SMD LED 19-223/S2BHC-A01/2T Datenblatt - Gehäuse 2.0x1.25x0.8mm - Spannung 2.0V/3.0V - Mehrfarbig - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-223/S2BHC-A01/2T ist eine kompakte, mehrfarbige Oberflächenmontage-LED (SMD), die für hochintegrierte elektronische Baugruppen konzipiert ist. Ihr Hauptvorteil liegt im deutlich reduzierten Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen LEDs mit Anschlussbeinen. Dies ermöglicht kleinere Leiterplatten (PCB)-Designs, eine höhere Bauteildichte und letztlich kompaktere Endgeräte. Die leichte Bauweise macht sie zudem ideal für Miniatur- und tragbare Anwendungen, bei denen Gewicht und Bauraum kritische Faktoren sind.

Das Produkt wird in einer mehrfarbigen Konfiguration angeboten, die speziell leuchtendes Orange (über einen AlGaInP-Chip) und Blau (über einen InGaN-Chip) unterstützt. Es ist auf 8-mm-Trägerbändern verpackt, die auf 7-Zoll-Spulen aufgewickelt sind, und gewährleistet so Kompatibilität mit Standard-Automatikbestückungsanlagen. Die Bauteile sind vollständig konform mit RoHS, EU REACH und halogenfreien Richtlinien (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) und eignen sich somit für globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind für seine beiden Chip-Varianten, S2 (AlGaInP, Orange) und BH (InGaN, Blau), separat bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C definiert.

• Durchlassstrom (IF): Der S2-Chip hat einen maximalen Dauer-Durchlassstrom von 25 mA, während der BH-Chip für 20 mA ausgelegt ist. Das Überschreiten dieser Werte riskiert einen dauerhaften Schaden.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP): Für gepulsten Betrieb mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1 kHz kann der S2-Chip 50 mA Spitzenstrom und der BH-Chip 40 mA Spitzenstrom verkraften.
• Verlustleistung (Pd): Die maximal zulässige Verlustleistung beträgt 60 mW für den S2-Chip und 75 mW für den BH-Chip. Dieser Parameter ist entscheidend für das thermische Management.
• Elektrostatische Entladung (ESD): Der S2-Chip bietet einen robusten ESD-Schutz bis zu 2000V (Human Body Model), während der BH-Chip für 150V ausgelegt ist. Richtige ESD-Handhabungsverfahren sind unerlässlich, insbesondere für die BH-Variante.
• Temperaturbereiche: Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40°C bis +85°C, der Lagertemperaturbereich bei -40°C bis +90°C.
• Löttemperatur: Die LED hält Reflow-Löten bei 260°C für 10 Sekunden oder Handlöten bei 350°C für 3 Sekunden stand.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Die wichtigsten Leistungskennwerte werden bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (Iv): Für den S2 (Orange)-Chip liegt die Intensität zwischen mindestens 72,0 mcd und maximal 140,0 mcd. Der BH (Blau)-Chip hat einen Bereich von 36,0 mcd bis 72,0 mcd. Es gilt eine Toleranz von ±11%.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2): Beide Chips weisen einen typischen, breiten Abstrahlwinkel von 120 Grad auf.
• Wellenlänge: Der S2-Chip hat eine typische Spitzenwellenlänge (λp) von 611 nm und eine dominante Wellenlänge (λd) von 605 nm. Der BH-Chip hat eine typische Spitzenwellenlänge von 468 nm und eine dominante Wellenlänge von 470 nm.
• Spektralbandbreite (Δλ): Die spektrale Breite beträgt etwa 17 nm für den S2-Chip und 25 nm für den BH-Chip.
• Durchlassspannung (VF): Der S2-Chip arbeitet mit einer typischen Durchlassspannung von 2,0V, innerhalb eines Bereichs von 1,7V bis 2,4V. Der BH-Chip hat eine typische VF von 3,0V bis 3,5V. Es gilt eine Toleranz von ±0,1V.
• Sperrstrom (IR): Bei einer Sperrspannung (VR) von 5V beträgt der maximale Sperrstrom 10 µA für S2 und 50 µA für BH.Wichtiger Hinweis:Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf Schlüsselparametern sortiert (gebinned), um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen.

