SMD LED 23-21/G6C-AL2N1/2A Datenblatt - Brillantes Gelb - 2,0V typ. - 25mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode mit der Bezeichnung 23-21/G6C-AL2N1/2A. Diese Komponente ist eine brillant gelbe LED, die für moderne, kompakte Elektronikbaugruppen konzipiert ist.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

Die Hauptvorteile dieser LED ergeben sich aus ihrem SMD-Gehäuse. Es ist deutlich kleiner als herkömmliche Komponenten mit Anschlussdrähten, ermöglicht höhere Leiterplattendichte, reduziert die Gerätegröße und minimiert die Lageranforderungen. Ihr geringes Gewicht macht sie ideal für Miniatur- und tragbare Anwendungen. Das Bauteil ist auf 8 mm breitem Trägerband verpackt, das auf einer Rolle mit 7 Zoll (178 mm) Durchmesser aufgewickelt ist, und gewährleistet so Kompatibilität mit Standard-Automatikbestückungsgeräten. Es ist für die Verwendung mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren ausgelegt.

1.2 Konformität und Umweltspezifikationen

Dieses Produkt entspricht mehreren wichtigen Industrie- und Umweltstandards. Es handelt sich um eine bleifreie (Pb-free) Komponente. Das Produkt selbst ist RoHS-konform (Restriction of Hazardous Substances). Es entspricht außerdem den EU REACH-Verordnungen und ist als halogenfrei klassifiziert, wobei der Brom- (Br) und Chlorgehalt (Cl) jeweils unter 900 ppm und ihre Summe unter 1500 ppm liegt.

1.3 Zielanwendungen

Die 23-21 SMD LED ist vielseitig einsetzbar und eignet sich für verschiedene Beleuchtungs- und Anzeigezwecke. Zu den Hauptanwendungsgebieten gehören die Hintergrundbeleuchtung von Instrumententafeln, Schaltern und Symbolen; Statusanzeigen und Hintergrundbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten wie Telefonen und Faxgeräten; flache Hintergrundbeleuchtung für LCD-Displays; sowie der Einsatz als allgemeine Anzeigeleuchte.

2. Vertiefung der technischen Parameter

Dieser Abschnitt beschreibt detailliert die absoluten Grenzwerte und Standardbetriebseigenschaften der LED. Alle Parameter sind, sofern nicht anders angegeben, bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert.

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Überschreiten dieser Werte kann zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen. Die maximale Sperrspannung (VR) beträgt 5V. Der Dauer-Durchlassstrom (IF) darf 25 mA nicht überschreiten. Ein Spitzen-Durchlassstrom (IFP) von 60 mA ist unter Impulsbedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz zulässig. Die maximale Verlustleistung (Pd) beträgt 60 mW. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000V gemäß Human Body Model (HBM) stand. Der Betriebstemperaturbereich (Topr) liegt zwischen -40°C und +85°C, während der Lagertemperaturbereich (Tstg) zwischen -40°C und +90°C liegt. Für das Löten ist ein Reflow-Profil mit einem Peak von 260°C für 10 Sekunden oder Handlöten bei 350°C für 3 Sekunden spezifiziert.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter definieren die Lichtausgabe und das elektrische Verhalten unter normalen Betriebsbedingungen (IF=20mA). Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Bereich, wobei Minimal- und Maximalwerte durch das Binning-System definiert sind. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt typischerweise 130 Grad, was auf ein breites Abstrahlmuster hinweist. Die Peak-Wellenlänge (λp) beträgt typischerweise 575 nm, und die dominante Wellenlänge (λd) liegt im Bereich von 569,5 nm bis 577,5 nm, was einer brillant gelben Farbe entspricht. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt typischerweise 20 nm. Die Durchlassspannung (VF) beträgt typischerweise 2,0V, mit einem Bereich von 1,70V bis 2,40V. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung von 5V. Wichtige Hinweise spezifizieren Toleranzen für die Lichtstärke (±11%) und die dominante Wellenlänge (±1 nm) und klären, dass die 5V-Sperrspannungsangabe nur für den IR-Test gilt; das Bauteil ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz zu gewährleisten, werden LEDs in Bins sortiert. Dieses Bauteil verwendet zwei unabhängige Binning-Parameter.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Lichtausgabe wird bei einem Betriebsstrom von 20mA in vier Bins (L2, M1, M2, N1) kategorisiert. Das Bin L2 reicht von 14,5 mcd bis 18,0 mcd. Das Bin M1 umfasst 18,0 mcd bis 22,5 mcd. Das Bin M2 erstreckt sich von 22,5 mcd bis 28,5 mcd. Das Bin mit der höchsten Ausgangsleistung, N1, reicht von 28,5 mcd bis 36,0 mcd. Die spezifische Artikelnummer 23-21/G6C-AL2N1/2A zeigt an, dass es zum N1-Bin für die Lichtstärke gehört.

