SMD LED 17-215/G6C-FN2P2B/3T Datenblatt - Brillantes Gelbgrün - 2.0x1.25x0.8mm - 2.35V Max - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 17-215/G6C-FN2P2B/3T ist eine SMD-LED (Surface-Mount Device), die für hochdichte elektronische Baugruppen konzipiert ist. Diese Komponente nutzt einen AIGaInP-Halbleiterchip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid), um ein brillantes gelbgrünes Licht zu erzeugen. Ihr Hauptvorteil liegt in ihrem winzigen Bauraum, der eine signifikante Verkleinerung der Leiterplatte (PCB), eine erhöhte Bauteildichte ermöglicht und letztlich zur Entwicklung kleinerer und leichterer Endgeräte beiträgt. Das Bauteil wird auf industrieüblichen 8-mm-Gurten auf 7-Zoll-Rollen (178 mm) geliefert, was eine vollständige Kompatibilität mit automatischen Bestückungsanlagen gewährleistet und so die Serienfertigung optimiert.

Die LED wird als Einfarben-Typ klassifiziert und ist aus bleifreien Materialien aufgebaut. Sie entspricht den wichtigsten internationalen Umwelt- und Sicherheitsvorschriften, einschließlich der EU-Richtlinie zur Beschränkung gefährlicher Stoffe (RoHS), der REACH-Verordnung (Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) und halogenfreien Standards (Brom <900 ppm, Chlor <900 ppm, Summe <1500 ppm). Diese Konformität stellt ihre Eignung für einen breiten globalen Markt und Anwendungen mit strengen Materialanforderungen sicher.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Diese Werte sind nicht für den Normalbetrieb vorgesehen. Für die 17-215 LED beträgt der maximale Dauer-Vorwärtsstrom (I_F) 25 mA. Unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz kann der Spitzen-Vorwärtsstrom (I_FP) 60 mA erreichen. Die maximal zulässige Sperrspannung (V_RDie Lichtstärke wird in drei Haupt-Bins kategorisiert, gemessen bei I_R). Die gesamte Verlustleistung (P_d) darf 60 mW nicht überschreiten, berechnet als Produkt aus Flussspannung und Vorwärtsstrom. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000 V gemäß Human Body Model (HBM) stand. Der Betriebstemperaturbereich (T_opr) liegt zwischen -40°C und +85°C, während die Lagertemperatur (T_stg) leicht auf +90°C erweitert ist.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Die elektro-optische Leistung wird unter Standardtestbedingungen einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C und einem Vorwärtsstrom von 20 mA spezifiziert. Die Lichtstärke (I_v) hat einen typischen Bereich von 36,00 mcd bis 72,00 mcd mit einer spezifizierten Toleranz von ±11%. Die räumliche Lichtverteilung ist durch einen breiten Betrachtungswinkel (2θ_1/2) von 130 Grad charakterisiert, der eine breite Ausleuchtung bietet. Die spektralen Eigenschaften sind definiert durch eine Spitzenwellenlänge (λ_p) von 575 nm und einen Bereich der dominanten Wellenlänge (λ_d) von 570,00 nm bis 574,50 nm (±1 nm Toleranz). Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt etwa 20 nm. Die Flussspannung (V_F) liegt typischerweise bei 20 mA zwischen 1,75 V und 2,35 V mit einer Toleranz von ±0,1 V. Der Sperrstrom (I_R) ist garantiert kleiner oder gleich 10 μA, wenn eine Sperrspannung von 5 V angelegt wird.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Serienfertigung sicherzustellen, werden LEDs anhand wichtiger Leistungsparameter in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen an Helligkeit, Farbe und elektrisches Verhalten erfüllen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Luminous intensity is categorized into three primary bins measured at I_F= 20 mA:

• Bin N2:36,00 mcd (Min) bis 45,00 mcd (Max)
• Bin P1:45,00 mcd (Min) bis 57,00 mcd (Max)
• Bin P2:57,00 mcd (Min) bis 72,00 mcd (Max)

Die Toleranz für die Lichtstärke innerhalb eines Bins beträgt ±11%.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge, die eng mit der wahrgenommenen Farbe korreliert, ist in drei Bins unterteilt:

• Bin CC2:570,00 nm (Min) bis 571,50 nm (Max)
• Bin CC3:571,50 nm (Min) bis 573,00 nm (Max)
• Bin CC4:573,00 nm (Min) bis 574,50 nm (Max)

Die Toleranz für die dominante Wellenlänge beträgt ±1 nm.

