SMD LED 19-219/R6C-AM1N2VY/3T Datenblatt - Größe 1,6x0,8x0,65mm - Spannung 1,7-2,2V - Brillantes Rot - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-219 ist eine für hochdichte, miniaturisierte Anwendungen konzipierte SMD-LED (Surface-Mount Device). Sie nutzt AlGaInP-Chip-Technologie, um ein brillantes rotes Licht zu erzeugen. Ihr Hauptvorteil liegt in der kompakten Bauform, die im Vergleich zu herkömmlichen LED-Bauteilen mit Anschlussdrähten eine signifikante Reduzierung des Platzbedarfs auf der Leiterplatte, des Lagerraums und der Gesamtgerätegröße ermöglicht. Das Bauteil ist leichtgewichtig und entspricht modernen Fertigungs- und Umweltstandards, einschließlich RoHS, REACH und halogenfreien Anforderungen.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Ultrakompaktes Gehäuse:Die kleine Bauform (1,6 mm x 0,8 mm) ermöglicht eine höhere Packungsdichte und Miniaturisierung von Endprodukten.
• Fertigungskompatibilität:Geliefert auf 8 mm breitem Trägerband auf 7-Zoll-Spulen, voll kompatibel mit automatischen Bestückungsanlagen.
• Robuste Lötbarkeit:Kompatibel mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren, geeignet für die Serienfertigung.
• Umweltkonformität:Das Produkt ist bleifrei, RoHS-konform, REACH-konform und erfüllt halogenfreie Spezifikationen (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Einfarbiger Typ:Emittiert eine einzelne, brillantrote Farbe.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist ideal für Anwendungen, die kleine, zuverlässige Anzeigelampen oder Hintergrundbeleuchtung in beengten Räumen erfordern.

• Hintergrundbeleuchtung für Instrumententafeln und Schalter.
• Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten (Telefone, Faxgeräte).
• Flache Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels, Schalter und Symbole.
• Allgemeine Anzeigeanwendungen in der Konsum- und Industrielektronik.

2. Technische Spezifikationen und objektive Interpretation

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte Aufschlüsselung der absoluten Maximalwerte und der standardmäßigen elektro-optischen Eigenschaften. Alle Daten werden bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C gemessen, sofern nicht anders angegeben.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer ein dauerhafter Schaden am Bauteil auftreten kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• 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 Gleichstrom, der kontinuierlich angelegt werden kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 1kHz). Nur für gepulsten Betrieb.
• Verlustleistung (P_d):60 mW. Die maximal zulässige als Wärme abgegebene Leistung.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):2000 V. Zeigt eine moderate ESD-Empfindlichkeit an; Standard-ESD-Handhabungsvorkehrungen sind erforderlich.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für einen zuverlässigen Betrieb.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +90°C.
• Löttemperatur:Reflow: max. 260°C für 10 Sekunden. Handlötung: max. 350°C für 3 Sekunden pro Anschluss.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Typische Leistungsparameter gemessen bei I_F= 5mA.

• Lichtstärke (I_v):18 - 45 mcd (Millicandela). Ein Maß für die wahrgenommene Helligkeit. Der breite Bereich wird durch Binning verwaltet (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad (typisch). Dieser breite Abstrahlwinkel macht sie für Anwendungen geeignet, bei denen die LED nicht frontal betrachtet wird.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):632 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):617,5 - 633,5 nm. Die Ein-Wellenlängen-Wahrnehmung der emittierten Farbe, die ebenfalls gebinnt wird.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):20 nm (typisch). Die Breite des emittierten Spektrums bei halber Maximalintensität.
• Flussspannung (V_F):1,7 - 2,2 V. Der Spannungsabfall über der LED bei einem Strom von 5mA. Dieser Parameter wird für eine konsistente Auslegung gebinnt.
• Sperrstrom (I_R):10 μA max. bei V_R=5V. Ein Maß für den Leckstrom im Sperrzustand.

Hinweis zu Toleranzen:Die Lichtstärke hat eine Toleranz von ±11%, die dominante Wellenlänge ±1nm und die Flussspannung ±0,05V von den gebinnten Werten.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Die 19-219 verwendet drei unabhängige Binning-Parameter.

3.1 Binning der Lichtstärke

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 5mA in vier Bins (M1, M2, N1, N2) sortiert.

• M1:18,0 - 22,5 mcd
• M2:22,5 - 28,5 mcd
• N1:28,5 - 36,0 mcd
• N2:36,0 - 45,0 mcd

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

LEDs werden in vier Bins (E3, E4, E5, E6) sortiert, um den präzisen Rotton zu kontrollieren.

