SMD LED 15-215/R6C-AM2P1VY/2T Datenblatt - Brillant Rot - 2.0x1.25x0.8mm - 2.2V Max - 60mW - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die 15-215 ist eine Oberflächenmontage-LED (SMD), die für hochdichte elektronische Baugruppen konzipiert ist. Ihre primäre Emissionsfarbe ist brillantes Rot, erreicht durch einen AlGaInP-Chip, der in einem wasserklaren Harzgehäuse eingekapselt ist. Die Kernvorteile dieser Komponente sind ihr winziger Platzbedarf, die Kompatibilität mit automatisierten Montageprozessen und die Einhaltung moderner Umwelt- und Sicherheitsstandards wie RoHS, REACH und halogenfreie Anforderungen.

Das Produkt zielt auf Anwendungen ab, die zuverlässige, kompakte Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtung erfordern. Seine geringe Größe ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Leiterplattenfläche und der Endproduktabmessungen, während seine leichte Bauweise es für tragbare und Miniaturgeräte geeignet macht.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Der Betrieb des Bauteils außerhalb dieser Grenzwerte kann dauerhafte Schäden verursachen. Zu den wichtigsten Grenzwerten gehören eine maximale Sperrspannung (VR) von 5V und ein kontinuierlicher Durchlassstrom (IF) von 25mA. Das Bauteil hält einem Spitzendurchlassstrom (IFP) von 60mA unter gepulsten Bedingungen stand (1/10 Tastverhältnis @ 1kHz). Die maximale Verlustleistung (Pd) beträgt 60mW. Der Betriebstemperaturbereich ist von -40°C bis +85°C spezifiziert, mit einem etwas weiteren Lagertemperaturbereich von -40°C bis +90°C. Die Komponente ist für Reflow-Lötung bei 260°C für 10 Sekunden ausgelegt.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Gemessen bei einem Standard-Prüfstrom von 5mA und einer Umgebungstemperatur von 25°C werden die wichtigsten Leistungsparameter definiert. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Bereich, wobei spezifische Mindest- und Höchstwerte in den Binning-Tabellen definiert sind. Das Bauteil verfügt über einen sehr breiten Betrachtungswinkel (2θ1/2) von 140 Grad, der eine breite, gleichmäßige Ausleuchtung bietet. Die dominante Wellenlänge (λd) liegt im roten Spektrum, speziell zwischen 617,5 nm und 633,5 nm, mit einer typischen Spitzenwellenlänge (λp) um 632 nm. Die Durchlassspannung (VF) ist relativ niedrig und reicht bei 5mA von 1,70V bis 2,20V, was zur Energieeffizienz beiträgt.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt wird in Bins eingeteilt, um die Konsistenz der Schlüsselparameter sicherzustellen. Dies ermöglicht es Designern, Komponenten auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen an Helligkeit, Farbe und elektrisches Verhalten erfüllen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke ist in vier Bins kategorisiert: M2, N1, N2 und P1. Der P1-Bin repräsentiert die Gruppe mit der höchsten Helligkeit, mit Lichtstärken von 45,0 mcd bis 57,0 mcd bei 5mA. Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±11%.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Farbe, definiert durch die dominante Wellenlänge, wird in vier Bins sortiert: E4, E5, E6 und E7. Bin E4 deckt die kürzerwelligen Rottöne (617,5-621,5 nm) ab, während Bin E7 die längerwelligen Rottöne (629,5-633,5 nm) abdeckt. Die Toleranz beträgt ±1nm.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung ist in vier Gruppen eingeteilt: 19, 20, 21 und 22. Zum Beispiel deckt Bin 19 VF von 1,70V bis 1,80V ab. Dieses Binning hilft bei der Gestaltung konsistenter Stromtreiberschaltungen, insbesondere bei der Verwendung mehrerer LEDs in Reihe. Die Toleranz beträgt ±0,05V.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische elektro-optische Kennlinien. Obwohl spezifische Grafiken im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, zeigen solche Kurven typischerweise den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke, Durchlassspannung gegenüber Temperatur und die spektrale Leistungsverteilung. Die Analyse dieser Kurven ist entscheidend, um die Leistung unter nicht standardmäßigen Bedingungen zu verstehen, wie z.B. bei verschiedenen Treiberströmen oder Umgebungstemperaturen, welche die Ausgangshelligkeit und die Lebensdauer des Bauteils beeinflussen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat ein kompaktes SMD-Gehäuse. Die Hauptabmessungen betragen etwa 2,0 mm in der Länge, 1,25 mm in der Breite und 0,8 mm in der Höhe (Toleranz ±0,1 mm). Das Gehäuse umfasst zwei Anoden- und zwei Kathodenanschlüsse für eine stabile Lötung.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Gehäuse verfügt über einen Polaritätsindikator, typischerweise eine Kerbe oder eine abgeschrägte Ecke, um die korrekte Ausrichtung während der Montage sicherzustellen. Eine falsche Platzierung verhindert das Leuchten der LED und kann sie einer Sperrspannungsbelastung aussetzen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Für bleifreies Löten muss ein spezifisches Temperaturprofil eingehalten werden: Vorwärmen zwischen 150-200°C für 60-120 Sekunden, eine Zeit oberhalb der Liquidus-Temperatur (217°C) von 60-150 Sekunden und eine Spitzentemperatur von maximal 260°C für höchstens 10 Sekunden. Die maximalen Aufheiz- und Abkühlraten sind ebenfalls spezifiziert, um thermischen Schock zu verhindern. Der Reflow-Vorgang sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung erforderlich ist, muss die Lötspitzentemperatur unter 350°C liegen, und die Kontaktzeit pro Anschluss sollte 3 Sekunden nicht überschreiten. Ein Lötkolben mit geringer Leistung (≤25W) wird empfohlen, mit ausreichender Abkühlzeit zwischen dem Löten jedes Anschlusses, um Überhitzung zu vermeiden.

