SMD LED 19-226/R6GHC-A 03/2T Datenblatt - Multicolor - Brillantes Rot & Grün - 20mA - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die 19-226/R6GHC-A 03/2T ist eine kompakte, oberflächenmontierbare LED-Komponente, die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die eine hohe Packungsdichte und zuverlässige Leistung erfordern. Dieses Multicolor-Bauteil integriert zwei verschiedene LED-Chip-Technologien in einem einzigen Gehäuse und bietet damit Designflexibilität.

Kernvorteile:Der primäre Vorteil dieser SMD LED ist ihr deutlich reduzierter Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen Bauteilen mit Anschlussbeinen. Dies ermöglicht kleinere Leiterplatten (PCB)-Designs, eine höhere Bauteildichte, reduzierte Lageranforderungen und trägt letztlich zur Miniaturisierung von Endgeräten bei. Ihre leichte Bauweise macht sie zudem ideal für portable und Miniaturanwendungen.

Zielanwendungen:Diese LED eignet sich für eine Vielzahl von Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen. Zu den Hauptanwendungsgebieten zählen die Hintergrundbeleuchtung von Automobilarmaturenbrettern und Schaltern, Statusanzeigen und Tastaturbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten, flache Hintergrundbeleuchtung für Flüssigkristallanzeigen (LCDs) sowie allgemeine Anzeigezwecke.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter oder an diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Sperrspannung (V_R):5 V (Hinweis: Dieser Parameter gilt nur für IR-Testbedingungen; das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt).
• Durchlassstrom (I_F):25 mA für beide Chips, R6 (Rot) und GH (Grün).
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):60 mA für R6 und 100 mA für GH, zulässig bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1 kHz.
• Verlustleistung (P_d):60 mW für R6 und 95 mW für GH.
• Elektrostatische Entladung (ESD) Human Body Model (HBM):2000 V für R6 und 1000 V für GH.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40 °C bis +85 °C.
• Lagertemperatur (T_stg):-40 °C bis +90 °C.
• Löttemperatur (T_sol):Kompatibel mit Reflow-Lötverfahren (260 °C für 10 Sekunden) und Handlötung (350 °C für 3 Sekunden).

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden bei einer Standard-Umgebungstemperatur (T_a) von 25 °C gemessen und definieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (I_v):Gemessen bei I_F= 20 mA. Für den R6 (Rot)-Chip liegt der typische Bereich bei 72,0 bis 140,0 mcd. Für den GH (Grün)-Chip liegt der typische Bereich bei 112,0 bis 285,0 mcd. Es gilt eine Toleranz von ±11%.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Etwa 120 Grad, was ein breites Abstrahlmuster bietet.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Typisch 632 nm für R6 (Rot) und 518 nm für GH (Grün).
• Dominante Wellenlänge (λ_d):R6: 615,0 bis 625,0 nm. GH: 520,0 bis 530,0 nm. Toleranz ist ±1 nm.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):Typisch 20 nm für R6 und 35 nm für GH.
• Durchlassspannung (V_F):Bei I_F= 20 mA. R6: 1,7 bis 2,4 V (Typisch 2,0 V). GH: 2,7 bis 3,7 V (Typisch 3,3 V). Toleranz ist ±0,1 V.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 µA für R6 und 50 µA für GH bei V_R= 5V.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf wichtigen optischen Parametern sortiert (gebinned), um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Helligkeits- und Farbanforderungen erfüllen.

3.1 R6 (Brillantes Rot) Binning

Lichtstärke-Bins:

• Q1: 72,0 - 90,0 mcd
• Q2: 90,0 - 112,0 mcd
• R1: 112,0 - 140,0 mcd

• 1: 615,0 - 620,0 nm
• 2: 620,0 - 625,0 nm

3.2 GH (Brillantes Grün) Binning

Lichtstärke-Bins:

• R1: 112,0 - 140,0 mcd
• R2: 140,0 - 180,0 mcd
• S1: 180,0 - 225,0 mcd
• S2: 225,0 - 285,0 mcd

• 1: 520,0 - 525,0 nm
• 2: 525,0 - 530,0 nm

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien für beide Chip-Typen. Es ist entscheidend zu beachten, dass diese Diagramme typische Daten darstellen und keine garantierten Mindest- oder Höchstwerte zeigen.

