SMD LED 19-213/R6C-AP1Q2B/3T Datenblatt - Brillantes Rot - 20mA - 2,35V - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-213 ist eine SMD-LED (Surface-Mount Device), die für eine Vielzahl von Indikator- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen konzipiert ist. Sie nutzt AlGaInP-Chip-Technologie und emittiert ein brillantes Rot. Ihr kompaktes SMD-Gehäuse bietet erhebliche Vorteile im modernen Elektronikdesign, darunter reduzierter Leiterplattenplatz, höhere Packungsdichte und Eignung für automatisierte Montageprozesse, was sie ideal für miniaturisierte und hochvolumige Produktion macht.

1.1 Kernvorteile und Produktpositionierung

Der primäre Vorteil dieses Bauteils ist sein miniaturisierter Bauraum, der direkt zu kleineren Endproduktgrößen und reduziertem Lagerbedarf beiträgt. Es ist voll kompatibel mit Standard-Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötprozessen und passt somit zu modernen, effizienten Leiterplattenbestückungslinien. Das Produkt entspricht wichtigen Umweltvorschriften: Es ist bleifrei, RoHS-konform, REACH-konform und erfüllt halogenfreie Standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Dies macht es für globale Märkte mit strengen Umweltauflagen geeignet. Seine leichte Bauweise verbessert zudem den Einsatz in tragbaren und miniaturisierten Anwendungen.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese LED zielt auf Konsumelektronik, Industrie-Steuerungen und Automobil-Innenraumanwendungen ab. Konkrete Anwendungsfälle sind:

• Hintergrundbeleuchtung für Armaturenbrett-Displays, Schalter und Bedienfelder.
• Statusanzeigen und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten.
• Flache Hintergrundbeleuchtung für LCD-Displays, Symbole und Beschilderungen.
• Allgemeine Indikatoranwendungen in verschiedenen elektronischen Geräten.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Das Verständnis der elektrischen und optischen Grenzwerte ist entscheidend für zuverlässiges Schaltungsdesign und langfristige Leistung.

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Der Betrieb sollte stets innerhalb dieser Grenzen gehalten werden.

• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA. Der empfohlene Betriebsstrom beträgt 20 mA; 25 mA ist der absolute Maximalwert.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis 1/10 @ 1 kHz) und darf nicht für Gleichstrombetrieb verwendet werden.
• Verlustleistung (P_d):60 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse bei einer Umgebungstemperatur von 25°C abführen kann.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):2000 V. Richtige ESD-Handhabungsverfahren sind während der Montage und Handhabung erforderlich.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40 bis +85 °C. Das Bauteil ist für industrielle Temperaturbereiche ausgelegt.
• Lagertemperatur (T_stg):-40 bis +90 °C.
• Löttemperatur:Die Reflow-Löt-Spitzentemperatur sollte 260°C für 10 Sekunden nicht überschreiten. Beim Handlöten sollte die Lötspitzentemperatur <350°C für <3 Sekunden pro Anschluss sein.

2.2 Elektro-optische Kennwerte (T_a=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter der Standardtestbedingung von 20 mA Durchlassstrom.

• Lichtstärke (I_v):45 - 112 mcd (Millicandela). Die große Bandbreite wird durch ein Binning-System verwaltet (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dieser große Abstrahlwinkel macht sie für Anwendungen geeignet, bei denen die Sichtbarkeit aus verschiedenen Winkeln wichtig ist.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):632 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):617,5 - 633,5 nm. Dies definiert die wahrgenommene Farbe des Lichts und unterliegt ebenfalls einem Binning.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):20 nm (typisch). Dies zeigt die spektrale Reinheit der roten Emission an.
• Flussspannung (V_F):1,75 - 2,35 V bei I_F=20mA. Ein strombegrenzender Widerstand muss in Reihe mit der LED geschaltet werden, um den Betriebsstrom basierend auf der Versorgungsspannung und der spezifischen V_Fder LED (die je nach Bin variiert) einzustellen.
• Sperrstrom (I_R):< 10 µA bei V_R=5V.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um eine konsistente Farbe und Helligkeit in der Produktion zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert. Die 19-213 verwendet ein dreidimensionales Binning-System.

3.1 Binning der Lichtstärke

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20 mA in vier Bins (P1, P2, Q1, Q2) kategorisiert. Dies ermöglicht es Designern, den geeigneten Helligkeitsgrad für ihre Anwendung auszuwählen und visuelle Konsistenz über mehrere Einheiten hinweg sicherzustellen.

• P1:45 - 57 mcd
• P2:57 - 72 mcd
• Q1:72 - 90 mcd
• Q2:90 - 112 mcd

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Farbe (Farbton) wird gesteuert, indem LEDs in vier Wellenlängen-Bins (E4, E5, E6, E7) sortiert werden. Dies ist entscheidend für Anwendungen, bei denen Farbabgleich zwischen mehreren LEDs wichtig ist.

