SMD LED 19-217/Y5C-AP1Q2/3T Datenblatt - Brillantes Gelb - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 25mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-217/Y5C-AP1Q2/3T ist eine oberflächenmontierbare (SMD) LED, die für elektronische Baugruppen mit hoher Packungsdichte konzipiert ist. Diese Komponente nutzt AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleitertechnologie, um ein brillantes gelbes Licht zu erzeugen. Ihre kompakte Bauform ermöglicht eine signifikante Verringerung der Leiterplatten- (PCB) und Gesamtgeräteabmessungen, was sie ideal für platzbeschränkte Anwendungen macht.

1.1 Kernvorteile

• Miniaturisierung:Das SMD-Gehäuse ist deutlich kleiner als herkömmliche LEDs mit Anschlussdrähten und ermöglicht so eine höhere Bauteildichte auf Leiterplatten.
• Leichtgewicht:Die reduzierte Masse ist vorteilhaft für tragbare und miniaturisierte elektronische Geräte.
• Kompatibilität:Entworfen für die Kompatibilität mit Standard-Automatikbestückungsanlagen, um den Fertigungsprozess zu optimieren.
• Umweltkonformität:Das Produkt ist bleifrei und entspricht den RoHS-, EU REACH- und halogenfreien Standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Löten:Geeignet für Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich für eine Vielzahl von Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen, darunter:

• Armaturenbrett- und Schalter-Hintergrundbeleuchtung in Automobil- und Industrie-Steuerungen.
• Statusanzeigen und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten (Telefone, Faxgeräte).
• Flache Hintergrundbeleuchtung für Flüssigkristallanzeigen (LCDs), Schalter und Symbole.
• Allgemeine Anzeigeanwendungen in der Konsum- und Industrie-Elektronik.

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.

• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA. Der maximale Gleichstrom für einen zuverlässigen Dauerbetrieb.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):60 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1 kHz). Nur für gepulsten Betrieb.
• Verlustleistung (P_d):60 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse bei Ta=25°C abführen kann.
• Elektrostatische Entladung (ESD):Human Body Model (HBM) 2000 V. Zeigt eine moderate ESD-Empfindlichkeit an; geeignete Handhabungsverfahren sind erforderlich.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40 bis +85 °C. Der Umgebungstemperaturbereich für den Normalbetrieb.
• Lagertemperatur (T_stg):-40 bis +90 °C.
• Löttemperatur:Reflow: 260°C Spitze für max. 10 Sekunden. Handlöten: 350°C für max. 3 Sekunden pro Anschluss.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Gemessen bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA und einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C, sofern nicht anders angegeben. Dies sind die wichtigsten Leistungsparameter.

• Lichtstärke (I_v):45,0 bis 112,0 mcd (Millicandela). Die wahrgenommene Helligkeit der LED. Die große Bandbreite wird durch Binning verwaltet (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dieser große Abstrahlwinkel macht die LED für Anwendungen geeignet, die eine breite Sichtbarkeit erfordern.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):591 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):585,5 bis 594,5 nm. Diese Wellenlänge korreliert am engsten mit der wahrgenommenen Farbe (brillantes Gelb).
• Spektrale Bandbreite (Δλ):15 nm (typisch). Die Breite des emittierten Spektrums bei halber Maximalintensität (FWHM).
• Durchlassspannung (V_F):1,70 bis 2,40 V (bei I_F=20mA). Der Spannungsabfall über der LED im Betrieb. Ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich.
• Sperrstrom (I_R):10 µA max. (bei V_R=5V). Ein kleiner Leckstrom in Sperrrichtung. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung vorgesehen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz von Helligkeit und Farbe in der Serienfertigung sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Die Artikelnummer 19-217/Y5C-AP1Q2/3T zeigt spezifische Bin-Auswahlen an.

3.1 Lichtstärke-Binning

Bins werden durch Minimal- und Maximalwerte der Lichtstärke definiert, gemessen bei I_F=20mA. Die Toleranz beträgt ±11%.

• P1:45,0 – 57,0 mcd
• P2:57,0 – 72,0 mcd
• Q1:72,0 – 90,0 mcd
• Q2:90,0 – 112,0 mcd (Dieses Bin ist in der Artikelnummer spezifiziert)

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning

Bins stellen Farbkonsistenz sicher. Die Toleranz beträgt ±1 nm.

