SMD LED 17-21/G6C-FN1P2B/3T Datenblatt - Größe 1,6x0,8x0,6mm - Spannung 1,75-2,35V - Farbe Brillant Gelbgrün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 17-21/G6C-FN1P2B/3T ist eine für hochintegrierte elektronische Baugruppen konzipierte SMD-LED (Surface-Mount Device). Sie zeichnet sich durch einen kompakten Bauraum aus, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen Leiterplattenfläche knapp ist. Das Bauteil ist aus AlGaInP-Halbleitermaterial gefertigt, das ein brillantes gelbgrünes Licht erzeugt. Diese LED ist auf 8-mm-Trägerband verpackt und wird auf einer 7-Zoll-Rolle geliefert, was die Kompatibilität mit den in der Serienfertigung üblichen automatischen Bestückungs- und Reflow-Lötanlagen gewährleistet.

Zu den Hauptvorteilen dieses Bauteils zählen seine geringe Größe, die kleinere Geräteabmessungen und eine höhere Packungsdichte auf Leiterplatten (PCBs) ermöglicht. Seine leichte Bauweise unterstützt zudem den Einsatz in miniaturisierten und tragbaren elektronischen Geräten. Das Produkt entspricht den wichtigsten Umwelt- und Sicherheitsstandards, einschließlich RoHS, REACH und halogenfreien Anforderungen, und ist somit für den weltweiten Markt geeignet.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für einen zuverlässigen Betrieb innerhalb der spezifizierten Grenzwerte ausgelegt. Eine Überschreitung kann zu dauerhaften Schäden führen. Die maximale Sperrspannung (VR) beträgt 5V. Der Dauer-Durchlassstrom (IF) sollte 25mA nicht überschreiten, während unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis 1/10 bei 1kHz) ein Spitzen-Durchlassstrom (IFP) von 60mA zulässig ist. Die maximale Verlustleistung (Pd) beträgt 60mW. Die Komponente hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000V gemäß Human Body Model (HBM) stand. Ihr Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, der Lagertemperaturbereich zwischen -40°C und +90°C.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Gemessen bei einer Standard-Sperrschichttemperatur von 25°C und einem Durchlassstrom von 20mA wird die Leistung der LED durch mehrere Schlüsselparameter charakterisiert. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Bereich, der durch das Binning-System definiert ist. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt typischerweise 140 Grad und bietet ein breites Beleuchtungsfeld. Die Spitzenwellenlänge (λp) liegt bei etwa 575nm, während die dominierende Wellenlänge (λd) von 570,0nm bis 574,5nm reicht. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt typischerweise 20nm. Die Durchlassspannung (VF) liegt zwischen 1,75V und 2,35V, und der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 10μA bei 5V Sperrspannung. Es ist kritisch zu beachten, dass das Bauteil nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt ist; der VR-Wert gilt nur für den IR-Test.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Konsistenz im Anwendungsdesign zu gewährleisten, werden die LEDs anhand von drei Schlüsselparametern sortiert: Lichtstärke, dominierende Wellenlänge und Durchlassspannung. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die den spezifischen Leistungsanforderungen ihres Projekts entsprechen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird in vier Bins (N1, N2, P1, P2) kategorisiert, gemessen bei IF=20mA. Der Bereich erstreckt sich von einem Minimum von 28,5 mcd (N1 min) bis zu einem Maximum von 72,0 mcd (P2 max). Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±11%.

