SMD LED 19-223/R6G6C-A01/2T Datenblatt - Mehrfarbig - 20mA - Brillant Rot & Gelbgrün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 19-223 ist eine kompakte, mehrfarbige SMD-LED (Surface Mount Device), die für hochdichte Leiterplattenanwendungen konzipiert ist. Ihr Hauptvorteil liegt im deutlich reduzierten Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen LEDs mit Anschlussdrähten. Dies ermöglicht eine Miniaturisierung der Endprodukte, eine höhere Bauteildichte auf den Platinen und geringere Lageranforderungen. Das Bauteil ist leicht und eignet sich daher für tragbare und miniaturisierte elektronische Anwendungen. Es wird in zwei verschiedenen Farbtypen angeboten: R6 (Brillant Rot) und G6 (Brillant Gelbgrün). Beide nutzen AlGaInP-Chip-Technologie, die in wasserklarem Harz eingekapselt ist.

1.1 Kernmerkmale und Konformität

Die LED wird auf 8-mm-Trägerbändern geliefert, die auf 7-Zoll-Spulen aufgewickelt sind, um Kompatibilität mit Standard-Automatikbestückungsgeräten zu gewährleisten. Sie ist für den Einsatz mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren ausgelegt. Das Produkt entspricht mehreren wichtigen Umwelt- und Sicherheitsstandards: Es ist bleifrei, entspricht der EU-RoHS-Richtlinie, erfüllt die EU-REACH-Anforderungen und ist als halogenfrei klassifiziert, wobei der Brom- (Br) und Chlorgehalt (Cl) jeweils unter 900 ppm und deren Summe unter 1500 ppm liegt.

2. Technische Parameter im Detail

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Die Betriebsbedingungen müssen innerhalb dieser Grenzen bleiben.

• Durchlassstrom (I_F): 25 mA für beide Typen R6 und G6.
• Spitzendurchlassstrom (I_FP): 50 mA, zulässig unter Impulsbedingungen (Tastverhältnis 1/10 bei 1 kHz).
• Verlustleistung (P_d): 60 mW.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM): 2000 V, was auf eine moderate ESD-Festigkeit für die Handhabung hinweist.
• Betriebstemperatur (T_opr): -40°C bis +85°C.
• Lagertemperatur (T_stg): -40°C bis +90°C.
• Löttemperatur: Für Reflow-Lötung ist ein Spitzenwert von 260°C für maximal 10 Sekunden spezifiziert. Für Handlötung sollte die Lötspitzentemperatur 350°C für 3 Sekunden nicht überschreiten.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Gemessen unter Standardtestbedingungen von 25°C Umgebungstemperatur und einem Durchlassstrom von 20 mA.

• Leuchtstärke (I_v): R6: 72,0 - 180,0 mcd (Typisch 112-180 mcd basierend auf Binning). G6: 22,5 - 57,0 mcd (Typisch 36-57 mcd basierend auf Binning). Eine Toleranz von ±11% gilt.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2): 130 Grad, was ein breites Beleuchtungsfeld bietet.
• Spitzenwellenlänge (λ_p): R6: 632 nm (typisch). G6: 575 nm (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λ_d): R6: 624 nm (typisch). G6: 573 nm (typisch).
• Spektrale Bandbreite (Δλ): 20 nm (typisch) für beide Farben.
• Durchlassspannung (V_F): 1,70 - 2,40 V (Typisch 2,00 V) für beide Typen R6 und G6 bei I_F=20mA.
• Sperrstrom (I_R): Maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung vorgesehen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf wichtigen Leistungsparametern sortiert (gebinned), um Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen.

3.1 Leuchtstärke-Binning (R6)

• Bin-Code Q: Minimum 72,0 mcd, Maximum 112,0 mcd.
• Bin-Code R: Minimum 112,0 mcd, Maximum 180,0 mcd.

3.2 Leuchtstärke-Binning (G6)

• Bin-Code 1: Minimum 22,5 mcd, Maximum 36,0 mcd.
• Bin-Code 2: Minimum 36,0 mcd, Maximum 57,0 mcd.