3.3 Binning der Flussspannung

Die Flussspannung wird in drei Bins sortiert, um die Schaltungsentwicklung zu unterstützen, insbesondere für die Berechnung des Vorwiderstands und das Netzteil-Design:

• Bin 0:1,75 V (Min) bis 1,95 V (Max)
• Bin 1:1,95 V (Min) bis 2,15 V (Max)
• Bin 2:2,15 V (Min) bis 2,35 V (Max)

Die Toleranz für die Flussspannung beträgt ±0,1 V.

4. Analyse der Kennlinien

Während das PDF auf Seite 5 typische elektro-optische Kennlinien anzeigt, sind die spezifischen Grafiken im Textinhalt nicht enthalten. Typischerweise enthalten solche Datenblätter Kurven, die die Beziehung zwischen Vorwärtsstrom und Lichtstärke, Flussspannung gegenüber Vorwärtsstrom und die relative Lichtstärke in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur veranschaulichen. Diese Kurven sind für Designer unerlässlich, um das Verhalten des Bauteils unter nicht standardmäßigen Bedingungen zu verstehen. Beispielsweise nimmt die Lichtstärke typischerweise mit steigender Umgebungstemperatur ab. Die Flussspannung hat ebenfalls einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie mit steigender Temperatur leicht abnimmt. Designer sollten die grafischen Daten konsultieren, um die Leistung für ihre spezifische Betriebsumgebung angemessen zu dimensionieren und einen stabilen Stromantrieb über den beabsichtigten Temperaturbereich sicherzustellen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die 17-215 SMD LED verfügt über ein kompaktes Gehäuse. Die wichtigsten Abmessungen (in Millimetern) sind wie folgt, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben: Die Gesamtlänge des Gehäuses beträgt 2,0 mm, die Breite 1,25 mm und die Höhe 0,8 mm. Das Bauteil enthält zwei Anoden-/Kathodenanschlüsse für die elektrische Verbindung. Detaillierte Maßzeichnungen, einschließlich Pad-Abständen, Anschlussgröße und Linsengeometrie, sind im Datenblatt enthalten, um das PCB-Pad-Layout-Design für optimale Lötung und mechanische Stabilität zu leiten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die korrekte Polarität ist für den LED-Betrieb entscheidend. Die Gehäusezeichnung im Datenblatt zeigt die Anoden- und Kathodenanschlüsse eindeutig an. Typischerweise kann ein Anschluss markiert sein oder eine andere Form haben (z.B. eine Kerbe oder eine abgeschrägte Ecke), um die visuelle Identifizierung während der manuellen Montage oder Inspektion zu erleichtern. Designer müssen sicherstellen, dass das PCB-Footprint diese Polarität widerspiegelt, um eine falsche Platzierung zu verhindern.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Die LED ist mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren kompatibel. Für bleifreies Löten muss ein spezifisches Temperaturprofil eingehalten werden:

• Vorwärmen:Anstieg von Umgebungstemperatur auf 150-200°C über 60-120 Sekunden.
• Halten/Reflow:Halten über 217°C (Liquidustemperatur) für 60-150 Sekunden. Die Spitzentemperatur darf 260°C nicht überschreiten, und die Zeit über 255°C muss auf maximal 30 Sekunden begrenzt sein.
• Abkühlen:Die maximale Abkühlrate sollte 6°C pro Sekunde nicht überschreiten.

Es wird dringend empfohlen, das Reflow-Löten nicht mehr als zweimal durchzuführen, um thermische Spannungsschäden am LED-Gehäuse und den internen Bonddrähten zu verhindern.