3.2 Binning der dominierenden Wellenlänge

Die dominierende Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe definiert, wird in drei Bins (CC2, CC3, CC4) sortiert. Der Bereich liegt zwischen 570,0nm und 574,5nm, mit einer engen Toleranz von ±1nm, um die Farbkonstanz zu gewährleisten.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung wird in drei Bins (0, 1, 2) gruppiert, mit einem Bereich von 1,75V bis 2,35V bei IF=20mA. Die Toleranz für die Durchlassspannung beträgt ±0,1V. Die Auswahl von LEDs aus demselben Spannungs-Bin kann helfen, eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, wenn mehrere LEDs parallel betrieben werden.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische elektro-optische Kennlinien. Obwohl spezifische Grafiken nicht im Text wiedergegeben sind, zeigen diese Kurven typischerweise die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke, Durchlassspannung in Abhängigkeit von der Temperatur und die spektrale Leistungsverteilung. Die Analyse dieser Kurven ist wesentlich, um das Verhalten der LED unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu verstehen, wie z.B. Änderungen des Treiberstroms oder der Umgebungstemperatur, die sich auf die Lichtausbeute und Effizienz auswirken.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat ein kompaktes SMD-Gehäuse mit Abmessungen von etwa 1,6mm Länge, 0,8mm Breite und 0,6mm Höhe (Toleranz ±0,1mm, sofern nicht anders angegeben). Eine detaillierte Maßzeichnung ist im Datenblatt enthalten, einschließlich Empfehlungen für das Pad-Layout im PCB-Design, um eine ordnungsgemäße Lötung und Wärmemanagement zu gewährleisten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist auf dem Gehäuse deutlich markiert. Die korrekte Polarisierungsrichtung während der Montage ist für die Funktion des Bauteils entscheidend. Das PCB-Footprint-Design muss mit dieser Markierung übereinstimmen, um eine umgekehrte Installation zu verhindern.

6. Richtlinien für Lötung und Montage

Eine sachgemäße Handhabung und Lötung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der LED-Leistung und Zuverlässigkeit.

6.1 Lagerung und Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Die Bauteile sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel verpackt. Der Beutel sollte erst geöffnet werden, wenn die LEDs einsatzbereit sind. Nach dem Öffnen sollten 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 das Trockenmittel Feuchtigkeitsaufnahme an, ist vor der Verwendung eine Trocknung bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich.

6.2 Reflow-Lötprofil

Die LED ist mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Prozessen kompatibel. Für bleifreies Löten muss ein spezifisches Temperaturprofil eingehalten werden: Vorwärmen zwischen 150-200°C für 60-120 Sekunden, Zeit über 217°C (Liquidus) für 60-150 Sekunden, mit einer Spitzentemperatur von maximal 260°C für höchstens 10 Sekunden. Die maximale Aufheizrate sollte 6°C/Sek. betragen, die maximale Abkühlrate 3°C/Sek. Die Reflow-Lötung sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

6.3 Handlötung und Nacharbeit

Falls Handlötung erforderlich ist, muss die Lötspitzentemperatur unter 350°C liegen und pro Anschluss nicht länger als 3 Sekunden angewendet werden. Das Lötgerät sollte eine Leistung von weniger als 25W haben. Zwischen dem Löten jedes Anschlusses sollte ein Kühlintervall von mindestens 2 Sekunden eingehalten werden. Eine Reparatur nach der Erstlötung wird nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, muss ein spezieller Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und mechanische Belastungen des LED-Chips zu vermeiden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LEDs werden in feuchtigkeitsbeständiger Verpackung geliefert. Sie sind in Trägerband mit für die automatisierte Handhabung spezifizierten Abmessungen geladen. Jede Rolle enthält 3000 Stück. Das Verpackungsetikett enthält wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und Auswahl: Produktnummer (P/N), Menge (QTY) und die spezifischen Bin-Codes für Lichtstärke (CAT), dominierende Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF).

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für Hintergrundbeleuchtung in Automobil-Armaturenbrettern und Schaltern, als Anzeige- und Hintergrundbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten, für flache Hintergrundbeleuchtung von LCDs und für allgemeine Statusanzeigen.

