SMD LED 19-223 Datenblatt - Gehäuse 2.0x1.25x0.8mm - Spannung 2.0V - Leistung 60mW - Brillantgelb / Gelbgrün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-223 ist eine kompakte, oberflächenmontierbare LED, die für hochdichte Leiterplattenanwendungen konzipiert ist. Sie ist in zwei verschiedenen Farben erhältlich: Brillantgelb (Y2) und Gelbgrün (G6), beide basierend auf AlGaInP-Chip-Technologie. Dieses Bauteil zeichnet sich durch seinen geringen Platzbedarf, leichte Bauweise und Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsprozessen aus, was es zur idealen Wahl für platzbeschränkte und miniaturisierte elektronische Geräte macht.

1.1 Kernvorteile

Der primäre Vorteil der 19-223 LED ist ihre erhebliche Größenreduzierung im Vergleich zu herkömmlichen LEDs mit Anschlussdrähten. Dies ermöglicht kleinere Leiterplattenlayouts, eine höhere Bauteildichte, reduzierte Lageranforderungen und trägt letztlich zur Miniaturisierung des Endgeräts bei. Ihre Leichtbauweise erhöht zudem die Eignung für tragbare und kompakte Anwendungen.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese LED zielt auf Anwendungen ab, die zuverlässige, energieeffiziente Indikator- oder Hintergrundbeleuchtungsfunktionen erfordern. Typische Anwendungsbereiche umfassen die Instrumententafel- und Schalterbeleuchtung in Fahrzeuginnenräumen, Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten, flache Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels und Symbole sowie allgemeine Indikatoranwendungen in verschiedenen Konsum- und Industrie-Elektronikprodukten.

2. Detaillierte Analyse der technischen Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der im Datenblatt angegebenen Schlüsselparameter.

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für eine maximale Sperrspannung (V_R) von 5V ausgelegt. Der Dauer-Durchlassstrom (I_F) beträgt für beide Farbtypen 25 mA. Ein Spitzen-Durchlassstrom (I_FP) von 60 mA ist unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz zulässig. Die maximale Verlustleistung (P_d) beträgt 60 mW. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000V (Human Body Model) stand. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40°C bis +85°C, der Lagertemperaturbereich von -40°C bis +90°C.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Alle Messungen sind bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA spezifiziert.

• Lichtstärke (I_v):Für Y2 (Brillantgelb) liegt die typische Lichtstärke zwischen 36,0 mcd und 72,0 mcd. Für G6 (Gelbgrün) liegt der Bereich zwischen 28,5 mcd und 57,0 mcd.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Der typische Abstrahlwinkel für beide Typen beträgt 130 Grad.
• Wellenlänge:Y2 hat eine typische Spitzenwellenlänge (λ_p) von 591 nm und einen Hauptwellenlängenbereich (λ_d) von 585,5 nm bis 594,5 nm. G6 hat eine typische Spitzenwellenlänge von 575 nm und einen Hauptwellenlängenbereich von 567,5 nm bis 575,5 nm.
• Durchlassspannung (V_F):Die Durchlassspannung für Y2 und G6 beträgt typischerweise 2,0V, mit einem Bereich von 1,7V bis 2,4V.
• Sperrstrom (I_R):Der maximale Sperrstrom bei V_R=5V beträgt für beide Typen 10 µA.

2.3 Toleranzen und Hinweise

Das Datenblatt gibt folgende Schlüsseltoleranzen an: Die Toleranz der Lichtstärke beträgt ±11%, die Toleranz der Hauptwellenlänge ±1 nm und die Toleranz der Durchlassspannung ±0,10V. Diese Toleranzen sind entscheidend für die Designkonsistenz und müssen bei der Schaltungsentwicklung und optischen Systemplanung berücksichtigt werden.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden anhand ihrer Lichtstärke und Hauptwellenlänge in Bins sortiert, um Farb- und Helligkeitskonsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen.

3.1 Y2 (Brillantgelb) Binning

Lichtstärke-Bins:N2 (36,0-45,0 mcd), P1 (45,0-57,0 mcd), P2 (57,0-72,0 mcd).

Hauptwellenlänge-Bins:D3 (585,5-588,5 nm), D4 (588,5-591,5 nm), D5 (591,5-594,5 nm).

3.2 G6 (Gelbgrün) Binning

Lichtstärke-Bins:N1 (28,5-36,0 mcd), N2 (36,0-45,0 mcd), P1 (45,0-57,0 mcd).

Hauptwellenlänge-Bins:C15 (567,5-569,5 nm), C16 (569,5-571,5 nm), C17 (571,5-573,5 nm), C18 (573,5-575,5 nm).

Dieses Binning ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit spezifischen Leistungsmerkmalen für Anwendungen auszuwählen, bei denen Farbabgleich oder präzise Helligkeitsstufen erforderlich sind.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien, die Einblicke in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen geben.

4.1 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Durchlassstrom zunimmt. Sie ist typischerweise nichtlinear, und ein Betrieb deutlich über den empfohlenen 20mA kann zu reduzierter Effizienz und beschleunigter Alterung führen.