• E3:617,5 - 621,5 nm
• E4:621,5 - 625,5 nm
• E5:625,5 - 629,5 nm
• E6:629,5 - 633,5 nm

3.3 Binning der Flussspannung

LEDs werden in fünf Bins (19, 20, 21, 22, 23) sortiert, um Bauteile mit ähnlichen elektrischen Eigenschaften zu gruppieren, was die Stromanpassung bei Multi-LED-Designs erleichtert.

• 19:1,7 - 1,8 V
• 20:1,8 - 1,9 V
• 21:1,9 - 2,0 V
• 22:2,0 - 2,1 V
• 23:2,1 - 2,2 V

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere wichtige Diagramme, die das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen.

4.1 Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtstärke mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Die Ausgangsleistung ist von -40°C bis etwa 25°C relativ stabil, zeigt aber bei höheren Temperaturen einen deutlicheren Rückgang, was typisch für das LED-Verhalten aufgrund erhöhter nichtstrahlender Rekombination ist.

4.2 Derating-Kurve für den Durchlassstrom

Dieses Diagramm definiert den maximal zulässigen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Um Überhitzung zu verhindern und die Langzeitzuverlässigkeit sicherzustellen, muss der Durchlassstrom bei hohen Umgebungstemperaturen (über ~25°C) reduziert werden.

4.3 Durchlassstrom vs. Flussspannung (I-V-Kurve)

Diese grundlegende Kennlinie zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung. Die Kurve ist für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung (üblicherweise ein Vorwiderstand) wesentlich. Der "Knick" der Kurve, wo die Leitung beginnt, liegt bei etwa 1,6V bis 1,7V.

4.4 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Darstellung zeigt, dass die Lichtausbeute mit dem Durchlassstrom zunimmt, die Beziehung jedoch nicht perfekt linear ist, insbesondere bei höheren Strömen. Sie hilft Entwicklern, einen Arbeitspunkt zu wählen, der Helligkeit mit Effizienz und Bauteilbelastung in Einklang bringt.

4.5 Spektralverteilung

Das Spektralausgangsdiagramm zeigt einen einzelnen Peak um 632 nm (typisch) und bestätigt die monochromatische brillantrote Emission mit einer typischen Halbwertsbreite (FWHM) von 20 nm.

4.6 Abstrahlcharakteristik

Das Polardiagramm veranschaulicht den 130-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt die winkelabhängige Verteilung der Lichtintensität, die nahezu lambertisch (Kosinusverteilung) ist.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat einen sehr kompakten Platzbedarf mit folgenden Hauptabmessungen (in mm, Toleranzen ±0,1mm sofern nicht anders angegeben):

• Länge: 1,60
• Breite: 0,80
• Höhe: 0,65 ±0,1
• Lötpad (Kathode) Abmessungen: 0,70 x 0,20 ±0,05

5.2 Polaritätskennzeichnung und Lötpad-Design

Die Kathode (Minuspol) ist auf der Oberseite des Gehäuses deutlich markiert. Das empfohlene Lötpad-Layout wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötstelle und eine korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses sicherzustellen. Das Datenblatt weist darauf hin, dass die Pad-Abmessungen als Referenz dienen und basierend auf spezifischen Leiterplatten-Designanforderungen angepasst werden können.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung ist für die Zuverlässigkeit von SMD-Bauteilen entscheidend.

6.1 Reflow-Lötprofil (bleifrei)

Ein spezifisches Temperaturprofil wird empfohlen:

• Vorwärmen:150-200°C für 60-120 Sekunden.
• Zeit über Liquidus (TAL):60-150 Sekunden über 217°C.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C, maximal 10 Sekunden gehalten.
• Aufheiz-/Abkühlrate:Maximal 6°C/Sek. Aufheizen, 3°C/Sek. Abkühlen.

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

6.2 Handlötung

Falls Handlötung erforderlich ist, ist äußerste Vorsicht geboten:

• Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur unter 350°C.
• Begrenzen Sie die Lötzeit auf 3 Sekunden pro Anschluss.
• Verwenden Sie einen Kolben mit einer Leistung von 25W oder weniger.
• Lassen Sie zwischen dem Löten jedes Anschlusses ein Intervall von mindestens 2 Sekunden, um thermischen Schock zu vermeiden.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in einem feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel verpackt.

