SMD LED 0201 Grün Datenblatt - Abmessungen 0,6x0,3x0,25mm - Spannung 2,8-3,8V - Leistung 80mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer Miniatur-SMD-LED (Surface-Mount Device Light Emitting Diode) im 0201-Gehäuse. Diese LEDs sind für die automatisierte Leiterplattenbestückung konzipiert und ideal für platzbeschränkte Anwendungen. Das Bauteil nutzt InGaN-Technologie (Indiumgalliumnitrid) zur Erzeugung von grünem Licht.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Verpackt auf 12-mm-Trägerband, aufgewickelt auf 7-Zoll-Spulen für die automatisierte Handhabung.
• Standard-EIA-Gehäuseform (Electronic Industries Alliance).
• Eingang kompatibel mit IC-Logikpegeln (Integrierter Schaltkreis).
• Konzipiert für die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten (Pick-and-Place).
• Geeignet für den Einsatz in Infrarot-Reflow-Lötprozessen.
• Vorkonditioniert entsprechend JEDEC Feuchtesensitivitätsstufe 3 (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Anwendungen

Diese LED eignet sich für eine breite Palette von Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen in verschiedenen elektronischen Geräten, darunter:

• Telekommunikationsgeräte (z. B. schnurlose Telefone, Mobiltelefone).
• Büroautomationsgeräte (z. B. Notebook-Computer).
• Haushaltsgeräte.
• Industrielle Steuerungssysteme.
• Netzwerkgeräte.
• Innenschilder und Symbolbeleuchtung.
• Frontplatten-Statusanzeigen und Hintergrundbeleuchtung.

2. Gehäuseabmessungen und mechanische Informationen

Die LED ist in einem Miniatur-0201-Gehäuse untergebracht. Die Linse ist wasserklar. Alle Maßzeichnungen und Toleranzen sind in den Original-Datenblattabbildungen enthalten. Wichtige Hinweise:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben, Zollwerte stehen in Klammern.
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,2 mm (±0,008"), sofern in der Zeichnung nicht anders angegeben.

3. Technische Parameter und Kennwerte

3.1 Absolute Maximalwerte (Grenzwerte)

Die Grenzwerte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Eine Überschreitung kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Verlustleistung (Pd):80 mW
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):100 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite)
• Dauer-Durchlassstrom (IF):20 mA
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C

3.2 Elektrische und optische Kennwerte

Die typische Leistung wird bei Ta=25°C unter den angegebenen Testbedingungen gemessen.

• Lichtstärke (Iv):280 - 710 mcd (typisch, bei IF=20mA). Gemessen mit einem Sensor/Filter, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeit nahekommt.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):110 Grad (typisch). Definiert als der volle Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte des axialen Wertes abfällt.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λp):518 nm (typisch). Toleranz ±1 nm.
• Dominante Wellenlänge (λd):520 - 535 nm (bei IF=20mA). Abgeleitet aus den CIE-Farbwertkoordinaten.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):35 nm (typisch).
• Durchlassspannung (VF):2,8 - 3,8 V (bei IF=20mA). Toleranz ±0,1 V.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA (bei VR=5V). Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

3.3 Empfohlenes IR-Reflow-Profil

Es wird ein Reflow-Lötprofil empfohlen, das mit J-STD-020B für bleifreie Prozesse konform ist. Zu den Schlüsselparametern gehört eine Spitzentemperatur von maximal 260°C. Ein detailliertes Temperatur-Zeit-Diagramm ist im Originaldokument enthalten.

4. Binning-System (Sortierklassen)

Die Bauteile werden basierend auf Schlüsselparametern in Bins (Sortierklassen) eingeteilt, um Anwendungskonsistenz zu gewährleisten.

4.1 Durchlassspannungs-Bin (VF)

Sortiert bei IF=20mA. Toleranz pro Bin ±0,10V.
Beispiel-Bins: D7 (2,8-3,0V), D8 (3,0-3,2V), D9 (3,2-3,4V), D10 (3,4-3,6V), D11 (3,6-3,8V).

4.2 Lichtstärke-Bin (Iv)

Sortiert bei IF=20mA. Toleranz pro Bin ±11%.
Beispiel-Bins: T1 (280-355 mcd), T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd).