• D3:585,5 – 588,5 nm
• D4:588,5 – 591,5 nm
• D5:591,5 – 594,5 nm

4. Analyse der Kennlinien

Während spezifische Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische elektro-optische Kurven für eine solche LED umfassen:

• I-V (Strom-Spannungs-) Kennlinie:Zeigt den exponentiellen Zusammenhang zwischen Durchlassspannung und Strom. Die Kniespannung liegt für AlGaInP gelbe LEDs bei etwa 1,8-2,0V.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Die Intensität steigt typischerweise linear mit dem Strom bis zu einem Punkt, danach kann die Effizienz aufgrund von Erwärmung abfallen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Die Ausgangsleistung nimmt im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab. Der Derating-Faktor ist für Hochtemperaturanwendungen entscheidend.
• Spektrale Verteilung:Eine glockenförmige Kurve, die um die Spitzenwellenlänge (591 nm) zentriert ist, mit einer typischen FWHM von 15 nm.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem Standard-SMD-Gehäuse untergebracht. Wichtige Abmessungen (Toleranz ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben) umfassen:

• Gehäusegrundfläche geeignet für hochdichte Platzierung.
• Klarer Harzkörper für optimale Lichtauskopplung.
• Anoden- und Kathodenanschlüsse sind klar gekennzeichnet für korrekte Leiterplattenlayoutgestaltung.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die korrekte Polarität ist entscheidend. Das Gehäuse enthält eine Markierung (wie eine Kerbe, einen Punkt oder eine abgeschrägte Ecke), um den Kathodenanschluss zu identifizieren. Das Leiterplatten-Footprint-Design muss diese Ausrichtung widerspiegeln.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil (bleifrei)

Ein kritischer Prozess für eine zuverlässige Montage:

• Vorwärmen:150–200°C für 60–120 Sekunden, um thermischen Schock zu minimieren.
• Zeit oberhalb Liquidus (TAL):>217°C für 60–150 Sekunden.
• Spitzentemperatur:260°C maximal, gehalten für maximal 10 Sekunden.
• Aufheizrate:Maximal 6°C/Sekunde bis 255°C.
• Abkühlrate:Maximal 3°C/Sekunde.
• Reflow-Limit:Die Baugruppe sollte nicht mehr als zweimal dem Reflow-Löten unterzogen werden.

6.2 Handlöten

Falls erforderlich, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur <350°C, angewendet für <3 Sekunden pro Anschluss. Verwenden Sie einen Niedrigleistungskolben (<25W) und lassen Sie eine Abkühlpause von >2 Sekunden zwischen den Anschlüssen. Vermeiden Sie mechanische Belastung des Gehäuses während des Lötens.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Das Produkt ist in einem feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel verpackt.

• Vor der Verwendung:Öffnen Sie den feuchtigkeitssicheren Beutel erst, wenn Sie bereit für die Montage sind.
• Nach dem Öffnen:Innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) verwenden. Lagern Sie unbenutzte Teile bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit.
• Nachtrocknen:Wenn die Expositionszeit überschritten ist oder das Trockenmittel gesättigt ist, trocknen Sie die Teile vor der Verwendung bei 60 ± 5°C für 24 Stunden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Standardverpackung

Die LEDs werden auf 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen geliefert, kompatibel mit Automatikbestückungsanlagen. Jede Spule enthält 3000 Stück.

7.2 Etikettenerklärung

Spulenetiketten enthalten wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und korrekte Anwendung:

• P/N:Produktnummer (z.B. 19-217/Y5C-AP1Q2/3T).
• CAT:Lichtstärke-Klasse (z.B. Q2).
• HUE:Farbortkoordinaten & Dominante Wellenlänge-Klasse.
• REF:Durchlassspannung-Klasse.
• LOT No:Fertigungslosnummer für Qualitätsverfolgung.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Strombegrenzung ist zwingend erforderlich

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein Vorwiderstand muss immer verwendet werden, um den Durchlassstrom auf den gewünschten Wert (z.B. 20 mA) zu begrenzen. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Ohne diesen Widerstand kann eine kleine Erhöhung der Versorgungsspannung einen großen, zerstörerischen Anstieg des Stroms verursachen.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist die Einhaltung der Grenzwerte für die Sperrschichttemperatur entscheidend für Lebensdauer und stabile Lichtleistung. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem Maximalstrom betrieben wird.

8.3 Optisches Design

Der 120-Grad-Abstrahlwinkel bietet eine breite Abstrahlung. Für Anwendungen, die gebündeltes Licht benötigen, können Sekundäroptiken (Linsen, Lichtleiter) erforderlich sein. Das wasserklare Harz minimiert die Lichtabsorption innerhalb des Gehäuses.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren bedrahteten LEDs oder anderen SMD-Gehäusen:

• Größen-Vorteil:Das 19-217-Gehäuse bietet einen sehr kleinen Platzbedarf und ermöglicht kompaktere Designs als größere SMD-LEDs (z.B. 3528, 5050) oder bedrahtete Bauteile.
• Materialtechnologie:Die Verwendung von AlGaInP-Halbleitermaterial bietet im Vergleich zu älteren Technologien hohe Effizienz und ausgezeichnete Farbreinheit im gelben/orangen/roten Spektrum.
• Prozesskompatibilität:Die volle Kompatibilität mit Standard-SMT-Montagelinien bietet einen signifikanten Kostenvorteil in der Fertigung und einen Zuverlässigkeitsvorteil gegenüber der manuellen Bestückung bedrahteter Komponenten.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

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

Unter Verwendung der typischen V_Fvon 2,0V und einem Ziel-I_Fvon 20 mA: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Ein Standard-150-Ω-Widerstand wäre geeignet. Berechnen Sie stets basierend auf der maximalen V_Faus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom unter ungünstigsten Bedingungen die Grenzwerte nicht überschreitet.