4.1 R6 (Rot) Eigenschaften

Spektrale Verteilung:Die Kurve zeigt einen schmalen Emissionspeak um 632 nm, was charakteristisch für auf AlGaInP basierende rote LEDs ist.Abstrahlcharakteristik:Das Polardiagramm bestätigt den etwa 120-Grad-Abstrahlwinkel mit einer nahezu Lambert'schen Verteilung.Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt den exponentiellen Zusammenhang, wobei die typische V_Fbei 20mA etwa 2,0V beträgt.Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Die Intensität steigt mit dem Strom, kann aber bei höheren Strömen jenseits des Maximalwerts sättigen oder abnehmen.Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Die Lichtausbeute nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab, ein allgemeines Merkmal von LEDs. Die Derating-Kurve zeigt, wie der maximal zulässige Durchlassstrom reduziert werden muss, wenn die Umgebungstemperatur über 25°C steigt, um die Verlustleistungsgrenze nicht zu überschreiten.

4.2 GH (Grün) Eigenschaften

Spektrale Verteilung:Zeigt einen breiteren Peak um 518 nm, typisch für auf InGaN basierende grüne LEDs.Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt eine höhere typische V_Fvon etwa 3,3V bei 20mA im Vergleich zum roten Chip.Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom / Umgebungstemperatur:Ähnliche Trends wie beim roten Chip werden beobachtet, wobei sich die spezifischen Derating- und Effizienzkurven aufgrund des unterschiedlichen Halbleitermaterials unterscheiden.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil wird in einem Oberflächenmontagegehäuse geliefert. Die genaue Maßzeichnung ist im Datenblatt mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,1 mm angegeben, sofern nicht anders spezifiziert. Wichtige Merkmale sind die Gehäuseabmessungen, die Anschluss-/Pad-Maße und der empfohlene PCB-Footprint, um ein korrektes Löten und Ausrichten zu gewährleisten. Die Polarität ist durch die Gehäusemarkierung oder die Kathodenkennzeichnung angegeben.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die Komponente ist mit automatischen Bestückungsgeräten kompatibel und wird auf 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen geliefert. Sie ist für Standard-Infrarot (IR)- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren qualifiziert.

• Reflow-Lötprofil:Das Bauteil kann eine Spitzentemperatur von 260°C für bis zu 10 Sekunden aushalten.
• Handlötung:Falls erforderlich, kann eine Lötspitzentemperatur von 350°C für maximal 3 Sekunden angewendet werden.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Die Bauteile sind in feuchtigkeitsbeständigen Barrieretüten mit Trockenmittel verpackt. Die Tüte sollte erst geöffnet werden, wenn die Teile verwendet werden sollen. Nach dem Öffnen sollten unbenutzte LEDs unter Bedingungen von 30°C oder weniger und 60% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) oder niedriger gelagert werden, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die während des Reflow-Lötens zu "Popcorning" führen kann.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Produkt ist für die automatisierte Montage verpackt.

• Trägerband:Hält die Komponenten. Die Abmessungen für Band und Tasche sind spezifiziert, um die Kompatibilität mit Zuführern sicherzustellen.
• Spule:Standard-7-Zoll-Durchmesser-Spule mit 2000 Stück.
• Feuchtigkeitsbeständige Tasche:Enthält ein Trockenmittel und ein Feuchtigkeitsindikator-Etikett.
• Etiketteninformationen:Das Spulenetikett enthält Felder für Kundenproduktnummer (CPN), Produktnummer (P/N), Menge (QTY), Lichtstärke-Klasse (CAT), Farb-/Wellenlängen-Klasse (HUE), Durchlassspannungs-Klasse (REF) und Losnummer (LOT No).

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Strombegrenzung ist zwingend erforderlich

Kritische Designregel:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein externer strombegrenzender Widerstand (oder Konstantstromtreiber)mussin Reihe mit der LED verwendet werden. Die Durchlassspannung (V_F) hat eine Toleranz und einen negativen Temperaturkoeffizienten (sinkt bei steigender Temperatur). Ein leichter Anstieg der Versorgungsspannung oder ein Absinken von V_Fkann zu einem großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Durchlassstroms führen, wenn nur eine Spannungsquelle verwendet wird. Der Widerstandswert sollte basierend auf der Versorgungsspannung (V_CC), der typischen V_Fder LED beim gewünschten Strom und dem gewünschten Durchlassstrom (I_F) nach dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_CC- V_F) / I_F.

8.2 Thermomanagement

Obwohl es sich um ein Niedrigleistungsbauteil handelt, verlängert ein korrektes thermisches Design die Lebensdauer und erhält die Helligkeit. Stellen Sie sicher, dass das PCB-Pad-Layout dem empfohlenen Footprint folgt, um eine ausreichende Wärmeableitung zu gewährleisten. Der Betrieb der LED bei oder nahe ihrem maximalen Nennstrom in hohen Umgebungstemperaturen kann eine Reduzierung des Stroms erfordern, wie in den Kennlinien gezeigt.