6.3 Lagerung und Handhabung

Die Komponenten sind in feuchtigkeitsbeständigen Beuteln mit Trockenmittel verpackt. Der Beutel sollte erst geöffnet werden, wenn die Teile einsatzbereit sind. Wenn der Beutel geöffnet wurde, haben die LEDs unter kontrollierten Bedingungen (≤30°C, ≤60% RH) eine "Bodenlebensdauer" von einem Jahr. Überschrittene Lagerzeit oder verbrauchtes Trockenmittel erfordern eine Backvorbehandlung bei 60±5°C für 24 Stunden vor der Verwendung.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LEDs werden auf 8 mm breiten Trägerbändern geliefert, die auf 7-Zoll-Spulen aufgewickelt sind. Jede Spule enthält 2000 Stück. Die Verpackung enthält Etiketten mit wichtigen Informationen: Produktnummer (P/N), Menge (QTY) und die spezifischen Bincodes für Lichtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF).

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für Hintergrundbeleuchtungen in Automobilarmaturenbrettern und Schaltern, Anzeige- und Hintergrundbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten (Telefone, Faxgeräte), flache Hintergrundbeleuchtung für LCDs und Symbole sowie allgemeine Statusanzeigen.

8.2 Kritische Designüberlegungen

Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich. LEDs sind stromgesteuerte Bauteile; eine kleine Änderung der Durchlassspannung kann eine große Stromänderung verursachen, die möglicherweise zu sofortigem Ausfall (Durchbrennen) führt. Der Widerstandswert muss basierend auf der Versorgungsspannung und dem gewünschten Durchlassstrom (typischerweise 5-20mA, nicht über 25mA) berechnet werden.
Thermisches Management:Obwohl das Gehäuse klein ist, kann eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen helfen, Wärme abzuführen, insbesondere bei Betrieb mit höheren Strömen oder in erhöhten Umgebungstemperaturen, wodurch Leistung und Zuverlässigkeit erhalten bleiben.
ESD-Schutz:Obwohl das Bauteil eine ESD-Festigkeit nach Human Body Model (HBM) von 2000V aufweist, werden dennoch Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen während der Handhabung und Montage empfohlen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu traditionellen bedrahteten LEDs bietet die 15-215 SMD LED erhebliche Vorteile in Größe, Gewicht und Eignung für automatisierte Pick-and-Place-Montage, was zu niedrigeren Fertigungskosten bei der Serienproduktion führt. Ihr breiter Betrachtungswinkel von 140 Grad sorgt für eine gleichmäßigere Lichtabstrahlung im Vergleich zu Bauteilen mit engerem Winkel, was sie besser für Flächenbeleuchtung macht. Das spezifische AlGaInP-Materialsystem bietet hohe Effizienz und gute Farbreinheit im roten Spektrum.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Kann ich diese LED direkt von einer 3,3V- oder 5V-Logikversorgung betreiben?
A: Nein. Sie müssen immer einen seriellen strombegrenzenden Widerstand verwenden. Der erforderliche Widerstandswert (R) wird berechnet als R = (Versorgungsspannung - VF) / IF. Zum Beispiel, mit einer 5V-Versorgung, einem VF von 2,0V und einem Ziel-IF von 20mA: R = (5 - 2) / 0,02 = 150 Ohm.

