SMD LED 17-215/S2C-CP2R1B/3T Datenblatt - Brillantes Orange - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Max - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 17-215/S2C-CP2R1B/3T ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode, die für hochdichte, miniaturisierte Anwendungen konzipiert ist. Sie nutzt AIGaInP-Halbleitertechnologie, um ein brillantes orangefarbenes Licht zu erzeugen. Dieses Bauteil zeichnet sich durch seinen kompakten Bauraum, seine leichte Bauweise und seine Kompatibilität mit modernen automatisierten Bestückungsprozessen aus.

1.1 Kernvorteile

Die primären Vorteile dieser LED ergeben sich aus ihrem SMD-Gehäuse. Ihre deutlich kleinere Größe im Vergleich zu herkömmlichen LEDs mit Anschlussdrähten ermöglicht das Design kompakterer Leiterplatten (PCBs). Dies führt zu einer höheren Bauteildichte, reduziert den Lagerbedarf für Bauteile und Fertigprodukte und ermöglicht letztlich die Herstellung kleinerer Endgeräte. Die leichte Bauweise macht sie besonders geeignet für tragbare und miniaturisierte elektronische Geräte, bei denen das Gewicht eine entscheidende Rolle spielt.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese LED ist für allgemeine Beleuchtungs- und Anzeigeanwendungen in der Konsum- und Industrieelektronik bestimmt. Spezifische Anwendungsbereiche umfassen die Hintergrundbeleuchtung von Instrumententafeln, Schaltern und Symbolen; Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten; sowie als flache Hintergrundbeleuchtungsquelle für Flüssigkristalldisplays (LCDs). Ihr universelles Design macht sie für eine Vielzahl weiterer Anzeige- und Beleuchtungsaufgaben mit geringer Leistung geeignet.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der wichtigsten technischen Parameter des Bauteils, wie in den absoluten Maximalwerten und den elektro-optischen Eigenschaften definiert.

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Dies sind keine empfohlenen Betriebsbedingungen.

• Sperrspannung (V_R):5V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA. Der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich angelegt werden darf.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis 1/10 bei 1 kHz), um transiente Störimpulse zu bewältigen.
• Verlustleistung (P_d):60 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse abführen kann, berechnet als Durchlassspannung multipliziert mit dem Durchlassstrom unter Berücksichtigung thermischer Grenzen.
• Elektrostatische Entladung (ESD):Bewertung nach Human Body Model (HBM) von 2000V. Dies zeigt ein mittleres Maß an ESD-Robustheit; dennoch sind ordnungsgemäße Handhabungsverfahren unerlässlich.
• Temperaturbereiche:Betrieb von -40°C bis +85°C und Lagerung von -40°C bis +90°C, was sie für industrielle Umgebungen geeignet macht.
• Löttemperatur:Hält Reflow-Löten bei 260°C für 10 Sekunden oder Handlöten bei 350°C für 3 Sekunden stand, kompatibel mit bleifreien (Pb-free) Prozessen.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Gemessen unter Standardtestbedingungen von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA definieren diese Parameter die Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (I_v):Reicht von einem Minimum von 57,00 mcd bis zu einem Maximum von 140,00 mcd. Der typische Wert ist nicht angegeben, was darauf hinweist, dass die Leistung durch ein Binning-System gesteuert wird (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Ein typisch weiter Abstrahlwinkel von 130 Grad, der ein breites Abstrahlmuster für Hintergrundbeleuchtungs- und Anzeigeanwendungen bietet.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typischerweise 611 nm, was die Emission in den orangefarbenen Bereich des sichtbaren Spektrums einordnet.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Reicht von 603,50 nm bis 609,50 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Wellenlänge und wird streng kontrolliert.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):Typischerweise 17 nm, was auf eine relativ schmale spektrale Emission um die Spitzenwellenlänge herum hinweist.
• Durchlassspannung (V_F):Reicht von 1,75V bis 2,35V bei 20 mA. Dieser Parameter ist ebenfalls gebinnt.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei angelegter 5V-Sperrspannung. Das Datenblatt weist ausdrücklich darauf hin, dass das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist; dieser Test dient nur der Qualitätsüberprüfung.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um eine konsistente Leistung in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Leistungsklassen (Bins) sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die bestimmte Kriterien für ihre Anwendung erfüllen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke ist in vier Bins (P2, Q1, Q2, R1) kategorisiert, für die Mindest- und Höchstwerte definiert sind. Beispielsweise enthält Bin R1 LEDs mit einer Lichtstärke zwischen 112,00 mcd und 140,00 mcd. Entwickler können einen Bincode spezifizieren, um ein Mindesthelligkeitsniveau für ihre Anwendung zu garantieren.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge, die mit der wahrgenommenen Farbe korreliert, ist in zwei Bereiche gebinnt: D9 (603,50 - 606,50 nm) und D10 (606,50 - 609,50 nm). Diese enge Kontrolle gewährleistet Farbkonsistenz über mehrere LEDs in einem Array oder einer Anzeige hinweg.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung ist in drei Codes gebinnt: 0 (1,75 - 1,95V), 1 (1,95 - 2,15V) und 2 (2,15 - 2,35V). Die Kenntnis des V_F-Bins kann für das Netzteil-Design wichtig sein, insbesondere beim Betrieb mehrerer LEDs in Reihe, um eine gleichmäßige Stromverteilung und Helligkeit sicherzustellen.