4.3 Dominante-Wellenlängen-Bin (WD)

Sortiert bei IF=20mA. Toleranz pro Bin ±1 nm.
Beispiel-Bins: AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm), AR (530,0-535,0 nm).

5. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien (bei 25°C, sofern nicht anders angegeben), wie z. B.:
- Relative Lichtstärke in Abhängigkeit vom Durchlassstrom.
- Durchlassspannung in Abhängigkeit vom Durchlassstrom.
- Relative Lichtstärke in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur.
- Spektrale Verteilung (relative Intensität in Abhängigkeit von der Wellenlänge).
Diese Kurven sind wesentlich, um das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu verstehen, z. B. die Reduzierung der Lichtstärke bei steigendem Strom oder Temperatur.

6. Benutzerhandbuch und Handhabung

6.1 Reinigung

Nur spezifizierte Reinigungsmittel verwenden. Bei Bedarf ist ein Eintauchen in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute zulässig. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Gehäuse beschädigen.

6.2 Empfohlene Lötflächengeometrie auf der Leiterplatte

Ein Lötflächenlayout-Diagramm für Infrarot- oder Dampfphasen-Reflow-Lötung wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und Ausrichtung zu gewährleisten.

6.3 Verpackung: Band und Spule

Die LEDs werden auf geprägtem Trägerband mit Schutzdeckband geliefert. Wichtige Spezifikationen:
- Bandbreite: 12 mm.
- Spulendurchmesser: 7 Zoll.
- Stückzahl pro Spule: 4000 Stück.
- Mindestbestellmenge für Restposten: 500 Stück.
- Konform mit ANSI/EIA-481-Spezifikationen.
Detaillierte Maßzeichnungen für die Bandtasche und die Spule sind enthalten.

7. Wichtige Hinweise und Anwendungshinweise

7.1 Bestimmungsgemäße Anwendung

Diese LEDs sind für gewöhnliche elektronische Geräte konzipiert. Sie werden ohne vorherige Konsultation und spezifische Qualifizierung nicht für sicherheitskritische Anwendungen empfohlen, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z. B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltungssysteme).

7.2 Lagerbedingungen

Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RLF). Innerhalb eines Jahres nach Öffnen der Feuchtigkeitsschutzverpackung verwenden.
Geöffnete Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤60% RLF. Für Bauteile, die länger als 168 Stunden exponiert waren, wird vor dem Löten ein Trocknen bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden empfohlen. Für die Langzeitlagerung einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre verwenden.

7.3 Lötrichtlinien

Reflow-Löten:
- Vorwärmen: 150-200°C.
- Vorwärmzeit: Max. 120 Sekunden.
- Spitzentemperatur: Max. 260°C.
- Zeit über Liquidus: Max. 10 Sekunden (max. zwei Reflow-Zyklen).
Handlöten (Lötkolben):
- Lötkolbentemperatur: Max. 300°C.
- Lötzeit pro Anschluss: Max. 3 Sekunden (nur einmal).
Die Einhaltung der JEDEC-Profilgrenzwerte und der Empfehlungen des Lotpastenherstellers ist für die Zuverlässigkeit entscheidend.

8. Designüberlegungen und technische Einblicke

8.1 Strombegrenzung

Der absolute maximale Dauer-Durchlassstrom beträgt 20 mA. In der Schaltungsauslegung muss stets ein Vorwiderstand in Reihe geschaltet werden, um eine Überschreitung dieses Wertes zu verhindern. Dieser wird basierend auf der Versorgungsspannung und der Durchlassspannung (VF) der LED berechnet. Die Verwendung des typischen VF-Wertes für die Berechnung bietet einen Ausgangspunkt, aber das Auslegen für den maximalen VF-Wert stellt sicher, dass die Stromgrenze niemals überschritten wird.

8.2 Thermomanagement

Bei einer Verlustleistungsgrenze von 80 mW sind thermische Überlegungen wichtig, insbesondere bei hochintegrierten Layouts oder hohen Umgebungstemperaturen. Die Entlastungskurve, die die Lichtstärke in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zeigt, weist auf einen signifikanten Abfall der Lichtleistung bei steigender Temperatur hin. Eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte zur Wärmeableitung und die Vermeidung der Platzierung in der Nähe anderer wärmeerzeugender Komponenten können dazu beitragen, Leistung und Lebensdauer zu erhalten.

