integration mit intelligenten Steuerungen und die Entwicklung von LEDs für spezielle Wellenlängen (z.B. für Gartenbau oder Sensorik) aktive Fortschrittsbereiche. Die Einhaltung von Umweltstandards (RoHS, halogenfrei) ist mittlerweile eine Grundvoraussetzung für den Zugang zum globalen Markt.