4. Analyse der Leistungskurven

Während das PDF auf typische elektro-optische Kennlinien verweist, sind die spezifischen Graphen für Parameter wie relative Lichtstärke über Durchlassstrom, Durchlassspannung über Sperrschichttemperatur und Spektralverteilung im extrahierten Inhalt nicht enthalten. In einem vollständigen Datenblatt sind diese Kurven entscheidend, um das Verhalten des Bauteils unter nicht standardmäßigen Bedingungen (z.B. unterschiedliche Treiberströme oder Umgebungstemperaturen) zu verstehen. Entwickler würden die I-V-Kennlinie verwenden, um den erforderlichen Wert des strombegrenzenden Widerstands zu bestimmen, und die Temperaturabwertungskurven, um zu verstehen, wie die Lichtausbeute mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil verfügt über ein Standard-SMD-Gehäuse. Die Hauptabmessungen (mit einer typischen Toleranz von ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben) betragen etwa 2,0 mm Länge, 1,25 mm Breite und 0,8 mm Höhe. Das Datenblatt enthält eine detaillierte Maßzeichnung, die das Pad-Layout, die Bauteilkontur und die Polaritätskennzeichnung (typischerweise durch eine Kathodenmarkierung auf dem Gehäuse angezeigt) zeigt.

5.2 Polaritätserkennung und Montage

Die korrekte Polarität ist für den Betrieb unerlässlich. Das Gehäuse enthält eine visuelle Markierung zur Identifizierung der Kathode. Das empfohlene PCB-Land Pattern (Pad-Design) wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität während des Reflow-Lötens sicherzustellen. Die Einhaltung dieses Musters ist für eine zuverlässige automatisierte Bestückung entscheidend.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung und Lötung ist entscheidend für die Zuverlässigkeit.

6.1 Lagerung und Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Die Bauteile sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel verpackt. Der Beutel sollte erst geöffnet werden, wenn die Teile verwendet werden sollen. Nach dem Öffnen müssen unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) verwendet werden. Wird dieses Zeitfenster überschritten oder zeigt der Trockenmittelindikator Sättigung an, ist vor dem Löten ein Ausheizen bei 60 ±5°C für 24 Stunden erforderlich, um \"Popcorning\"-Schäden während des Reflow-Lötens zu verhindern.

6.2 Reflow-Lötprofil

Ein bleifreies (Pb-free) Reflow-Profil ist spezifiziert:

• Vorwärmen:150-200°C für 60-120 Sekunden.
• Zeit oberhalb der Liquidus-Temperatur (217°C):60-150 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C, nicht länger als 10 Sekunden gehalten.
• Aufheizrate:Maximal 6°C/Sekunde bis 255°C.
• Abkühlrate:Maximal 3°C/Sekunde.