3.1 Binning der Lichtstärke

S2 (Orange)-Chip:

• Bin Q1: 72,0 - 90,0 mcd
• Bin Q2: 90,0 - 112,0 mcd
• Bin R1: 112,0 - 140,0 mcd

BH (Blau)-Chip:

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

3.2 Binning der Durchlassspannung (nur BH-Chip)

Die Durchlassspannung für den BH (Blau)-Chip wird ebenfalls gebinned:

• Bin 1: 3,00 - 3,15 V
• Bin 2: 3,15 - 3,30 V
• Bin 3: 3,30 - 3,50 V

Dies ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit engerer VF-Übereinstimmung für Anwendungen auszuwählen, die eine gleichmäßige Stromverteilung in parallel geschalteten Strings erfordern.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält typische elektro-optische Kennlinien für beide Chips, S2 und BH. Obwohl die spezifischen grafischen Daten im Text nicht bereitgestellt werden, illustrieren diese Kurven typischerweise den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom (IF) und Durchlassspannung (VF), den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Lichtstärke und die relative spektrale Leistungsverteilung. Die Analyse dieser Kurven ist entscheidend, um das Bauteilverhalten unter nicht standardmäßigen Bedingungen (z.B. unterschiedliche Treiberströme oder Temperaturen) zu verstehen und für ein genaues Schaltungsdesign und thermisches Modellieren.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED verfügt über ein kompaktes SMD-Gehäuse. Die Gehäuseabmessungen sind in einer detaillierten Zeichnung angegeben, mit dem Hinweis, dass die Toleranzen ±0,1 mm betragen, sofern nicht anders angegeben. Die Maßeinheit ist Millimeter (mm). Diese Informationen sind entscheidend für das PCB-Footprint-Design, um eine korrekte Platzierung zu gewährleisten und mechanische Interferenzen mit anderen Bauteilen zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lagerung und Handhabung

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen Beuteln mit Trockenmittel verpackt.

1. Öffnen Sie den feuchtigkeitssicheren Beutel erst bei Gebrauchsbereitschaft.
2. Nach dem Öffnen müssen unbenutzte LEDs bei ≤ 30°C und ≤ 60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
3. Die "Bodenlebensdauer" nach dem Öffnen beträgt 168 Stunden (7 Tage). Unbenutzte LEDs müssen in einer feuchtigkeitssicheren Verpackung wieder versiegelt werden.
4. Wenn das Trockenmittel Feuchtigkeitsaufnahme anzeigt oder die Bodenlebensdauer überschritten ist, ist vor der Verwendung eine Trocknung bei 60 ± 5°C für 24 Stunden erforderlich.

6.2 Lötprozess

Reflow-Löten:Ein bleifreies Reflow-Temperaturprofil wird empfohlen. Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden. Vermeiden Sie mechanische Belastung der LED während des Erhitzens und verziehen Sie die PCB nach dem Löten nicht.Handlöten:Falls erforderlich, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur < 350°C und einer Leistung < 25W. Die Kontaktzeit pro Anschluss sollte 3 Sekunden nicht überschreiten. Lassen Sie zwischen dem Löten jedes Anschlusses mindestens 2 Sekunden Abstand. Handlöten birgt ein höheres Schadensrisiko.Reparatur:Eine Reparatur nach dem Löten wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, muss ein Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und thermische Spannungen zu vermeiden. Die Auswirkung auf die LED-Eigenschaften muss vorab bewertet werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Produkt wird auf Trägerbändern auf 7-Zoll-Spulen geliefert, mit einer Standardmenge von 2000 Stück pro Spule. Detaillierte Abmessungen für Spule und Trägerband sind angegeben (Toleranzen ±0,1mm). Das Verpackungsetikett enthält Felder für Kundenteilenummer (CPN), Artikelnummer (P/N), Packmenge (QTY), Lichtstärkenklasse (CAT), Farbort/dominante Wellenlängenklasse (HUE), Durchlassspannungsklasse (REF) und Losnummer (LOT No.).

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung:Ideal für Armaturenbrett-Anzeigen, Schalterbeleuchtung und flache Hintergrundbeleuchtung für LCDs und Symbole.
• Telekommunikationsgeräte:Geeignet als Statusanzeigen und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telefonen und Faxgeräten.
• Allgemeine Indikatorverwendung:Kann in einer Vielzahl von Konsum- und Industrieelektronik eingesetzt werden, wo ein kompakter, zuverlässiger Indikator benötigt wird.