6.2 Handlöten

Wenn Handlöten unvermeidbar ist, muss äußerste Vorsicht walten. Die Lötspitzentemperatur sollte unter 350°C liegen, und die Kontaktzeit mit jedem Anschluss darf 3 Sekunden nicht überschreiten. Die Lötkolbenleistung sollte 25W oder weniger betragen. Zwischen dem Löten jedes Anschlusses sollte ein Mindestintervall von 2 Sekunden eingehalten werden. Für Reparaturen wird die Verwendung eines Doppelspitzenlötkolbens empfohlen, um thermische Belastung zu minimieren, aber Reparaturen nach dem Erstlöten sind generell nicht ratsam.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen Barrieretüten mit Trockenmittel verpackt. Die Tüte darf erst geöffnet werden, wenn die Bauteile einsatzbereit sind. Nach dem Öffnen:

• Unbenutzte LEDs sollten bei 30°C oder weniger und 60% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) oder weniger gelagert werden.
• Die "Bodenlebensdauer" nach dem Öffnen der Tüte beträgt 168 Stunden (7 Tage).
• Wenn sie nicht innerhalb dieser Zeit verwendet werden, müssen verbleibende LEDs mit Trockenmittel neu verpackt werden.
• Wenn der Trockenmittel-Indikator die Farbe geändert hat oder die Expositionszeit überschritten wurde, ist vor der Verwendung eine Trocknung bei 60°C ±5°C für 24 Stunden erforderlich.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Rolle und Gurt

Das Produkt wird in einer standardmäßigen "Ammo-Pack"-Trägergurt mit einer Breite von 8 mm geliefert, aufgewickelt auf einer 7-Zoll-Rolle (178 mm Durchmesser). Jede Rolle enthält 3000 Stück. Detaillierte Abmessungen für die Rolle, die Taschen des Trägergurts und die Deckfolie sind angegeben, um die Kompatibilität mit automatischen Zuführern sicherzustellen.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Schlüsselcodes für Rückverfolgbarkeit und Spezifikation:

• CPN:Kundeneigene Artikelnummer (vom Käufer vergeben).
• P/N:Hersteller-Artikelnummer (17-215/G6C-FN2P2B/3T).
• QTY:Packungsmenge (z.B. 3000).
• CAT:Lichtstärke-Klasse (z.B. N2, P1, P2).
• HUE:Farbort & Dominante Wellenlängen-Klasse (z.B. CC2, CC3, CC4).
• REF:Flussspannungs-Klasse (z.B. 0, 1, 2).
• LOT No:Herstellungslosnummer für die Rückverfolgbarkeit.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Die brillante gelbgrüne Farbe und die kompakte Größe machen diese LED für verschiedene Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen geeignet:

• Automobil-Innenraum:Hintergrundbeleuchtung für Armaturenbrettinstrumente, Schalter und Bedienfelder.
• Telekommunikation:Statusanzeigen und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telefonen, Faxgeräten und anderen Kommunikationsgeräten.
• Unterhaltungselektronik:Flache Hintergrundbeleuchtung für kleine LCD-Displays, Schalterbeleuchtung und symbolische Anzeigen.
• Allgemeine Anzeige:Netzstatus, Modusauswahl und Warnanzeigen in einer Vielzahl von elektronischen Geräten.

8.2 Kritische Designüberlegungen

Strombegrenzung ist zwingend erforderlich:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein externer Vorwiderstand muss immer in Reihe mit der LED geschaltet werden. Der Wert wird basierend auf der Versorgungsspannung (V_supply), der Flussspannung der LED (V_F aus ihrem Bin) und dem gewünschten Vorwärtsstrom (I_F, typischerweise 20 mA oder weniger) berechnet. Die Formel lautet: R = (V_supply - V_F) / I_F. Ohne diesen Widerstand kann selbst eine kleine Erhöhung der Versorgungsspannung zu einem großen, zerstörerischen Stromanstieg führen.

Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, kann eine ausreichende Kupferfläche auf der PCB um die LED-Pads herum helfen, Wärme abzuführen, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur oder bei Betrieb mit maximalem Dauerstrom. Dies trägt zur Aufrechterhaltung der Lichtausbeute und Lebensdauer bei.

Anwendungseinschränkungen:Diese Standard-LED für kommerzielle Anwendungen ist nicht speziell für Hochzuverlässigkeitsanwendungen ausgelegt oder qualifiziert, bei denen ein Ausfall zu Sicherheitsrisiken führen könnte. Dazu gehören, sind aber nicht beschränkt auf, militärische/Luftfahrt-Systeme, sicherheitskritische Automobilsysteme (z.B. Bremslichter, Airbag-Anzeigen) und lebenserhaltende medizinische Geräte. Für solche Anwendungen sollten Bauteile mit entsprechenden Qualifikationen und Zuverlässigkeitsdaten beschafft werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die primären Unterscheidungsmerkmale der 17-215 LED sind ihre Kombination aus einem spezifischen AIGaInP-Chipmaterial, das ein brillantes Gelbgrün erzeugt, ihr sehr kompakter Bauraum 2012 (2,0x1,25mm) und ihre Konformität mit modernen Umweltstandards (bleifrei, halogenfrei, RoHS, REACH). Im Vergleich zu älteren Durchsteck- oder größeren SMD-LEDs ermöglicht sie eine signifikante Miniaturisierung. Im Vergleich zu anderen gelbgrünen LEDs bietet die AIGaInP-Technologie typischerweise eine höhere Lichtausbeute und eine bessere Farbstabilität über Temperatur- und Stromänderungen als einige alternative Halbleitermaterialien für ähnliche Farben. Der breite 130-Grad-Betrachtungswinkel ist ebenfalls ein Schlüsselmerkmal für Anwendungen, die eine breite, gleichmäßige Ausleuchtung anstelle eines fokussierten Strahls erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (λp) und dominanter Wellenlänge (λd)?

A1: Die Spitzenwellenlänge ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist. Die dominante Wellenlänge ist die einzelne Wellenlänge monochromatischen Lichts, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Für LEDs mit relativ schmalem Spektrum liegen sie oft nahe beieinander, aber λd ist für die Farbspezifikation in Anwendungen relevanter.

F2: Kann ich diese LED ohne Vorwiderstand betreiben, wenn ich eine Konstantspannungsquelle verwende, die auf die Flussspannung der LED eingestellt ist?

A2: Nein, dies wird nicht empfohlen und kann die LED beschädigen. Die Flussspannung hat eine Toleranz und einen negativen Temperaturkoeffizienten. Eine geringe Variation der Versorgungsspannung oder ein Anstieg der LED-Temperatur kann einen signifikanten und unkontrollierten Stromanstieg verursachen, der zu Überhitzung und Ausfall führt. Verwenden Sie immer einen Reihenwiderstand oder einen speziellen Konstantstromtreiber.

F3: Warum gibt es eine strenge "Bodenlebensdauer" nach dem Öffnen der Feuchtigkeitsbarrieretüte?

A3: SMD-Bauteile können Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und internen Druck erzeugen, der zu Gehäuserissen ("Popcorning") oder Delaminierung führen kann, was einen Ausfall zur Folge hat. Die Bodenlebensdauer und Trocknungsverfahren steuern diesen Feuchtigkeitsempfindlichkeitsgrad (MSL).

F4: Wie interpretiere ich die Bin-Codes (CAT, HUE, REF) bei der Bestellung?

A4: Sie können die genauen Bin-Codes angeben, die Sie basierend auf den Anforderungen Ihrer Anwendung an Helligkeit (CAT), Farbe (HUE) und Flussspannung (REF) benötigen. Die Bestellung engerer Bins gewährleistet eine größere Konsistenz im Erscheinungsbild und der elektrischen Leistung Ihres Endprodukts. Wenn nicht angegeben, erhalten Sie Bauteile aus Standard-Produktionsbins.

11. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Armaturenbrett-Schalter-Hintergrundbeleuchtung

In einem Automobil-Armaturenbrett können mehrere 17-215 LEDs hinter lichtdurchlässigen Schalterkappen platziert werden. Ein Mikrocontroller-GPIO-Pin kann über einen Transistor Strom aus dem 12V-System des Fahrzeugs liefern. Ein Vorwiderstand wird für jede LED berechnet. Beispiel: Bei einer 12V-Versorgung, einer V_F von 2,1V (Bin 1) und einem Ziel-I_F von 20mA: R = (12V - 2,1V) / 0,02A = 495 Ohm. Ein Standard-510-Ohm-Widerstand wäre geeignet, was zu I_F ≈ 19,4 mA führt. Der breite Betrachtungswinkel stellt sicher, dass der Schalter gleichmäßig beleuchtet ist.

Beispiel 2: Statusanzeige an einem Netzwerkgerät

Für eine "Link Aktiv"-Anzeige an einem Router kann eine einzelne LED direkt von einem 3,3V-Logiksignal angesteuert werden. Mit V_F = 1,9V (Bin 0) und I_F = 15 mA für reduzierte Leistung und längere Lebensdauer: R = (3,3V - 1,9V) / 0,015A ≈ 93,3 Ohm. Ein 100-Ohm-Widerstand würde verwendet werden. Die brillante gelbgrüne Farbe ist sehr gut sichtbar und wird üblicherweise mit Netzwerkaktivität assoziiert.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch einen Prozess namens Elektrolumineszenz emittieren. Die 17-215 LED verwendet einen AIGaInP-Verbindungshalbleiter (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid). Wenn eine Flussspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger (Elektronen und Löcher) rekombinieren, setzen sie Energie frei. In AIGaInP-Materialien wird diese Energie hauptsächlich als Photonen (Lichtteilchen) mit einer Wellenlänge freigesetzt, die der Bandlückenenergie des Halbleitermaterials entspricht. Die spezifische Zusammensetzung der Al-, Ga-, In- und P-Atome ist so ausgelegt, dass eine Bandlücke entsteht, die gelbgrünes Licht mit einer Spitzenwellenlänge um 575 nm erzeugt. Die Epoxidharzlinse verkapselt den Chip, schützt ihn und formt das Lichtausgangssignal, um den gewünschten 130-Grad-Betrachtungswinkel zu erreichen.

13. Technologietrends und Entwicklungen

Der allgemeine Trend in der SMD-LED-Technologie bewegt sich weiterhin in mehrere Schlüsselbereiche:Erhöhte Effizienz:Fortlaufende Verbesserungen in der Materialwissenschaft und Chipdesign zielen darauf ab, mehr Lumen pro Watt (lm/W) zu erzeugen, wodurch der Stromverbrauch für eine gegebene Lichtleistung reduziert wird.Miniaturisierung:Gehäuse werden weiter verkleinert (z.B. von 2012 auf 1608, 1005 metrische Größen), um immer kleinere Unterhaltungselektronik zu unterstützen.Verbesserte Farbwiedergabe und Konsistenz:Fortschritte in der Phosphor-Technologie (für weiße LEDs) und epitaktischen Wachstumsprozessen (für farbige LEDs wie AIGaInP) führen zu engeren Farbbins und stabilerer Leistung über Lebensdauer und Temperatur.Höhere Zuverlässigkeit:Verbesserte Verpackungsmaterialien und Fertigungsprozesse verlängern die LED-Lebensdauer und verbessern die Widerstandsfähigkeit gegen thermische und Umgebungsbelastungen.Integrierte Lösungen:Es gibt einen wachsenden Markt für LEDs mit eingebauten Vorwiderständen, Schutzdioden oder sogar Treiber-ICs, die den Schaltungsentwurf vereinfachen. Die 17-215 repräsentiert ein ausgereiftes, weit verbreitetes Gehäuse und eine Technologie, die von diesen fortlaufenden, branchenweiten Verfeinerungen in der Fertigungsausbeute und Leistung profitiert.