8.3 Optisches Design

Der breite Abstrahlwinkel von 110 Grad macht diese LED für Anwendungen geeignet, die eine große Sichtbarkeit erfordern. Für fokussiertere Beleuchtung können externe Linsen oder Lichtleiter erforderlich sein. Die wasserklare Linse mit dem grünen InGaN-Chip bietet einen gesättigten Farbpunkt, der durch sein dominantes Wellenlängen-Bin definiert ist.

8.4 Binning für Konsistenz

Für Anwendungen, die eine einheitliche Farbe oder Helligkeit über mehrere LEDs hinweg erfordern (z. B. Hintergrundbeleuchtungs-Arrays), ist die Spezifikation enger Bins für die dominante Wellenlänge (WD) und die Lichtstärke (Iv) entscheidend. Das Vermischen von Bins aus unterschiedlichen Bereichen des Spektrums kann zu sichtbaren Farb- oder Helligkeitsunterschieden führen.

9. Vergleich und Auswahlkontext

Das 0201-Gehäuse repräsentiert einen der kleinsten standardisierten SMD-LED-Bestückungsbereiche und ermöglicht ultraminiaturisierte Designs. Im Vergleich zu größeren Gehäusen wie 0402 oder 0603 hat die 0201-LED aufgrund ihrer Größe typischerweise niedrigere maximale Strombelastbarkeiten und Lichtleistungen, bietet aber den kleinstmöglichen Platzbedarf und die geringste Höhe. Die für Grün verwendete InGaN-Technologie bietet eine höhere Effizienz und eine bessere Farbsättigung als ältere Technologien wie GaP (Galliumphosphid).

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf Parametern)

F: Kann ich diese LED mit 30 mA für höhere Helligkeit betreiben?
A: Nein. Der absolute maximale Dauer-Durchlassstrom beträgt 20 mA. Eine Überschreitung dieses Grenzwertes riskiert einen katastrophalen Ausfall und macht die Zuverlässigkeitsspezifikationen ungültig.

F: Der Durchlassspannungsbereich beträgt 2,8-3,8V. Wie wähle ich einen Widerstandswert?
A: Entwerfen Sie Ihre Strombegrenzungsschaltung unter Verwendung des maximalen VF-Wertes (3,8V) aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom unter ungünstigsten Bedingungen niemals 20 mA überschreitet, selbst wenn Sie LEDs aus den niedrigeren Spannungs-Bins erhalten.

F: Wie lange kann ich diese LEDs lagern, nachdem ich die Spule geöffnet habe?
A: Für optimale Lötresultate sollte der IR-Reflow innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach der Exposition unter normalen Werksbedingungen (<30°C/60% RLF) abgeschlossen sein. Bei längerer Exposition wird ein 48-stündiges Trocknen bei 60°C empfohlen, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

F: Ist diese LED für die Armaturenbrettbeleuchtung in Kraftfahrzeugen geeignet?
A: Der Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +85°C) deckt viele Anwendungen im Fahrzeuginnenraum ab. Für den Automotive-Einsatz ist jedoch typischerweise eine spezifische AEC-Q102-Qualifizierung erforderlich, die in diesem generischen Datenblatt nicht angegeben ist. Eine Konsultation mit dem Hersteller für Automotive-Produkte ist notwendig.

11. Technologieprinzipien und Trends

Prinzip:Diese LED basiert auf InGaN-Halbleitermaterial. Bei Anlegen einer Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie und damit die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts, in diesem Fall Grün.

Trends:Die Optoelektronikindustrie treibt weiterhin kleinere Gehäusegrößen (wie 0201 und 01005), höhere Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro Watt) und verbesserte Zuverlässigkeit voran. Es gibt auch einen Trend zu engerem Binning für Farbe und Intensität, um den Anforderungen hochauflösender Displays und konsistenter ästhetischer Beleuchtung gerecht zu werden. Darüber hinaus ist die Integration von Ansteuerelektronik und intelligenter Steuerung innerhalb des Gehäuses ein fortlaufender Entwicklungsbereich.