• Vor dem Öffnen:Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH).
• Nach dem Öffnen (Floor Life):1 Jahr bei ≤30°C und ≤60% RH. Nicht verwendete LEDs sollten in einer feuchtigkeitsdichten Verpackung wieder verschlossen werden.
• Trocknen (Baking):Wenn der Trockenmittel-Indikator die Farbe ändert oder die Lagerzeit überschritten wird, trocknen Sie die LEDs vor der Verwendung in einem Reflow-Prozess bei 60 ±5°C für 24 Stunden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Band- und Spulen-Spezifikationen

Die Bauteile werden auf 8 mm breitem, geprägtem Trägerband geliefert, das auf einer Standard-7-Zoll- (178 mm) Spule aufgewickelt ist. Jede Spule enthält 3000 Stück.

7.2 Etikettenerklärung

Das Spulenetikett enthält mehrere wichtige Codes, die die spezifischen gebinnten Eigenschaften der LEDs auf dieser Spule identifizieren:

• CAT:Lichtstärke-Rang (z.B. M1, N2).
• HUE:Farbort/Dominante Wellenlänge Rang (z.B. E4, E5).
• REF:Flussspannung-Rang (z.B. 20, 21).
• Weitere Informationen umfassen Kunden-Artikelnummer (CPN), Hersteller-Artikelnummer (P/N), Menge (QTY) und Losnummer (LOT No).

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Strombegrenzung ist zwingend erforderlich

Das Datenblatt warnt ausdrücklich, dass ein externer strombegrenzender Widerstandzwingendverwendet werden muss. LEDs weisen eine steile exponentielle I-V-Kennlinie auf; eine kleine Spannungserhöhung kann einen großen, möglicherweise zerstörerischen Stromanstieg verursachen. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_versorgung- V_F) / I_F, wobei V_Fdie Flussspannung aus dem Bin oder den typischen Eigenschaften ist und I_Fder gewünschte Betriebsstrom (≤25mA DC) ist.

8.2 Thermomanagement

Obwohl es sich um ein leistungsschwaches Bauteil handelt, sind thermische Überlegungen für die Langlebigkeit dennoch wichtig. Halten Sie sich an die Derating-Kurve für den Durchlassstrom bei erhöhten Umgebungstemperaturen. Stellen Sie sicher, dass das Leiterplatten-Pad-Design bei Bedarf eine ausreichende Wärmeableitung bietet, obwohl das empfohlene Pad in erster Linie für die elektrische und mechanische Verbindung dient.

8.3 ESD-Schutz

Mit einer ESD-Bewertung von 2000V (HBM) sollten während der Handhabung und Montage Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen befolgt werden, um versteckte Schäden zu verhindern.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die Hauptunterscheidungsmerkmale der 19-219 LED sind die Kombination aus einem sehr kleinen Platzbedarf von 1,6 mm x 0,8 mm mit einem relativ breiten Abstrahlwinkel von 130 Grad und ihrem umfassenden Drei-Parameter-Binning-System (Intensität, Wellenlänge, Spannung). Dies ermöglicht es Entwicklern, eine konsistente optische Leistung in platzbeschränkten Anwendungen zu erreichen, bei denen visuelle Gleichmäßigkeit entscheidend ist, wie z.B. in Multi-LED-Hintergrundbeleuchtungsarrays oder Anzeigetafeln. Im Vergleich zu größeren SMD-LEDs oder Durchsteckmontage-LEDs bietet sie eine überlegene Packungsdichte. Im Vergleich zu anderen Miniatur-LEDs bietet ihr detailliertes Binning eine bessere Kontrolle über das Erscheinungsbild des Endprodukts.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Welchen Widerstandswert sollte ich bei einer 5V-Versorgung verwenden?

Unter Verwendung der maximalen typischen V_Fvon 2,2V und einem Ziel-I_Fvon 20mA für einen Sicherheitsspielraum: R = (5V - 2,2V) / 0,020A = 140 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert von 150 Ohm würde zu einem I_F≈ 18,7mA führen, was sicher ist und eine gute Helligkeit bietet. Überprüfen Sie stets mit der tatsächlichen V_Faus Ihrem spezifischen Bin.

10.2 Kann ich diese LED ohne Vorwiderstand mit einer Konstantstromquelle betreiben?

Ja, ein Konstantstromtreiber, der auf den gewünschten Strom (z.B. 20mA) eingestellt ist, ist eine hervorragende Alternative zu einem Vorwiderstand und bietet eine stabilere Leistung über Temperatur- und Spannungsschwankungen hinweg.

10.3 Warum ist der Lichtstärkebereich so breit (18-45 mcd)?

Dies ist die natürliche Variation im Fertigungsprozess. Das Binning-System (M1, M2, N1, N2) sortiert die LEDs in viel engere Gruppen. Für eine gleichmäßige Helligkeit in einer Anwendung sollten Sie LEDs aus demselben Lichtstärke-Bin spezifizieren und verwenden.