Hinweis: Das Datenblatt zeigt "Bin Range Of Forward Voltage" für G6, listet aber Leuchtstärkewerte auf. Es wird angenommen, dass dies eine Inkonsistenz in der Beschriftung ist und sich die Bins auf die Leuchtstärke beziehen.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien für beide Varianten R6 und G6. Während spezifische Graphikdatenpunkte im Text nicht angegeben sind, zeigen diese Kurven typischerweise die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Leuchtstärke, Durchlassspannung sowie den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Lichtleistung. Die Analyse dieser Kurven ist entscheidend, um das Verhalten der LED unter nicht standardmäßigen Betriebsbedingungen zu verstehen, z. B. beim Betrieb mit Strömen außerhalb von 20mA oder in Umgebungen mit Temperaturschwankungen. Entwickler sollten für detaillierte Entlastungs- und Leistungsvorhersagen auf die grafischen Daten im Originaldokument verweisen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein Standard-SMD-Gehäuse. Die Maßzeichnung gibt wichtige Maße an, einschließlich Gehäuselänge, -breite, -höhe, Pad-Größe und -Abstand. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1 mm. Für ein genaues Leiterplatten-Layout müssen die genauen Abmessungen der Gehäusezeichnung im Originaldatenblatt entnommen werden.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise auf dem Bauteil markiert, oft durch eine Kerbe, einen grünen Punkt oder eine abgeschrägte Ecke an der Linse oder dem Gehäuse. Das Leiterplatten-Layout muss mit dieser Polaritätsmarkierung übereinstimmen, um eine korrekte elektrische Verbindung zu gewährleisten.

6. Löt- und Bestückungsanleitung

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein bleifreies 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/Sek. bis 255°C.
• Zeit oberhalb 255°C: Maximal 30 Sekunden.
• Abkühlrate: Maximal 3°C/Sek.

Reflow-Lötung sollte nicht mehr als zweimal am selben Bauteil durchgeführt werden.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur unter 350°C. Die Kontaktzeit pro Anschluss sollte 3 Sekunden nicht überschreiten. Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Leistung von 25W oder weniger. Lassen Sie zwischen dem Löten jedes Anschlusses ein Intervall von mindestens 2 Sekunden, um thermische Schäden zu vermeiden.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Das Produkt ist in einer feuchtigkeitsbeständigen Folie mit Trockenmittel verpackt.

• Öffnen Sie die Folie erst unmittelbar vor der Verwendung.
• Nach dem Öffnen müssen unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
• Die "Nutzungsdauer" nach dem Öffnen der Folie beträgt 168 Stunden (7 Tage).
• Wird die Expositionszeit überschritten oder hat sich der Trockenmittel-Indikator verfärbt, ist vor der Reflow-Lötung ein Ausheizen bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs werden auf Trägerbändern auf 7-Zoll-Spulen geliefert. Jede Spule enthält 2000 Stück. Detaillierte Abmessungen für die Trägerbandtaschen und die Spule sind in den Datenblattzeichnungen angegeben.

7.2 Etikettenerklärung

Das Spulenetikett enthält mehrere Codes:

• CPN: Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N: Hersteller-Artikelnummer (z. B. 19-223/R6G6C-A01/2T).
• QTY: Packungsmenge.
• CAT: Leuchtstärke-Klasse (Binning-Code).
• HUE: Farbort- und dominante Wellenlängen-Klasse.
• REF: Durchlassspannungs-Klasse.
• LOT No: Rückverfolgbare Losnummer.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung: Armaturenbrett-Anzeigen, Schalterbeleuchtung, Tastatur-Hintergrundbeleuchtung.
• Telekommunikationsgeräte: Statusanzeigen und Hintergrundbeleuchtung in Telefonen und Faxgeräten.
• LCD-Displays: Flache Hintergrundbeleuchtung für kleine LCD-Panels, Schalter- und Symbolbeleuchtung.
• Allgemeine Anzeigezwecke: Netzstatus, Betriebsmodus-Anzeige usw.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung: Ein externer strombegrenzender Widerstand istzwingend erforderlich. Die Durchlassspannung der LED hat einen Bereich, und eine kleine Änderung der Versorgungsspannung kann aufgrund der exponentiellen I-V-Kennlinie der Diode zu einer großen, möglicherweise zerstörerischen Änderung des Durchlassstroms führen.
• Thermisches Management: Stellen Sie sicher, dass das Leiterplattendesign eine ausreichende Wärmeableitung ermöglicht, insbesondere bei Betrieb nahe der Grenzwerte oder in hohen Umgebungstemperaturen, um die Lebensdauer und Leistung der LED zu erhalten.
• ESD-SchutzObwohl das Bauteil eine ESD-Festigkeit von 2000V HBM aufweist, sollten während der Bestückung die üblichen ESD-Handhabungsvorsichtsmaßnahmen beachtet werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die Hauptunterscheidungsmerkmale der 19-223 LED sind ihreMehrfarbfähigkeit in einem einzigen Gehäusetyp(R6 und G6) und die Verwendung vonAlGaInPHalbleitermaterial. AlGaInP-Technologie ist bekannt für die Erzeugung von hocheffizientem rotem, orangem, bernsteinfarbenem und gelbgrünem Licht. Im Vergleich zu älteren Technologien bietet sie für diese Wellenlängen eine überlegene Lichtausbeute und Farbreinheit. Der breite Abstrahlwinkel von 130 Grad macht sie für Anwendungen geeignet, die eine große Sichtbarkeit erfordern, im Gegensatz zu LEDs mit schmalem Strahl für Indikationszwecke.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Kann ich diese LED ohne einen Vorwiderstand betreiben?