3.2 Dominantes Wellenlängen-Binning

Die Farbe, definiert durch die dominante Wellenlänge, wird in vier Bins (C16, C17, C18, C19) sortiert. Bin C16 umfasst 569,5 nm bis 571,5 nm. Bin C17 umfasst 571,5 nm bis 573,5 nm. Bin C18 umfasst 573,5 nm bis 575,5 nm. Bin C19 umfasst 575,5 nm bis 577,5 nm. Das Suffix \"C\" in der Artikelnummer korreliert wahrscheinlich mit einem dieser Farbort-Bins und stellt einen spezifischen Gelbton sicher.

4. Analyse der Leistungskurven

Grafische Daten geben Einblick in das Verhalten der LED unter verschiedenen Bedingungen. Die Spektralverteilungskurve zeigt die relative Strahlungsleistung in Abhängigkeit von der Wellenlänge, zentriert um 575 nm mit einer typischen Breite von 20 nm. Die Durchlassstrom-Durchlassspannungskurve (I-V-Kurve) veranschaulicht die exponentielle Beziehung, die für die Auslegung von strombegrenzenden Schaltungen entscheidend ist. Die Kurve der relativen Lichtstärke in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zeigt, wie die Lichtausgabe mit steigender Temperatur abnimmt, was für das thermische Management in Designs kritisch ist. Die Kurve der relativen Lichtstärke in Abhängigkeit vom Durchlassstrom zeigt den sublinearen Anstieg der Helligkeit mit dem Strom und verdeutlicht den Punkt abnehmender Erträge und erhöhter Wärmeentwicklung. Die Durchlassstrom-Derating-Kurve spezifiziert den maximal zulässigen Dauerstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, um Überhitzung zu verhindern. Das Abstrahldiagramm zeigt die räumliche Verteilung der Lichtintensität und bestätigt den breiten Abstrahlwinkel von 130 Grad.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht dem 23-21 SMD-Gehäuse. Detaillierte Maßzeichnungen spezifizieren Länge, Breite, Höhe, Pad-Größen und deren Positionen. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1 mm. Diese Informationen sind für das PCB-Footprint-Design und die Gewährleistung einer korrekten Platzierung und Lötung unerlässlich.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Datenblatt enthält Diagramme, die die Kathoden- und Anodenmarkierungen auf dem Bauteilkörper zeigen, die für die korrekte Ausrichtung während der Montage entscheidend sind.

6. Löt- und Montageanleitung

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein detailliertes Temperaturprofil für bleifreies Reflow-Löten wird bereitgestellt. Wichtige Phasen umfassen: Vorwärmen zwischen 150°C und 200°C für 60-120 Sekunden; eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C) von 60-150 Sekunden; eine Spitzentemperatur von maximal 260°C für höchstens 10 Sekunden; sowie kontrollierte Aufheiz- und Abkühlraten (max. 6°C/Sek. bzw. 3°C/Sek.). Der Reflow-Vorgang sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlötanleitung

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

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Barrieretüte mit Trockenmittel verpackt. Die Tüte darf erst geöffnet werden, wenn die Bauteile einsatzbereit sind. Nach dem Öffnen müssen unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert und innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) verwendet werden. Wird dieses Zeitfenster überschritten oder zeigt das Trockenmittel Sättigung an, ist vor der Verwendung ein Ausheizen bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich, um \"Popcorning\" während des Reflow-Lötens zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Rollen- und Band-Spezifikationen

Die Bauteile werden auf geprägtem Trägerband mit einer Breite von 8 mm geliefert, das auf eine Rolle mit einem Durchmesser von 7 Zoll (178 mm) aufgewickelt ist. Jede Rolle enthält 2000 Stück. Detaillierte Zeichnungen für die Rolle, das Trägerband und die Deckbandabmessungen werden bereitgestellt, mit Standardtoleranzen von ±0,1 mm.