F: Was bedeutet die "wasserklare" Harzfarbe?
A: Es bedeutet, dass die umschließende Linse transparent ist, nicht diffundierend oder eingefärbt. Dies ermöglicht es, die wahre Farbe des AlGaInP-Chips (brillantes Rot) direkt zu sehen, was oft zu einem gesättigteren und intensiveren Farbeindruck führt.

F: Wie interpretiere ich die Teilenummer 15-215/R6C-AM2P1VY/2T?
A: Während die vollständige Entschlüsselung proprietär sein kann, deuten Segmente typischerweise auf die Serie (15-215), möglicherweise einen Farb-/Helligkeitscode (R6C) und spezifische Bincodes (A, M2, P1, VY, 2T) hin, die den im Datenblatt beschriebenen Bins für Lichtstärke, Wellenlänge und Spannung entsprechen.

11. Praktische Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer Statusanzeigetafel für einen Netzwerkrouter.
Die Tafel benötigt mehrere helle rote LEDs, um Stromversorgung, Netzwerkaktivität und Systemfehler anzuzeigen. Die 15-215 LED im P1-Helligkeitsbin wird für hohe Sichtbarkeit ausgewählt. Ein Design mit einer gemeinsamen 3,3V-Schiene wird gewählt. Berechnung für einen konservativen Treiberstrom von 15mA und einem typischen VF von 1,9V (aus Bin 20): Der Widerstandswert ist (3,3V - 1,9V) / 0,015A = 93,3 Ohm. Ein Standard-100-Ohm-Widerstand wird gewählt, was zu einem Durchlassstrom von etwa 14mA führt, der innerhalb der Spezifikation liegt und ausreichende Helligkeit bietet, während die Langzeitzuverlässigkeit gewährleistet wird. Der breite 140-Grad-Betrachtungswinkel stellt sicher, dass der Status aus verschiedenen Blickwinkeln um das Gerät sichtbar ist.

12. Funktionsprinzip

Diese LED ist eine Halbleiterlichtquelle. Wenn eine Durchlassspannung, die ihre charakteristische Durchlassspannung (VF) überschreitet, zwischen Anode und Kathode angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher innerhalb des aktiven Bereichs des AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterchips. Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen frei, wobei die spezifische Bandlücke des AlGaInP-Materials die Wellenlänge des emittierten Lichts bestimmt, in diesem Fall brillantes Rot. Die wasserklare Epoxidharzlinse dient zum Schutz des Halbleiterchips, zur Formung des Lichtausgangsstrahls und zur Verbesserung der Lichteinkopplung aus dem Chip.

13. Technologietrends

Die Entwicklung von SMD-LEDs wie der 15-215 ist Teil des breiteren Trends in der Elektronik hin zu Miniaturisierung, erhöhter Zuverlässigkeit und automatisierter Fertigung. Fortschritte bei Halbleitermaterialien wie AlGaInP haben kontinuierlich die Lichtausbeute (Lichtausgang pro elektrischem Eingang) und die Farbstabilität über Zeit und Temperatur verbessert. Zukünftige Trends könnten sich auf weitere Effizienzsteigerungen, noch kleinere Gehäusegrößen für ultrahochdichte Anwendungen und verbesserte thermische Leistung konzentrieren, um höhere Treiberströme in kompakten Räumen zu unterstützen. Die Industrie betont auch weiterhin die Einhaltung von Umweltstandards, was die Eliminierung gefährlicher Stoffe und die Verbesserung der Recyclingfähigkeit vorantreibt.