8.3 ESD-Vorsichtsmaßnahmen

Obwohl das Bauteil über einen gewissen ESD-Schutz verfügt (2000V/1000V HBM), sollten während der Montage und Handhabung Standard-ESD-Handhabungsverfahren befolgt werden, um versteckte Schäden zu verhindern.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wesentliche Unterscheidung dieses spezifischen Bauteils ist seineMulticolor-Fähigkeit innerhalb eines standardisierten SMD-Gehäuses. Durch das Angebot sowohl eines hocheffizienten roten (AlGaInP) als auch eines grünen (InGaN) Chips unter derselben Teilenummern-Präfix (19-226) vereinfacht es die Lagerhaltung und das Design für Anwendungen, die mehrere Anzeigefarben erfordern. Der breite 120-Grad-Abstrahlwinkel ist für Anwendungen geeignet, die eine große Sichtbarkeit erfordern. Seine Konformität mit RoHS, REACH und halogenfreien Standards macht es für globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften geeignet.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Kann ich diese LED ohne einen Vorwiderstand betreiben?

No.Wie in den "Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung" ausdrücklich angegeben, ist ein Vorwiderstand für den Überstromschutz zwingend erforderlich. Ein direkter Anschluss an eine Spannungsquelle führt wahrscheinlich zu einem sofortigen Ausfall.

10.2 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_p):Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.Dominante Wellenlänge (λ_d):Die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Für LEDs ist die dominante Wellenlänge oft relevanter für die Farbspezifikation. Das Datenblatt bietet Binning basierend auf der dominanten Wellenlänge.

10.3 Warum sind die maximalen Ströme für die roten und grünen Chips unterschiedlich?

Die verschiedenen Halbleitermaterialien (AlGaInP für rot, InGaN für grün) haben unterschiedliche elektrische und thermische Eigenschaften, was zu unterschiedlichen maximalen Strom- und Verlustleistungsnennwerten führt, wie in der Tabelle der absoluten Maximalwerte definiert.

11. Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Multistatus-Anzeigetafel

Ein Designer erstellt eine kompakte Steuerungstafel mit Status-LEDs für Netzteil (Grün), Fehler (Rot) und Standby (Bernstein). Unter Verwendung der 19-226-Serie kann er den GH (Grün)-Bin für die Netzteil-Anzeige und den R6 (Rot)-Bin für die Fehleranzeige auswählen. Für die Bernstein-Anzeige müsste er eine andere Teilenummer mit einem Bernstein-LED-Chip wählen. Durch die Verwendung desselben 19-226-Gehäuses für rot und grün behält er einen konsistenten Bauteil-Footprint auf der Leiterplatte bei und vereinfacht das Layout. Er entwirft die Treiberschaltung mit geeigneten strombegrenzenden Widerständen, berechnet für eine 5V-Versorgung: R_Grün= (5V - 3,3V) / 0,020A = 85 Ω (verwende 82 Ω oder 91 Ω Standardwert), R_Rot= (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Er stellt sicher, dass die Betriebsumgebung der Tafel 85°C nicht überschreitet.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen wird Elektrolumineszenz genannt. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten Material mit Löchern aus dem p-dotierten Material und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. Der R6-Chip verwendet eine AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid)-Struktur zur Erzeugung von rotem Licht, während der GH-Chip eine InGaN (Indium-Gallium-Nitrid)-Struktur zur Erzeugung von grünem Licht verwendet. Das SMD-Gehäuse beherbergt den Halbleiterchip, stellt elektrische Verbindungen über Metallanschlüsse oder Pads bereit und enthält eine geformte Epoxidlinse, die den Lichtaustritt formt und den Chip schützt.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie, einschließlich Komponenten wie der 19-226, geht in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbkonstanz und -sättigung, erhöhter Zuverlässigkeit und fortgesetzter Miniaturisierung. Es gibt auch einen starken Drang zur breiteren Einführung umweltfreundlicher Materialien (bleifrei, halogenfrei) und Herstellungsprozesse. Die Integration mehrerer Farben oder sogar RGB-Chips in ein einziges, winziges SMD-Gehäuse ist eine gängige Weiterentwicklung für platzbeschränkte Farbanzeige- und Displayanwendungen. Darüber hinaus treiben Fortschritte in der Phosphortechnologie für weiße LEDs und neuartige Halbleiterstrukturen die Leistungsgrenzen aller LED-Typen weiter voran.