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

3.3 Binning der Flussspannung

Die Flussspannung wird in drei Bins (0, 1, 2) sortiert. Die Kenntnis des V_F-Bins ist für die genaue Berechnung des strombegrenzenden Widerstands unerlässlich, insbesondere in batteriebetriebenen Anwendungen, bei denen Effizienz kritisch ist.

• 0:1,75 - 1,95 V
• 1:1,95 - 2,15 V
• 2:2,15 - 2,35 V

Die vollständige Artikelnummer 19-213/R6C-AP1Q2B/3T enthält Codes, die diese Bin-Auswahl spezifizieren, was eine präzise Bauteilspezifikation ermöglicht.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen und Polarität

Die LED ist in einem Standard-SMD-Gehäuse untergebracht. Die Kathode ist auf dem Bauteilkörper markiert. Detaillierte Maßzeichnungen sind im Datenblatt enthalten, mit kritischen Toleranzen von ±0,1mm. Designer müssen das empfohlene Leiterplatten-Pad-Layout einhalten, um ein korrektes Löten und Ausrichten zu gewährleisten.

4.2 Verpackungsspezifikationen

Die Bauteile werden auf 8 mm breiten Trägerbändern geliefert, die auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen aufgewickelt sind. Jede Spule enthält 3000 Stück. Die Verpackung umfasst feuchtigkeitsresistente Maßnahmen: Die Spule wird zusammen mit einem Trockenmittel und einem Indikatoretikett in einen aluminiumbeschichteten Feuchtigkeitsschutzbeutel gelegt. Dies ist für Bauteile, die vor dem Löten feuchtigkeitsempfindlich sind, unerlässlich.

5. Löt- und Montagerichtlinien

Richtige Handhabung und Lötung sind entscheidend, um Schäden zu vermeiden und die Zuverlässigkeit sicherzustellen.

5.1 Reflow-Lötprofil

Ein bleifreies (Pb-free) Reflow-Profil ist spezifiziert. Wichtige Parameter sind:

• Vorwärmen zwischen 150-200°C für 60-120 Sekunden.
• Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C): 60-150 Sekunden.
• Spitzentemperatur: maximal 260°C, nicht länger als 10 Sekunden gehalten.
• Maximale Aufheizrate: 6°C/Sek.; maximale Abkühlrate: 3°C/Sek.

Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal an derselben LED durchgeführt werden.

5.2 Vorsichtsmaßnahmen beim Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist, ist äußerste Vorsicht geboten:

• Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur unter 350°C.
• Begrenzen Sie die Lötzeit pro Anschluss auf 3 Sekunden oder weniger.
• Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Leistung von 25W oder weniger.
• Lassen Sie eine Abkühlpause von mindestens 2 Sekunden zwischen dem Löten jedes Anschlusses.

5.3 Feuchteempfindlichkeit und Lagerung

Dieses Bauteil ist feuchteempfindlich. Halten Sie sich an die folgenden Lagerbedingungen:

• Vor dem Öffnen:Lagern bei ≤ 30°C und ≤ 90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH).
• Nach dem Öffnen:Die "Floor Life" beträgt 1 Jahr bei ≤ 30°C und ≤ 60% RH. Unbenutzte LEDs müssen in einem Feuchtigkeitsschutzbeutel mit frischem Trockenmittel wieder versiegelt werden.
• Trocknen (Baking):Wenn der Trockenmittel-Indikator Sättigung anzeigt oder die Lagerzeit überschritten wurde, trocknen Sie die LEDs vor der Verwendung bei 60 ± 5°C für 24 Stunden.

6. Anwendungsdesign-Überlegungen

6.1 Schaltungsdesign

Strombegrenzung ist zwingend erforderlich:Ein externer Reihenwiderstand ist unbedingt erforderlich, um den Durchlassstrom einzustellen. Die V-I-Kennlinie der LED ist exponentiell; eine kleine Spannungserhöhung kann einen großen, zerstörerischen Stromanstieg verursachen. Der Widerstandswert (R) wird berechnet als R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie stets den maximalen V_F-Wert aus dem Bin oder Datenblatt für ein konservatives Design, das sicherstellt, dass I_Funter Worst-Case-Bedingungen niemals 20 mA überschreitet.

6.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 60 mW), kann ein korrekter Leiterplatten-Layout die Lebensdauer erhöhen. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche um die LED-Pads herum, die als Kühlkörper wirkt, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem Maximalstrom.

6.3 Optisches Design

Der 120-Grad-Abstrahlwinkel bietet eine breite Abstrahlung. Für Anwendungen, die gerichtetes Licht benötigen, können Sekundäroptiken (Linsen, Lichtleiter) verwendet werden. Die wasserklare Harzlinse ist geeignet für den Einsatz mit externen Farbfiltern, wenn ein spezifischer Rotton benötigt wird.

7. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 19-213 unterscheidet sich durch die Kombination aus einem standardisierten, weitgehend kompatiblen SMD-Footprint, einer klar definierten Binning-Struktur für Farb- und Helligkeitskonsistenz und der Einhaltung moderner Umweltstandards. Im Vergleich zu größeren Durchsteck-LEDs bietet sie erhebliche Platzersparnis und Kompatibilität mit automatisierter Montage. Innerhalb des SMD-Rot-LED-Segments bietet ihre spezifische AlGaInP-Technologie effiziente rote Emission, und ihr detailliertes Datenblatt mit klarem Binning und Anwendungshinweisen unterstützt robustes Design-in.

8. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED direkt von einer 3,3V- oder 5V-Logikversorgung betreiben?

A: Nein. Sie müssen stets einen Reihenstrombegrenzungswiderstand verwenden. Zum Beispiel, bei einer 5V-Versorgung und einer typischen V_Fvon 2,0V bei 20mA, wäre der Widerstandswert (5V - 2V) / 0,02A = 150 Ohm. Ein 150-Ohm-Widerstand wäre ein guter Ausgangspunkt.

F: Was bedeutet die "wasserklare" Harzfarbe?

A: Es bedeutet, dass die umhüllende Linse der LED transparent ist, nicht diffundierend oder eingefärbt. Die rote Farbe kommt vollständig vom Licht, das der Halbleiterchip selbst emittiert. Dies führt oft zu einem gesättigteren Farbeindruck.

F: Wie interpretiere ich die Artikelnummer für die Bestellung?

A: Das Suffix (z.B. /R6C-AP1Q2B/3T) enthält Codes für die Leistungs-Bins. "Q2" bezieht sich wahrscheinlich auf das Lichtstärke-Bin (Q2: 90-112 mcd), und andere Zeichen spezifizieren die Wellenlängen- und Spannungs-Bins. Konsultieren Sie den detaillierten Bin-Code-Leitfaden des Herstellers für eine genaue Interpretation, wenn Konsistenz kritisch ist.

F: Ist diese LED für Automobil-Außenbeleuchtung geeignet?

A: Das Datenblatt enthält einen Anwendungshinweis, der besagt, dass Hochzuverlässigkeitsanwendungen wie Automobil-Sicherheitssysteme möglicherweise ein anderes Produkt erfordern. Für solche Anwendungen ist es unerlässlich, beim Bauteillieferanten zu prüfen, ob dieses spezifische Bauteil für die notwendigen Automobilstandards (z.B. AEC-Q102) qualifiziert ist.

9. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Armaturenbrett-Schalter-Hintergrundbeleuchtung.Ein Cluster von fünf 19-213 LEDs wird zur Hintergrundbeleuchtung eines Kippschalters verwendet. Sie sind parallel geschaltet, jede mit ihrem eigenen 180-Ohm-Widerstand an einer 12V-Automobil-Schiene (unter Berücksichtigung von Fahrzeugspannungstransienten). Der große Abstrahlwinkel gewährleistet gleichmäßige Ausleuchtung der Schaltergrafik. Das Q2-Helligkeits-Bin wird für gute Sichtbarkeit bei Tageslicht ausgewählt.

Beispiel 2: Leiterplatten-Statusanzeige.Eine einzelne LED mit einem 1kΩ-Widerstand ist an einen 3,3V-Mikrocontroller-GPIO-Pin angeschlossen. Der Mikrocontroller schaltet den Pin auf High, um die LED einzuschalten. Der geringe Stromverbrauch (ca. 1,3mA) minimiert den Energieverbrauch in einem batteriebetriebenen Gerät. Das E6-Wellenlängen-Bin bietet eine konsistente, standardmäßige rote Indikatorfarbe.

10. Funktionsprinzip und Technologie

Die 19-213 LED basiert auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial. Wenn eine Flussspannung über den pn-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung ist so ausgelegt, dass sie Photonen im roten Teil des sichtbaren Spektrums (ca. 632 nm) erzeugt. Das erzeugte Licht wird durch eine transparente Epoxidharzlinse emittiert, die auch mechanischen und Umweltschutz für den Halbleiterchip bietet.

SMD-LEDs wie die 19-213 stellen aufgrund ihrer Fertigbarkeit und Kosteneffizienz den Mainstream in der Indikator- und Niedrigleistungsbeleuchtung dar. Der Branchentrend geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbkonsistenz durch engere Binning-Toleranzen und erhöhter Integration (z.B. LEDs mit eingebauten Stromreglern oder Treibern). Umweltkonformität (RoHS, REACH, halogenfrei) ist zu einer Standardanforderung geworden. Für rote Indikatoren bleibt AlGaInP aufgrund seiner Effizienz und Farbqualität eine dominante Technologie, obwohl für andere Farben andere Materialien verwendet werden (z.B. InGaN für Blau und Grün).

SMD LEDs like the 19-213 represent the mainstream in indicator and low-power lighting due to their manufacturability and cost-effectiveness. The industry trend continues towards higher efficiency (more lumens per watt), improved color consistency through tighter binning, and increased integration (e.g., LEDs with built-in current regulators or drivers). Environmental compliance (RoHS, REACH, halogen-free) has become a standard requirement. For red indicators, AlGaInP remains a dominant technology due to its efficiency and color quality, though other materials are used for different colors (e.g., InGaN for blue and green).