SMD LED 19-217/G7C-AN1P2/3T Datenblatt - Leuchtendes Gelbgrün - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Der 19-217/G7C-AN1P2/3T ist eine oberflächenmontierbare (SMD) LED für moderne, kompakte Elektronikanwendungen. Er nutzt AlGaInP-Chip-Technologie, um ein leuchtendes gelbgrünes Licht zu erzeugen. Sein Hauptvorteil liegt im winzigen Bauraum, der eine erhebliche Verringerung der Leiterplatten- (PCB) und Gesamtgeräteabmessungen ermöglicht. Dies trägt zu höherer Packungsdichte und geringeren Lageranforderungen bei. Das Bauteil ist leichtgewichtig und daher besonders für Anwendungen geeignet, bei denen Platz und Gewicht kritische Einschränkungen darstellen.

Die LED wird auf industrieüblichen 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-(178-mm)-Spulen geliefert, was die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsanlagen gewährleistet. Sie ist bleifrei (Pb-frei) formuliert und erfüllt wichtige Umweltvorschriften wie RoHS, EU REACH und halogenfreie Standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Das Bauteil ist sowohl mit Infrarot- als auch mit Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren kompatibel.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Durchlassstrom (IF):25 mA (Dauerbetrieb)
• Spitzendurchlassstrom (IFP):60 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz)
• Verlustleistung (Pd):60 mW
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):2000 V
• Betriebstemperatur (Topr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (Tstg):-40°C bis +90°C
• Löttemperatur (Tsol):Reflow: Max. 260°C für 10 Sekunden. Handlötung: Max. 350°C für 3 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von Ta=25°C und IF=20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Sie definieren die optische und elektrische Leistung der LED.

• Lichtstärke (Iv):Liegt im Bereich von 28,5 mcd (Min.) bis 72,0 mcd (Max.). Ein typischer Wert ist nicht angegeben, was darauf hindeutet, dass die Leistung über ein Binning-System verwaltet wird.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):120 Grad (typisch). Dieser breite Abstrahlwinkel macht die LED für Anwendungen geeignet, die eine breite Ausleuchtung oder Sichtbarkeit erfordern.
• Spitzenwellenlänge (λp):575 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die emittierte Lichtintensität am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):Liegt im Bereich von 569,5 nm bis 577,5 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe definiert.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):20 nm (typisch). Dies definiert die Ausbreitung des emittierten Spektrums um die Spitzenwellenlänge.
• Durchlassspannung (VF):Liegt im Bereich von 1,7V (Min.) bis 2,4V (Max.), mit einem typischen Wert von 2,0V bei 20mA.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max.) bei einer Sperrspannung (VR) von 5V.Wichtiger Hinweis:Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur zur Leckstromprüfung.

Toleranzen:Die Lichtstärke hat eine Toleranz von ±11 %, und die dominante Wellenlänge hat eine Toleranz von ±1 nm von den Binning-Mittelwerten.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um eine konsistente Farbe und Helligkeit in der Produktion zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf gemessenen Leistungswerten in Bins sortiert.

3.1 Lichtstärke-Binning

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei IF=20mA in vier Bins (N1, N2, P1, P2) kategorisiert.

• Bin N1:28,5 mcd bis 36,0 mcd
• Bin N2:36,0 mcd bis 45,0 mcd
• Bin P1:45,0 mcd bis 57,0 mcd
• Bin P2:57,0 mcd bis 72,0 mcd

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

LEDs werden basierend auf ihrer dominanten Wellenlänge in vier Bins (C16, C17, C18, C19) kategorisiert.

• Bin C16:569,5 nm bis 571,5 nm
• Bin C17:571,5 nm bis 573,5 nm
• Bin C18:573,5 nm bis 575,5 nm
• Bin C19:575,5 nm bis 577,5 nm

Dieses zweidimensionale Binning (Intensität + Wellenlänge) ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile auszuwählen, die die spezifischen Helligkeits- und Farbpunktanforderungen ihrer Anwendung erfüllen, und gewährleistet so visuelle Konsistenz über mehrere LEDs hinweg.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische elektro-optische Kennlinien. Obwohl die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden Standardkurven für eine solche LED typischerweise umfassen:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I-V-Kurve):Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom zunimmt, typischerweise in einem nahezu linearen Verhältnis innerhalb des Betriebsbereichs.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Zeigt die exponentielle I-V-Charakteristik der Diode.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht die Abnahme der Lichtleistung mit steigender Sperrschichttemperatur, ein kritischer Faktor für das Wärmemanagement.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität des emittierten Lichts über verschiedene Wellenlängen, zentriert um das 575-nm-Maximum.
• Abstrahlcharakteristik:Ein Polardiagramm, das die winkelmäßige Verteilung der Lichtintensität zeigt.