7.2 Etikettenerklärung

Das Rollenetikett enthält mehrere wichtige Felder: CPN (Kunden-Artikelnummer), P/N (Hersteller-Artikelnummer, z.B. 23-21/G6C-AL2N1/2A), QTY (Packmenge), CAT (Lichtstärke-Bin, z.B. N1), HUE (Farbort/Dominantes Wellenlängen-Bin), REF (Durchlassspannungs-Rang) und LOT No (rückverfolgbare Losnummer).

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Schaltungsdesign-Überlegungen

Strombegrenzung ist zwingend erforderlich:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Es muss immer ein Vorwiderstand verwendet werden, um den Durchlassstrom auf die empfohlenen 20 mA (oder weniger) zu begrenzen. Ein leichter Anstieg der Versorgungsspannung kann aufgrund der exponentiellen I-V-Kennlinie der Diode zu einem großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Stroms führen.

8.2 Thermomanagement

Obwohl das Gehäuse klein ist, müssen die Verlustleistung (bis zu 60 mW) und der negative Temperaturkoeffizient der Lichtstärke berücksichtigt werden. Für Dauerbetrieb bei hohen Umgebungstemperaturen ist auf die Durchlassstrom-Derating-Kurve zu verweisen. Eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte um die thermischen Pads herum kann bei der Wärmeableitung helfen.

8.3 Optisches Design

Der breite Abstrahlwinkel von 130 Grad macht diese LED für Anwendungen geeignet, die eine breite, gleichmäßige Ausleuchtung anstelle eines fokussierten Strahls erfordern. Für die Hintergrundbeleuchtung von Panels oder Symbolen können Diffusoren verwendet werden, um das Licht zu homogenisieren.

9. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung

Wichtige Betriebswarnungen werden zusammengefasst: 1) Immer einen strombegrenzenden Widerstand verwenden. 2) Die Handhabungsvorschriften für feuchtigkeitssensitive Bauteile (MSD) bezüglich Lagerung und Ausheizen strikt einhalten. 3) Die spezifizierten Reflow- oder Handlötprofile genau befolgen, um thermische Schäden zu vermeiden. 4) Mechanische Belastung der Komponente während und nach dem Löten vermeiden. 5) Reparaturen nach dem Löten werden nicht empfohlen. Falls unbedingt erforderlich, einen Zwillingslötkolben verwenden, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und die Komponente anzuheben, um Padschäden zu vermeiden, aber anschließend die Bauteilfunktionalität überprüfen, da sich die Eigenschaften verändert haben können.

10. Technologieeinführung und Kontext

10.1 Halbleitermaterial

Diese LED nutzt eine AlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid) Halbleiterstruktur, um brillant gelbes Licht zu erzeugen. AlGaInP ist für seinen hohen Wirkungsgrad im roten bis gelb-orangen Teil des sichtbaren Spektrums bekannt. Die Harzlinse ist wasserklar, sodass die reine Farbe des Chips ohne Einfärbung abgestrahlt wird.

10.2 Vorteil der SMD-Technologie

Der Übergang von Durchsteck- zur Oberflächenmontagetechnologie für LEDs wie das 23-21-Gehäuse stellt einen bedeutenden Fortschritt dar. Sie ermöglicht vollautomatische Montage, reduziert parasitäre Induktivität für Hochgeschwindigkeitsanwendungen, verbessert die mechanische Zuverlässigkeit durch den Wegfall von Anschlussdrähten, die sich verbiegen oder brechen können, und ist wesentlich für die fortschreitende Miniaturisierung elektronischer Produkte.