8.2 Designüberlegungen

Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich. Die exponentielle I-V-Kennlinie der LED bedeutet, dass eine kleine Spannungserhöhung einen großen, möglicherweise zerstörerischen Stromanstieg verursachen kann. Der Widerstandswert muss basierend auf der Versorgungsspannung und dem Durchlassspannungs-Bin der LED berechnet werden.
Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, hilft eine ausreichende PCB-Kupferfläche für die Pads bei der Wärmeableitung, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur oder bei Betrieb mit höheren Strömen.
Leiterplattenbelastung:Vermeiden Sie das Biegen oder Verziehen der Leiterplatte während oder nach dem Löten, da dies Spannungsrisse im LED-Gehäuse verursachen kann.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu größeren LED-Typen mit Anschlussdrähten bietet diese SMD-Variante erhebliche Platzersparnis, höhere Bestückungsdichte und Kompatibilität mit vollautomatischen Fertigungslinien, was die Herstellungskosten senkt. Der Einsatz von AlGaInP-Technologie bietet hohe Effizienz und eine gesättigte gelbgrüne Farbe. Die Einhaltung strenger Umweltvorschriften (RoHS, REACH, halogenfrei) macht sie zu einer zukunftssicheren Wahl für moderne Elektronikdesigns, die auf den globalen Markt abzielen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED ohne einen Vorwiderstand betreiben?
A: Nein. Das Datenblatt warnt ausdrücklich davor, dass ein Schutz widerstand verwendet werden muss. Der Betrieb der LED direkt an einer Spannungsquelle führt zu unkontrolliertem Stromfluss und schnellem Ausfall.
F: Was passiert, wenn ich die 7-tägige Standzeit nach dem Öffnen der Feuchtigkeitsschutzbeutel überschreite?
A: Die LEDs können Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen. Das Löten ohne ordnungsgemäße Trocknung kann zu "Popcorning" oder innerer Delaminierung aufgrund der schnellen Dampfausdehnung während des Reflow-Lötens führen, was einen Ausfall verursacht. Befolgen Sie das vorgeschriebene Trocknungsverfahren.
F: Wie interpretiere ich die Bin-Codes auf dem Etikett?
A: Die CAT-, HUE- und REF-Codes entsprechen den in den Abschnitten 3.1, 3.2 und 3.3 detaillierten Bins für Lichtstärke, dominierende Wellenlänge und Durchlassspannung. Die Auswahl konsistenter Bins ist der Schlüssel für eine gleichmäßige Leistung in einer Anordnung.

11. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Armaturenbrett-Schalter-Hintergrundbeleuchtung:Ein Entwickler benötigt 10 einheitliche gelbgrüne Anzeigen. Er sollte LEDs aus demselben Lichtstärke-Bin (z.B. alle P1) und demselben dominierenden Wellenlängen-Bin (z.B. alle CC3) spezifizieren, um eine konsistente Helligkeit und Farbe zu gewährleisten. Ein einzelner strombegrenzender Widerstand kann unter Verwendung der maximalen Durchlassspannung aus Bin 2 (2,35V) berechnet werden, um einen sicheren Betrieb für alle Einheiten zu garantieren, selbst wenn einige eine niedrigere Vf haben.
Beispiel 2: Hochdichte Statusanzeigetafel:Für eine Anzeigetafel mit 50 LEDs ermöglicht die Verwendung des SMD-Gehäuses ein sehr kompaktes Layout. Der Entwickler muss sicherstellen, dass das PCB-Pad-Design mit der Empfehlung im Datenblatt übereinstimmt, um eine gute Lötstellenbildung während des Reflow-Lötens zu erleichtern. Die Schablonenapertur sollte optimiert werden, um Lötbrücken zwischen den eng beieinander liegenden Pads zu verhindern.

12. Funktionsprinzip

Diese LED ist eine Halbleiterdiode auf Basis von Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid (AlGaInP)-Material. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre Bandlückenenergie übersteigt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Schichten bestimmt die Wellenlänge des emittierten Lichts, die in diesem Fall im gelbgrünen Spektrum (~575nm) liegt. Die Epoxidharzlinse ist wasserklar, um die Lichtauskopplung zu maximieren und das Abstrahlmuster auf einen 140-Grad-Abstrahlwinkel zu formen.

13. Technologietrends

Der Trend bei Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungs-LEDs geht weiterhin in Richtung Miniaturisierung, erhöhter Effizienz (Lumen pro Watt) und höherer Zuverlässigkeit. SMD-Gehäuse wie die 17-21 werden aufgrund ihrer Fertigungsvorteile zum Standard. Es wird auch zunehmend Wert auf präzises Binning und engere Toleranzen gelegt, um den Anforderungen von Anwendungen mit hoher Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit gerecht zu werden, wie z.B. Vollfarbdisplays und Automobil-Beleuchtungsgruppen. Darüber hinaus stellt das Streben nach umweltverträglicher Elektronik sicher, dass halogenfreie und RoHS-konforme Materialien eine Grundvoraussetzung für alle neuen Komponenten bleiben.