4.2 Durchlassstrom-Derating-Kurve

Dieses Diagramm veranschaulicht den maximal zulässigen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Mit steigender Temperatur sinkt der maximal erlaubte Strom, um thermische Schäden zu verhindern. Dies ist eine kritische Überlegung für Designs, die in Hochtemperaturumgebungen arbeiten.

3. Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Diese I-V-Kennlinie zeigt die Beziehung zwischen Spannung und Strom. Die Durchlassspannung hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie mit steigender Temperatur leicht abnimmt.

4.4 Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur

Diese Kurve zeigt die Temperaturabhängigkeit der Lichtleistung. Die Lichtstärke nimmt typischerweise mit steigender Umgebungstemperatur ab, was bei Designs berücksichtigt werden muss, die über einen weiten Temperaturbereich eine konstante Helligkeit benötigen.

4.5 Spektralverteilung

Die Spektralverteilungsdiagramme für Y2 und G6 zeigen die relative Intensität über die Wellenlängen. Das Y2-Spektrum ist um 591 nm (gelb) zentriert, während G6 um 575 nm (gelbgrün) zentriert ist. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt etwa 15 nm für Y2 und 20 nm für G6.

4.6 Abstrahldiagramm

Das Abstrahldiagramm zeigt die winkelmäßige Verteilung der Lichtintensität und bestätigt den 130-Grad-Abstrahlwinkel. Das Muster ist für diese Art von LED typischerweise lambertisch oder nahezu lambertisch.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die 19-223 LED hat ein kompaktes SMD-Gehäuse. Wichtige Abmessungen (in mm) sind eine Bauteillänge von 2,0, eine Breite von 1,25 und eine Höhe von 0,8. Der Anschlussabstand beträgt 1,6 mm. Alle Toleranzen sind ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Ein empfohlenes Lötpad-Layout wird als Referenz für das Leiterplattendesign bereitgestellt, Entwicklern wird jedoch geraten, es basierend auf ihrem spezifischen Bestückungsprozess und thermischen Anforderungen anzupassen.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise durch eine Markierung auf dem Gehäuse oder eine abgeschrägte Ecke gekennzeichnet. Konsultieren Sie die Gehäuseabmessungszeichnung für das genaue Merkmal zur Polaritätsidentifikation.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötparameter

Das Bauteil ist mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Prozessen kompatibel. Für bleifreies Löten umfasst das empfohlene Temperaturprofil eine Vorwärmphase zwischen 150°C und 200°C für 60-120 Sekunden, eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C) von 60-150 Sekunden und eine Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden. Die maximale Aufheizrate sollte 3°C/Sek. betragen, die maximale Abkühlrate 6°C/Sek. Das Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, muss die Lötspitzentemperatur unter 350°C liegen, und die Kontaktzeit pro Anschluss sollte 3 Sekunden nicht überschreiten. Ein Lötkolben mit geringer Leistung (≤25W) wird empfohlen. Halten Sie zwischen dem Löten jedes Anschlusses ein Mindestintervall von 2 Sekunden ein, um thermische Belastung zu vermeiden.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel verpackt. Vor dem Öffnen sollten sie bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Nach dem Öffnen beträgt die \"Floor Life\" 1 Jahr unter Bedingungen von ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit. Nicht verwendete Bauteile sollten in einer feuchtigkeitsdichten Verpackung wieder verschlossen werden. Wenn der Trockenmittel-Indikator die Farbe geändert hat oder die Lagerzeit überschritten wurde, ist vor der Verwendung eine Trocknung bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich, um \"Popcorning\" während des Reflow-Lötens zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Rolle und Trägerband-Spezifikationen

Die Bauteile werden auf 8 mm breitem Trägerband geliefert, das auf einer Rolle mit 7 Zoll Durchmesser aufgewickelt ist. Jede Rolle enthält 2000 Stück. Detaillierte Abmessungen für die Trägerbandtaschen und die Rolle sind im Datenblatt angegeben.

7.2 Etikettenerklärung

Das Rollenetikett enthält mehrere Codes: CPN (Kundenteilenummer), P/N (Produktnummer), QTY (Packungsmenge), CAT (Lichtstärkenklasse/Bin), HUE (Farbortkoordinaten & Hauptwellenlängenklasse/Bin), REF (Durchlassspannungsklasse) und LOT No (Losnummer für Rückverfolgbarkeit).

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Strombegrenzung

Kritisch:Ein externer strombegrenzender Widerstand muss immer in Reihe mit der LED geschaltet werden. Die Durchlassspannung hat einen engen Bereich, und ein leichter Anstieg der Versorgungsspannung kann aufgrund der exponentiellen I-V-Kennlinie der Diode zu einem großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Durchlassstroms führen.

8.2 Thermomanagement

Obwohl es sich um ein Niedrigleistungsbauteil handelt, kann ein geeignetes Leiterplattenlayout zur Wärmeableitung beitragen. Stellen Sie ausreichend Kupferfläche sicher, die mit den LED-Lötpads verbunden ist, insbesondere für Anwendungen mit hohen Umgebungstemperaturen oder Dauerbetrieb. Halten Sie sich an die Durchlassstrom-Derating-Kurve.