Diese Kurven sind wesentlich, um das reale Leistungsverhalten unter nicht standardmäßigen Bedingungen (unterschiedliche Treiberströme, Temperaturen) vorherzusagen und für ein korrektes Schaltungsdesign.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat ein kompaktes SMD-Gehäuse. Wichtige Abmessungen (in mm, Toleranz ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben) sind:

• Gehäuselänge: 2,0 mm
• Gehäusebreite: 1,25 mm
• Gehäusehöhe: 0,8 mm
• Bestückungsbild: Das Datenblatt enthält eine detaillierte Maßzeichnung, die Pad-Größe, Abstand und Bauteilausrichtung für das PCB-Layout spezifiziert. Ein korrektes Bestückungsbild ist entscheidend für zuverlässiges Löten und mechanische Stabilität.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise auf dem Bauteil markiert, oft durch eine Kerbe, einen Punkt oder einen grünlichen Farbton auf der Kathodenseite der Linse. Der PCB-Footprint sollte entsprechend dieser Polarität gestaltet werden. Eine falsche Polungsverbindung verhindert das Leuchten der LED und kann das Bauteil belasten.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein bleifreies (Pb-freies) Reflow-Profil wird empfohlen:

• Vorwärmen:150–200°C für 60–120 Sekunden.
• Zeit oberhalb Liquidus (217°C):60–150 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit bei Spitzentemperatur:Maximal 10 Sekunden.
• Aufheizrate:Maximal 6°C/Sekunde.
• Zeit oberhalb 255°C:Maximal 30 Sekunden.
• Abkühlrate:Maximal 3°C/Sekunde.

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

6.2 Handlötung

Falls Handlötung notwendig ist, ist äußerste Vorsicht geboten:

• Lötspitzentemperatur: < 350°C.
• Kontaktzeit pro Anschluss: ≤ 3 Sekunden.
• Lötkolbenleistung: ≤ 25W.
• Zwischen dem Löten jedes Anschlusses mindestens 2 Sekunden warten, um Wärmeansammlung zu verhindern.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen Barrieretüten mit Trockenmittel verpackt.

• Die Tüte erst öffnen, wenn die Verwendung unmittelbar bevorsteht.
• Nach dem Öffnen müssen unbenutzte LEDs bei ≤ 30°C und ≤ 60 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
• Die "Floor Life" nach dem Öffnen der Tüte beträgt 168 Stunden (7 Tage).
• Wenn sie nach dieser Zeit unbenutzt sind oder sich der Trockenmittel-Indikator verfärbt hat, müssen die LEDs vor der Verwendung erneut getrocknet werden: 60 ±5°C für 24 Stunden.

6.4 Nacharbeit und Reparatur

Reparaturen nach dem Löten werden dringend abgeraten. Falls unbedingt erforderlich, muss ein spezieller Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und thermische Belastung zu minimieren. Die Auswirkung auf die LED-Kennwerte muss vorab überprüft werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Das Produkt wird für die automatisierte Bestückung geliefert:

• Trägerband:8 mm Breite.
• Spule:7-Zoll-(178-mm)-Durchmesser.
• Stückzahl pro Spule:3000 Stück.
• Detaillierte Abmessungen für die Trägerbandtaschen und die Spule sind im Datenblatt angegeben, um die Kompatibilität mit Zuführeinrichtungen sicherzustellen.