10.4 Wie interpretiere ich die Artikelnummer 19-219/R6C-AM1N2VY/3T?

Die Artikelnummer ist ein herstellerspezifischer Code. Die kritischen Auswahlinformationen sind in den separaten Bin-Codes auf dem Spulenetikett (CAT, HUE, REF) enthalten, die die tatsächliche Lichtstärke, dominante Wellenlänge und Flussspannung der Bauteile definieren.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer kompakten Statusanzeigetafel mit 20 gleichmäßig hellen roten LEDs.

1. Spezifikation:Wählen Sie das N1-Lichtstärke-Bin (28,5-36,0 mcd) für ausreichende Helligkeit. Wählen Sie das E4-Wellenlängen-Bin (621,5-625,5 nm) für einen konsistenten Rotton. Das Flussspannungs-Bin ist für die Gleichmäßigkeit weniger kritisch, wenn einzelne Vorwiderstände verwendet werden, aber die Auswahl desselben Bins (z.B. 20) kann die Widerstandswertberechnung vereinfachen.
2. Schaltplan:Jede LED ist parallel von der gemeinsamen Versorgungsspannung (z.B. 3,3V) geschaltet, jeweils mit ihrem eigenen strombegrenzenden Widerstand. Der Widerstandswert wird basierend auf dem Nennwert V_Fdes ausgewählten Spannungs-Bins berechnet.
3. Leiterplatten-Layout:Verwenden Sie das empfohlene oder ein angepasstes Lötpad-Layout. Stellen Sie sicher, dass die Kathodenmarkierung auf dem Leiterplatten-Schriftzug mit der Polarität der LED übereinstimmt. Gruppieren Sie die LEDs für den Tafeleffekt eng zusammen.
4. Montage:Befolgen Sie das Reflow-Lötprofil genau. Überschreiten Sie nicht zwei Reflow-Zyklen. Lagern Sie geöffnete Spulen ordnungsgemäß, wenn sie nicht sofort verwendet werden.
5. Ergebnis:Eine hochdichte Anzeigetafel mit konsistenter Farbe und Helligkeit, ermöglicht durch die kleine Größe und das präzise Binning der 19-219 LED.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Die 19-219 LED basiert auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial. Wenn eine Flussspannung über den pn-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren. In AlGaInP-LEDs setzt diese Rekombination Energie in Form von Photonen (Licht) im roten bis bernsteinfarbenen Teil des sichtbaren Spektrums frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Schichten bestimmt die Spitzenwellenlänge, die in diesem Fall für eine brillantrote Emission um 632 nm ausgelegt ist. Das Epoxidharz-Vergussmaterial ist wasserklar, um die Lichtauskopplung zu maximieren, und dient auch zum Schutz des Halbleiterchips.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Markt für Miniatur-SMD-LEDs wie die 19-219 wird weiterhin vom Trend zu immer kleineren und dünneren elektronischen Geräten angetrieben. Wichtige Entwicklungen in der breiteren LED-Industrie, die solche Bauteile beeinflussen, umfassen:

• Erhöhte Effizienz:Fortlaufende Material- und Prozessverbesserungen führen zu einer höheren Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro elektrischem Watt), was niedrigere Betriebsströme und einen reduzierten Stromverbrauch in Endprodukten ermöglicht.
• Verbesserte Farbkonsistenz:Fortschrittliches Binning und Wafer-Level-Tests ermöglichen eine engere Kontrolle über Farbort und Intensität, was für Anwendungen wie Display-Hintergrundbeleuchtung, bei denen Gleichmäßigkeit von größter Bedeutung ist, entscheidend ist.
• Verbesserte Zuverlässigkeit und Lebensdauer:Verfeinerungen bei Vergussmaterialien und Chipdesign verlängern weiterhin die Betriebslebensdauer und Robustheit gegenüber thermischer und umweltbedingter Belastung.
• Integration:Während diskrete LEDs nach wie vor unverzichtbar sind, gibt es einen parallelen Trend hin zu integrierten LED-Modulen und Lichtleitern für komplexere Beleuchtungslösungen, obwohl diskrete Bauteile maximale Designflexibilität für kundenspezifische Layouts bieten.

Die 19-219 repräsentiert ein ausgereiftes, gut charakterisiertes Bauteil, das von diesen fortlaufenden industriellen Fortschritten in der Materialwissenschaft und Fertigungspräzision profitiert.