6.3 Handlöten und Nacharbeit

Falls Handlöten erforderlich ist, muss die Lötspitzentemperatur unter 350°C liegen und pro Anschluss nicht länger als 3 Sekunden angewendet werden. Ein Lötkolben mit geringer Leistung (<25W) wird empfohlen. Zwischen dem Löten jedes Anschlusses sollte eine Abkühlpause von mindestens 2 Sekunden eingehalten werden. Nacharbeit wird dringend abgeraten. Falls absolut unvermeidbar, muss ein spezieller Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen, und die Auswirkung auf die LED-Eigenschaften muss vorab überprüft werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Tape-and-Reel-Verpackung

Die LEDs werden in 8 mm breiter, geprägter Trägerfolie geliefert, die auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen aufgewickelt ist. Jede Spule enthält 3000 Stück. Detaillierte Abmessungen für die Taschen der Trägerfolie und die Spule werden bereitgestellt, um die Kompatibilität mit automatischen Pick-and-Place-Geräten sicherzustellen.

7.2 Etikettenerklärung

Das Spulenetikett enthält wichtige Informationen für die Rückverfolgbarkeit und korrekte Anwendung:

• P/N:Die Hersteller-Teilenummer (17-215/S2C-CP2R1B/3T).
• CAT:Der Lichtstärke-Bincode (z.B. P2, Q1, R1).
• HUE:Der dominante Wellenlängen-Bincode (z.B. D9, D10).
• REF:Der Durchlassspannungs-Bincode (z.B. 0, 1, 2).
• LOT No:Fertigungslosnummer für die Qualitätsverfolgung.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Strombegrenzung ist zwingend erforderlich

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile.Ein externer strombegrenzender Widerstand ist unbedingt erforderlich.Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten und eine Fertigungstoleranz. Ein leichter Anstieg der Versorgungsspannung ohne einen Vorwiderstand führt zu einem großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Durchlassstroms. Der Widerstandswert (R) wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_versorgung- V_F) / I_F, wobei I_Fder gewünschte Treiberstrom ist (≤25 mA DC).

8.2 Thermomanagement

Obwohl das Gehäuse klein ist, erzeugt die Verlustleistung (bis zu 60 mW) Wärme. Für optimale Lebensdauer und stabile Lichtausbeute sollte die Leiterplatte eine ausreichende Wärmeableitung bieten. Vermeiden Sie es, die LED in geschlossenen Räumen ohne Belüftung zu platzieren. Die maximale Betriebstemperatur beträgt 85°C Umgebungstemperatur; die tatsächliche Sperrschichttemperatur wird höher sein.

8.3 Anwendungseinschränkungen

Dieses Produkt ist für allgemeine kommerzielle und industrielle Anwendungen konzipiert. Es ist nicht speziell für Hochzuverlässigkeitsanwendungen qualifiziert, bei denen ein Ausfall zu schweren Verletzungen oder Verlusten führen könnte, wie z.B. Automobilsicherheitssysteme (Airbags, Bremsen), Militär-/Luftfahrtsysteme oder lebenserhaltende medizinische Geräte. Für solche Anwendungen müssen Bauteile mit entsprechenden Qualifikationen und Zuverlässigkeitsdaten beschafft werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED sind ihre Kombination aus einem sehr kompakten SMD-Gehäuse (ermöglicht Miniaturisierung), einem weiten Abstrahlwinkel von 130 Grad (gut für Flächenbeleuchtung) und der Verwendung von AIGaInP-Technologie, die typischerweise eine höhere Effizienz und bessere Farbsättigung im rot-orange-bernsteinfarbenen Spektrum im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP bietet. Ihre Konformität mit RoHS, REACH und halogenfreien Standards macht sie für globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften geeignet.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Welchen Widerstand benötige ich für eine 5V-Versorgung, um diese LED mit 20mA zu betreiben?