No.Das Datenblatt warnt ausdrücklich davor, dass ein Schutzwiderstand verwendet werden muss. Die LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Ein direkter Anschluss an eine Spannungsquelle führt zu einem unkontrollierten Stromfluss und damit zum sofortigen Ausfall.

10.2 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_p)ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts maximal ist.Dominante Wellenlänge (λ_d)ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht, wenn sie mit einer Standard-Weißlichtquelle verglichen wird. Die dominante Wellenlänge steht in engerem Zusammenhang mit der menschlichen Farbwahrnehmung.

10.3 Warum gibt es eine strikte Nutzungsdauer von 7 Tagen nach dem Öffnen der Feuchtigkeitsschutzfolie?

SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit sich schnell ausdehnen und innere Delamination, Risse oder "Popcorning" verursachen, was das Bauteil beschädigt. Die 7-Tage-Grenze und das Ausheizverfahren sind entscheidend für die Sicherstellung der Bestückungsausbeute und der langfristigen Zuverlässigkeit.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Mehrfachstatus-Anzeigepanels.Ein Entwickler benötigt rote und grüne Anzeigen für die Zustände "Eingeschaltet", "Standby" und "Fehler" auf einer kompakten Steuereinheit. Mit der 19-223-Serie kann er sowohl Brillant Rot (R6) als auch Brillant Gelbgrün (G6) LEDs mit identischem Footprint und Lötprofil beziehen. Dies vereinfacht das Leiterplatten-Layout, die Stückliste und den Bestückungsprozess. Durch die Auswahl von LEDs aus den höheren Leuchtstärke-Bins (R für rot, 2 für grün) wird eine gute Sichtbarkeit sichergestellt. Er berechnet die passenden strombegrenzenden Widerstände für ein 5V-System, mit einem Ziel-Durchlassstrom von 15mA, um Helligkeit und Leistungsaufnahme auszugleichen, unter Verwendung der typischen V_Fvon 2,0V. Er stellt sicher, dass das Panel-Design den 130-Grad-Abstrahlwinkel berücksichtigt, damit die Anzeigen aus einem breiten Bereich von Bedienerpositionen sichtbar sind.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch einen Prozess namens Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang des Halbleitermaterials (in diesem Fall AlGaInP) angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten Bereich mit Löchern aus dem p-dotierten Bereich innerhalb der aktiven Schicht. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Lichtteilchen) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. Das wasserklare Epoxidharz-Gehäuse schützt den Halbleiterchip, fungiert als Linse zur Formung des Lichtstrahls (was zum 130-Grad-Abstrahlwinkel führt) und bietet mechanische Stabilität.

13. Technologietrends und Kontext

SMD-LEDs wie die 19-223 repräsentieren eine ausgereifte und weit verbreitete Gehäusetechnologie. Der Trend bei Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungs-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro mA Strom), verbesserter Farbkonstanz durch engere Binning-Toleranzen und zunehmender Miniaturisierung für immer kleinere Geräte. Es wird auch ein wachsender Schwerpunkt auf Zuverlässigkeitsdaten und Lebensdauervorhersagen unter verschiedenen Betriebsbedingungen gelegt. Während dieses Datenblatt Standardwerte liefert, erfordern anspruchsvollere Anwendungen möglicherweise detaillierte Lebensdauer- und Lichtstromerhaltungskurven. Der Trend zu bleifreier und halogenfreier Fertigung, wie bei diesem Produkt zu sehen, ist mittlerweile ein Industriestandard, der durch globale Umweltvorschriften vorangetrieben wird.