8.2 Designüberlegungen

Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand istzwingend erforderlich. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass ein leichter Spannungsanstieg einen großen, potenziell zerstörerischen Stromanstieg verursachen kann, wenn dieser nicht ordnungsgemäß kontrolliert wird.Thermisches Management:Halten Sie sich an die maximalen Verlustleistungsgrenzwerte. Sorgen Sie für ausreichende PCB-Kupferfläche oder andere Kühlmethoden, wenn Sie nahe der Maximalwerte oder bei hohen Umgebungstemperaturen arbeiten.ESD-Schutz:Implementieren Sie geeignete ESD-Schutzmaßnahmen auf der PCB, insbesondere für die BH (Blau)-Variante mit ihrer niedrigeren 150V HBM-Bewertung.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wesentliche Differenzierung dieser LED-Familie liegt in ihrem Dual-Chip-Angebot (AlGaInP für Orange und InGaN für Blau) innerhalb desselben kompakten Gehäuse-Footprints. Dies bietet Designflexibilität. Im Vergleich zu größeren Durchsteck-LEDs sind ihre Hauptvorteile die drastische Reduzierung von Leiterplattenfläche und Gewicht, die Kompatibilität mit vollautomatischer Bestückung und die Einhaltung moderner Umweltstandards. Der breite 120-Grad-Abstrahlwinkel eignet sich für Anwendungen, die eine große Sichtbarkeit erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Warum ist ein strombegrenzender Widerstand absolut notwendig?A: Die LED-Durchlassspannung sinkt mit steigender Sperrschichttemperatur. Ohne einen Reihenwiderstand zur Stromregelung kann dies zu thermischem Durchgehen führen – ein kleiner Spannungsanstieg verursacht mehr Strom, der die LED erwärmt, ihre Vf weiter senkt, noch mehr Strom zieht und letztlich zum Ausfall führt.

F: Was bedeutet die 168-Stunden-Bodenlebensdauer?A: Nach dem Öffnen des feuchtigkeitssicheren Beutels sind die Bauteile der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt. Aufgenommene Feuchtigkeit kann während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses verdampfen und innere Delamination oder Risse ("Popcorning") verursachen. Die 168-Stunden-Grenze ist die maximale sichere Expositionszeit, bevor dieses Risiko ohne erneutes Trocknen inakzeptabel wird.

F: Kann ich die LED mit einer Spannungsquelle statt einer Stromquelle betreiben?A: Dies wird dringend abgeraten. Der Betrieb mit konstanter Spannung, selbst mit einem Reihenwiderstand, ist weniger stabil als ein ordnungsgemäßer Konstantstromtreiber, da er Vf-Schwankungen aufgrund von Temperatur oder Binning nicht ausgleicht. Immer auf Stromsteuerung auslegen.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Mehrfach-Indikator-Panels.Ein Entwickler benötigt kompakte orange und blaue Status-LEDs auf einer dicht bestückten Steuerplatine. Er wählt die 19-223/S2BHC-A01/2T aufgrund ihrer kleinen Größe und der Zweifarben-Option aus einer einzigen Artikelnummer, was die Beschaffung vereinfacht. Er entwirft separate strombegrenzende Widerstandswerte für die orange (VF~2,0V) und blaue (VF~3,2V) LED, um von einer gemeinsamen 5V-Schiene ähnliche Helligkeiten zu erreichen. Er spezifiziert den PCB-Footprint genau gemäß der Gehäusezeichnung. Während der Montage stellt er sicher, dass die Bandspule innerhalb der Bodenlebensdauer nach dem Öffnen verwendet wird und befolgt das empfohlene Reflow-Profil, um thermische Schäden zu vermeiden.

12. Einführung in das technische Prinzip

Die Lichtemission in LEDs basiert auf Elektrolumineszenz in Halbleitermaterialien. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang 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. DasAlGaInP(Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid)-Materialsystem ist effizient für die Erzeugung von Licht im Bernstein- bis Rotorange-Spektrum. DasInGaN(Indium-Gallium-Nitrid)-Materialsystem wird zur Erzeugung von blauem, grünem und weißem (mit Phosphor) Licht verwendet. Das SMD-Gehäuse verkapselt den Halbleiterchip in einem klaren oder diffundierten Epoxidharz, das auch als Linse zur Formung des Lichtaustritts dient.

13. Technologietrends

Der Trend bei Indikator- und Hintergrundbeleuchtungs-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro elektrischer Leistungseinheit), kleinerer Gehäusegrößen für erhöhte Dichte und verbesserter Zuverlässigkeit. Es gibt auch einen starken Drang zur breiteren Einführung umweltfreundlicher Materialien (halogenfrei, bleifrei) und Prozesse. Integration, wie die Einbindung strombegrenzender Widerstände oder Steuer-ICs innerhalb des LED-Gehäuses, ist eine weitere laufende Entwicklung, um das Schaltungsdesign des Endanwenders zu vereinfachen und die Leistungskonsistenz zu verbessern.

Hinweis zu Anwendungseinschränkungen:Dieses Produkt ist für allgemeine Anwendungen bestimmt. Es ist möglicherweise ohne vorherige Konsultation und Qualifikation nicht für Hochzuverlässigkeitsanwendungen geeignet. Solche Anwendungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, militärische/Luft- und Raumfahrtsysteme, automobil Sicherheits-/Sicherheitssysteme (z.B. Airbags, Bremsen) und lebenskritische medizinische Geräte. Für diese Anwendungen müssen Produkte beschafft werden, die für die spezifischen rauen Umwelt- und Zuverlässigkeitsanforderungen ausgelegt und qualifiziert sind.