10.2 Kann ich diese LED ohne strombegrenzenden Widerstand betreiben, wenn ich eine Konstantstromquelle verwende?

Ja, ein auf 20 mA eingestellter Konstantstromtreiber ist eine ausgezeichnete Alternative zu einem Widerstand und bietet eine stabilere Leistung über Spannungs- und Temperaturschwankungen hinweg. Der Widerstand ist einfach die gängigste und kosteneffektivste Methode.

10.3 Warum ist die Lagerzeit nach dem Öffnen des Beutels auf 7 Tage begrenzt?

SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen. Während des Reflow-Lötens kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und innere Delamination oder "Popcorning" verursachen, was das Bauteil beschädigt. Die 7-tägige Bodenlebensdauer ist eine Standardvorsichtsmaßnahme für feuchtigkeitsempfindliche Bauteile dieses Sensitivitätslevels.

10.4 Was bedeutet das "Q2/3T" in der Artikelnummer?

Dies ist der Bin-Code. "Q2" spezifiziert das Lichtstärke-Bin (90-112 mcd). Das "3T" bezieht sich wahrscheinlich auf ein spezifisches Durchlassspannungs-Bin oder eine andere interne Klassifizierung. Designer sollten die vollständige Artikelnummer angeben, um sicherzustellen, dass sie Komponenten mit den gewünschten Helligkeits- und Farbeigenschaften erhalten.

11. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

11.1 Armaturenbrett-Beleuchtungs-Cluster

In einem Automobil-Armaturenbrett können mehrere 19-217-LEDs zur Hintergrundbeleuchtung von Instrumenten und Warnsymbolen verwendet werden. Ihre geringe Größe ermöglicht es, sie direkt hinter Symbolmasken auf einer dünnen Leiterplatte zu platzieren. Der große Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Symbole aus verschiedenen Fahrerpositionen gleichmäßig beleuchtet sind. Ein PWM-Signal (Pulsweitenmodulation) vom Fahrzeug-Body-Control-Modul kann verwendet werden, um die LEDs für Nachtfahrten zu dimmen.

11.2 Statusanzeige für Haushaltsgeräte

Für eine Kaffeemaschine oder einen Router kann eine einzelne 19-217-LED als "Eingeschaltet"- oder "Netzwerkaktivität"-Anzeige dienen. Das Design umfasst eine einfache Schaltung: die 3,3V-Schiene der Hauptplatine, einen 68-Ω-strombegrenzenden Widerstand (für ~20mA bei typischer V_F) und die LED, die nahe einem Lichtleiter platziert ist, der das Licht zum Frontpanel lenkt. Ihr geringer Stromverbrauch und ihre Zuverlässigkeit machen sie ideal für solche Dauerbetriebsanwendungen.

12. Funktionsprinzip

Die 19-217-LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die das eingebaute Potenzial des Übergangs übersteigt, werden Elektronen aus der n-dotierten AlGaInP-Schicht über den Übergang in die p-dotierte Schicht injiziert, und Löcher werden in die entgegengesetzte Richtung injiziert. Diese Ladungsträger rekombinieren im aktiven Bereich nahe dem Übergang. In AlGaInP-Materialien setzt diese Rekombination Energie hauptsächlich in Form von Photonen (Licht) frei, mit einer Wellenlänge, die der Bandlücke des Materials entspricht, die so ausgelegt ist, dass sie brillantes gelbes Licht (~591 nm) erzeugt. Das wasserklare Epoxidharz-Vergussmaterial schützt den Halbleiterchip und wirkt als Linse, um den Lichtaustritt zu formen.

13. Technologietrends

Die Entwicklung von SMD-LEDs wie der 19-217 folgt breiteren Branchentrends:

• Erhöhte Effizienz:Laufende Forschung in der epitaktischen Schichtabscheidung und Chip-Design verbessert kontinuierlich die Lumen-pro-Watt (Effizienz) von AlGaInP-LEDs und reduziert so den Stromverbrauch bei gleicher Lichtleistung.
• Miniaturisierung:Das Streben nach kleineren Geräten treibt die Gehäusegrößen noch weiter nach unten (z.B. 0402, 0201 metrische Gehäuse), obwohl diese möglicherweise etwas optische Leistung und Leistungsfähigkeit opfern.
• Verbesserte Farbkonsistenz:Fortschritte in der Wafer-Herstellung und Binning-Algorithmen ermöglichen eine engere Kontrolle der dominanten Wellenlänge und Lichtstärke, was Designern konsistentere Ergebnisse über Produktionschargen hinweg liefert.
• Integration:Ein Trend zur Integration mehrerer LED-Chips (RGB oder mehrere Weißtöne) in ein einzelnes Gehäuse oder zur Kombination der LED mit Treiber-ICs, um funktionalere und einfacher zu verwendende Lichtquellen zu schaffen.