A: Unter Verwendung des maximalen V_F-Werts von 2,35V für ein konservatives Design: R = (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5Ω. Ein Standardwiderstand von 130Ω oder 150Ω wäre geeignet. Überprüfen Sie den tatsächlichen Strom stets durch Messungen.

F: Kann ich diese LED mit höheren Strömen pulsen, um hellere Blitze zu erzeugen?

A: Ja, aber nur innerhalb der absoluten Maximalwerte. Sie können mit bis zu 60 mA pulsen, aber das Tastverhältnis muss 10% oder weniger betragen (z.B. 1 ms ein, 9 ms aus) bei einer Frequenz von 1 kHz. Der mittlere Strom darf 25 mA nicht überschreiten.

F: Wie stelle ich eine konsistente Farbe über mehrere LEDs in meinem Produkt sicher?

A: Spezifizieren Sie beim Bestellen einen engen Bincode für die dominante Wellenlänge (entweder D9 oder D10, nicht gemischt). Für die höchste Konsistenz bestellen Sie aus demselben Fertigungslos (LOT No.).

F: Der Beutel ist seit einer Woche geöffnet. Kann ich die LEDs noch verwenden?

A: Überprüfen Sie zunächst den Trockenmittelindikator. Wenn er die Farbe geändert hat oder seit dem Öffnen 168 Stunden vergangen sind, müssen Sie die LEDs vor dem Löten bei 60°C für 24 Stunden ausheizen, um feuchtigkeitsbedingte Schäden zu verhindern.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer Statusanzeigetafel für einen Netzwerkrouter.Die Tafel benötigt 10 orangefarbene LEDs, um Link-Aktivität und Stromversorgungsstatus anzuzeigen. Der Platz auf der Leiterplatte ist begrenzt.

Design-Entscheidungen:Die 17-215 LED wird aufgrund ihres kleinen Bauraums von 2,0x1,25 mm ausgewählt, der es ermöglicht, alle 10 LEDs in einer engen Reihe unterzubringen. Der weite Abstrahlwinkel von 130 Grad stellt sicher, dass die Anzeigen aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar sind. Der Entwickler spezifiziert Bin R1 für die Lichtstärke, um die Sichtbarkeit in einem gut beleuchteten Raum zu garantieren, und Bin D10 für einen einheitlichen Orangeton. Ein 150Ω-Widerstand wird in Reihe mit jeder LED geschaltet, verbunden mit der 3,3V-Systemschiene, was zu einem Treiberstrom von etwa 18-20 mA führt, abhängig vom individuellen V_F-Bin der LED. Das PCB-Layout folgt dem empfohlenen Pad-Muster, und die Bestückungsfirma verwendet das spezifizierte bleifreie Reflow-Profil.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AIGaInP)-Halbleitermaterial, das auf einem Substrat gewachsen wird. 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. Das spezifische Verhältnis von Aluminium, Indium und Gallium im Kristallgitter bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall Orange (~611 nm). Die \"wasserklare\" Harzlinse wird verwendet, um die Lichteinkopplung aus dem Halbleiterchip zu maximieren, ohne die Farbe zu verändern, im Gegensatz zu diffundierten oder getönten Harzen.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Trend bei SMD-LEDs für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro mA Strom), kleinerer Gehäusegrößen für erhöhte Dichte und verbesserter Farbkonsistenz und -stabilität über Temperatur und Lebensdauer hinweg. Es gibt auch einen starken Trend zur breiteren Einführung umweltfreundlicher Materialien, wie die Konformität dieses Produkts mit halogenfreien und bleifreien Standards zeigt. Darüber hinaus ist die Integration von Funktionen wie eingebauten strombegrenzenden Widerständen oder IC-Treibern innerhalb des LED-Gehäuses ein wachsender Trend, um die Schaltungsentwicklung zu vereinfachen und Leiterplattenplatz zu sparen, obwohl dieses spezielle Bauteil ein diskretes Bauelement bleibt.