8.3 Optisches Design

Der breite 130-Grad-Abstrahlwinkel macht sie für Anwendungen geeignet, die eine großflächige Ausleuchtung erfordern. Für stärker gebündeltes Licht können Sekundäroptiken (Linsen) erforderlich sein. Berücksichtigen Sie die Binning-Codes, wenn ein Farb- oder Intensitätsabgleich zwischen mehreren LEDs notwendig ist.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 19-223 unterscheidet sich durch ihre Kombination aus AlGaInP-Technologie (bietet hohe Helligkeit und gesättigte Farben im Gelbspektrum), einem sehr kompakten Bauraum von 2,0x1,25mm und der Einhaltung moderner Umweltstandards (RoHS, REACH, halogenfrei). Im Vergleich zu größeren Durchsteck-LEDs ermöglicht sie erhebliche Platzersparnis und Automatisierungskompatibilität. Ihre spezifischen Wellenlängen-Bins für Gelb und Gelbgrün bieten präzisere Farboptionen als LEDs mit breiteren Bins.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Welchen Widerstandswert sollte ich für eine 5V-Versorgung verwenden?

A: Mit dem Ohmschen Gesetz (R = (V_Versorgung - V_F) / I_F) und typischen Werten (V_F=2,0V, I_F=20mA) ergibt sich R = (5 - 2) / 0,02 = 150 Ω. Verwenden Sie einen Standard-150-Ω-Widerstand. Berechnen Sie stets mit dem minimalen V_F, um sicherzustellen, dass der Strom die Maximalwerte nicht überschreitet.

F: Kann ich diese LED mit einem PWM-Signal zur Helligkeitssteuerung ansteuern?

A: Ja, PWM ist eine effektive Methode zur Helligkeitssteuerung. Stellen Sie sicher, dass der Spitzenstrom im Puls den absoluten Maximalwert von 60 mA (für Pulse, die die Tastverhältnisspezifikation erfüllen) nicht überschreitet. Die Frequenz sollte hoch genug sein, um sichtbares Flackern zu vermeiden (typischerweise >100 Hz).

F: Wie beeinflusst die Temperatur die Helligkeit?

A: Die Lichtstärke nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Siehe die Kurve \"Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur\". Für konstante Helligkeit sollten die thermischen Bedingungen gemanagt werden, und die Verwendung eines Konstantstrom-Treibers anstelle einer Konstantspannungsquelle mit Widerstand sollte in Betracht gezogen werden.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Instrumententafel-Schalterbeleuchtung.Ein Entwickler erstellt ein Instrumententafel-Bedienfeld mit mehreren beleuchteten Schaltern. Er wählt die 19-223/Y2 aufgrund ihrer brillantgelben Farbe und kleinen Größe, die es ermöglicht, sie hinter jeder Schalterkappe zu platzieren. Er entwirft eine Leiterplatte mit einer gemeinsamen 12V-Schiene. Für jede LED berechnet er einen Vorwiderstand: R = (12V - 2,0V) / 0,02A = 500 Ω. Er wählt einen Standard-510-Ω-Widerstand. Er spezifiziert die CAT- (Helligkeit) und HUE- (Wellenlänge) Bins bei seinem Lieferanten, um eine einheitliche Farbe und Helligkeit über alle Schalter im Panel hinweg sicherzustellen. Während der Bestückung hält er sich an das empfohlene Reflow-Profil, um zuverlässige Lötstellen zu gewährleisten, ohne die LEDs zu beschädigen.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Die 19-223 LED basiert auf AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitermaterial. Dieses Materialsystem ist besonders effizient bei der Lichterzeugung im roten, orangen, gelben und gelbgrünen Bereich des sichtbaren Spektrums. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Schichten bestimmt die Bandlückenenergie und damit die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts. Die \"Wasserklare\" Harzlinse minimiert die Lichtabsorption und ermöglicht eine hohe Lichtauskoppeleffizienz.

13. Branchentrends

Der Trend bei Indikator- und Kleinflächen-Hintergrundbeleuchtungs-LEDs geht weiterhin in Richtung weiterer Miniaturisierung, erhöhter Effizienz (Lumen pro Watt) und höherer Zuverlässigkeit. Es gibt auch einen starken Trend zur breiteren Einführung umweltfreundlicher Materialien, einschließlich halogenfreier Verbindungen und verbesserter Recyclingfähigkeit. Die Integration von Treiberschaltungen oder Schutzfunktionen innerhalb des LED-Gehäuses selbst ist ein weiteres Entwicklungsgebiet, obwohl für einfache Indikatoren wie die 19-223 der diskrete Bauteilansatz kosteneffektiv und flexibel bleibt. Die Nachfrage nach präziser Farbkonsistenz (enges Binning) nimmt in Anwendungen zu, bei denen Markenidentität oder Benutzererfahrung von gleichmäßiger Beleuchtung abhängen.