7.2 Etiketteninformationen

Das Spulenetikett enthält wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und korrekte Anwendung:

• Kundenproduktnummer (CPN)
• Produktnummer (P/N): z.B. 19-217/G7C-AN1P2/3T
• Packungsmenge (QTY)
• Lichtstärke-Klasse (CAT) – entspricht dem Intensitäts-Bin (N1, N2, P1, P2)
• Farbort/Dominante Wellenlänge-Klasse (HUE) – entspricht dem Wellenlängen-Bin (C16-C19)
• Durchlassspannung-Klasse (REF)
• Losnummer (LOT No.) für die Rückverfolgbarkeit

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung:Armaturenbrett-Anzeigen, Schalterbeleuchtung, Tastatur-Hintergrundbeleuchtung.
• Telekommunikationsgeräte:Statusanzeigen und Hintergrundbeleuchtung für Telefone und Faxgeräte.
• Flachbildschirm-Hintergrundbeleuchtung:Kantenbeleuchtung für kleine LCD-Displays, Hintergrundbeleuchtung für Symbole und Icons.
• Allgemeine Indikatorverwendung:Netzstatus, Betriebsmodus-Anzeige, Warnsignale in Konsum- und Industrie-Elektronik.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand istZwingend erforderlich. Die Durchlassspannung der LED hat einen Bereich (1,7V-2,4V), und ihre I-V-Charakteristik ist exponentiell. Eine kleine Änderung der Versorgungsspannung kann ohne einen Vorwiderstand zu einer großen, möglicherweise zerstörerischen Stromänderung führen. Der Widerstandswert (R) wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_Versorgung - VF_LED) / I_gewünscht. Verwenden Sie für ein konservatives Design den maximalen VF-Wert aus dem Datenblatt.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 60mW), ist es für langfristige Zuverlässigkeit und stabile Lichtleistung entscheidend, dass die LED innerhalb ihres Temperaturbereichs arbeitet. Vermeiden Sie die Platzierung in der Nähe anderer Wärmequellen auf der Leiterplatte.
• ESD-Schutz:Obwohl für 2000V HBM ausgelegt, sollten während der Bestückung und Handhabung Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 19-217-LED unterscheidet sich hauptsächlich durch die Kombination einer spezifischen leuchtend gelbgrünen Farbe (unter Verwendung von AlGaInP-Technologie) und einem sehr kompakten Bauraum von 2,0x1,25mm. Im Vergleich zu größeren LED-Bauteilen mit Anschlussdrähten bietet sie erhebliche Platzersparnis. Im Vergleich zu anderen SMD-Farben bietet die AlGaInP-Technologie im Bernstein-Gelb-Grün-Spektrum typischerweise eine höhere Lichtausbeute als ältere Technologien. Ihr breiter Abstrahlwinkel von 120 Grad ist ein Schlüsselmerkmal für Anwendungen, die eine breite Sichtbarkeit erfordern, im Gegensatz zu LEDs mit schmalem Strahl für fokussierte Beleuchtung.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Warum ist ein strombegrenzender Widerstand absolut notwendig?

A: LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ihre Durchlassspannung ist kein fester Wert, sondern hat eine Fertigungstoleranz und variiert mit der Temperatur. Das direkte Anschließen einer LED an eine Spannungsquelle, selbst eine nahe ihrer typischen VF, kann zu übermäßigem Stromfluss führen, der die LED schnell überhitzt und zerstört ("thermisches Durchgehen"). Der Vorwiderstand bietet eine lineare, vorhersagbare Methode, um den Betriebsstrom einzustellen.

F: Kann ich diese LED mit einem gepulsten Strom über 25mA betreiben?

A: Ja, aber nur unter bestimmten Bedingungen. Das Datenblatt gibt einen Spitzendurchlassstrom (IFP) von 60mA an, dies ist jedoch nur mit einem niedrigen Tastverhältnis (1/10 oder 10 %) und einer Frequenz von 1kHz erlaubt. Dauerbetrieb über 25mA ist nicht zulässig und würde die Verlustleistungsgrenze überschreiten, was zum Ausfall führt.

F: Was bedeuten die Bin-Codes (z.B. P1, C18) für mein Design?

A: Die Bin-Codes gewährleisten Farb- und Helligkeitskonsistenz. Wenn Ihr Produkt mehrere LEDs verwendet und ein einheitliches Erscheinungsbild erfordert, müssen Sie LEDs aus denselben Intensitäts- und Wellenlängen-Bins spezifizieren und verwenden. Das Mischen von Bins kann zu sichtbar unterschiedlicher Helligkeit oder Farbtönen zwischen benachbarten LEDs führen.

F: Wie kritisch ist die 7-tägige Floor Life nach dem Öffnen der Feuchtigkeitsschutztüte?

A: Sie ist für die Lötzuverlässigkeit sehr wichtig. SMD-Bauteile können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Reflow-Lötens kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und zu innerer Delamination oder "Popcorning" führen, was das Gehäuse beschädigen und einen Ausfall verursachen kann. Die Einhaltung der Lagerungs- und Trocknungsrichtlinien ist für eine hochwertige Fertigung unerlässlich.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Statusanzeigepanels mit 10 einheitlichen gelbgrünen LEDs.

1. Bauteilauswahl:Geben Sie Ihrem Lieferanten an, dass Sie alle LEDs aus demselben Bin benötigen, z.B. Intensitäts-Bin P1 (45-57 mcd) und Wellenlängen-Bin C18 (573,5-575,5 nm). Dies ist für visuelle Konsistenz entscheidend.
2. Schaltungsentwurf:Verwendung einer 5V-Versorgung und Ziel eines Treiberstroms von 20mA. Unter Annahme eines konservativen VF von 2,4V (max.) berechnen Sie den Vorwiderstand: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm. Der nächstgelegene Normwert ist 130Ω oder 120Ω. Die Belastbarkeit des Widerstands: P = I^2 * R = (0,02^2) * 130 = 0,052W, daher ist ein Standard-1/8W-(0,125W)-Widerstand ausreichend.
3. PCB-Layout:Verwenden Sie das exakte Bestückungsbild aus der Gehäuse-Maßzeichnung des Datenblatts. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand zwischen den LEDs für gleichmäßige Lichtverteilung und zur Vermeidung thermischer Kopplung.
4. Bestückung:Halten Sie die Spule versiegelt, bis die Fertigungslinie bereit ist. Befolgen Sie das Reflow-Profil genau. Vermeiden Sie nach der Bestückung das Biegen oder Verformen der Leiterplatte in der Nähe der LEDs, um Belastungen der Lötstellen zu verhindern.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED basiert auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die das Dioden-Sperrschichtpotential (ca. 1,7-2,4V) übersteigt, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiters injiziert. Diese Ladungsträger rekombinieren und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie des Halbleiters, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts vorgibt. In diesem Fall ist die Zusammensetzung so eingestellt, dass Photonen im gelbgrünen Bereich des sichtbaren Spektrums erzeugt werden, zentriert um 575 Nanometer. Die Epoxidharzlinse dient zum Schutz des Halbleiterchips, zur Formung des Lichtstrahls (was zum 120-Grad-Abstrahlwinkel führt) und zur Verbesserung der Lichteinkopplung aus dem Chip.

13. Technologietrends

Die Entwicklung von SMD-LEDs wie der 19-217 folgt mehreren wichtigen Branchentrends:Miniaturisierungbleibt ein Haupttreiber und ermöglicht immer kleinere elektronische Geräte.Erhöhte Effizienzbei Materialien wie AlGaInP führt zu höherer Lichtstärke bei gleicher oder kleinerer Chipgröße.Umweltkonformität(RoHS, REACH, halogenfrei) ist zu einer Standardanforderung geworden, keine Option mehr.Automatisierungskompatibilitätdurch standardisierte Band- und Spulenverpackung ist für die kostengünstige Serienfertigung unerlässlich. Schließlich gibt es einen Trend zu präziserem und engeremBinning und Farbkontrolle, um den Anforderungen von Anwendungen mit hoher Farbkonstanz gerecht zu werden, wie z.B. Vollfarbdisplays und Automobilbeleuchtung, auch wenn dieses spezielle Bauteil ein Monochromtyp ist.

13.1 Hinweis zu Anwendungseinschränkungen

Das Datenblatt enthält einen wichtigen Haftungsausschluss bezüglich Hochzuverlässigkeitsanwendungen. Dieses Produkt, wie spezifiziert, ist möglicherweise ohne zusätzliche Qualifizierung und möglicherweise eine andere Produktklasse nicht für sicherheitskritische Systeme wie Automobilsicherheit (z.B. Bremslichter), Luft- und Raumfahrt, Militär oder medizinische Lebenserhaltungssysteme geeignet. Für solche Anwendungen ist eine Konsultation mit dem Hersteller erforderlich, um Bauteile zu identifizieren, die für die strengen Zuverlässigkeitsstandards dieser Bereiche entwickelt und getestet wurden.