SMD LED 91-21SUGC/S400-A4/TR7 Datenblatt - 2,0x1,25x1,1mm - 3,5V - 25mA - Brillantgrün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 91-21SUGC/S400-A4/TR7 ist eine oberflächenmontierbare (SMD) LED, die für kompakte, hochdichte elektronische Baugruppen konzipiert ist. Sie zeichnet sich durch eine brillant grüne Lichtabgabe aus, die auf InGaN-Chip-Technologie basiert und in klarem Harz eingekapselt ist. Ihr winziger Bauraum ermöglicht eine erhebliche Verringerung der Leiterplattengröße und der Geräteabmessungen, was sie ideal für platzbeschränkte Anwendungen macht.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

• Miniaturisierung:Das Gehäuse ist deutlich kleiner als herkömmliche bedrahtete Bauteile, erleichtert kleinere Leiterplattenlayouts, höhere Bauteildichte und reduziert Lageranforderungen.
• Automatisierungskompatibilität:Geliefert auf 12-mm-Tape auf 7-Zoll-Spulen, ist sie voll kompatibel mit automatischen Bestückungsanlagen, was hohe Platziergenauigkeit und Fertigungseffizienz gewährleistet.
• Umweltkonformität:Das Produkt ist bleifrei und entspricht den RoHS-, EU REACH- und halogenfreien Standards (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Leichtbauweise:Ihr minimales Gewicht ist vorteilhaft für tragbare und miniaturisierte elektronische Geräte.
• Standardisiertes Gehäuse:Entspricht dem EIA-Standardgehäuse für breite Industriekompatibilität.

2. Technische Spezifikationen und detaillierte Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert.

• Sperrspannung (V_R):5V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Sperrschichtdurchbruch führen.
• Durchlassstrom (I_F):25mA DC. Der Dauerbetriebsstrom sollte diesen Wert nicht überschreiten.
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):100mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Frequenz von 1kHz. Geeignet für Pulsbetrieb, nicht für DC.
• Verlustleistung (P_d):95mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse abführen kann, berechnet als V_F* I_F.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-40°C bis +85°C (Betrieb), -40°C bis +90°C (Lagerung). Gewährleistet Zuverlässigkeit über einen weiten Umgebungsbereich.
• Elektrostatische Entladung (ESD):150V (Human Body Model). Erfordert Standard-ESD-Handhabungsvorkehrungen während der Montage.
• Löttemperatur:Hält Reflow-Lötung bei 260°C für 10 Sekunden oder Handlötung bei 350°C für 3 Sekunden pro Anschluss stand.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften @ T_a=25°C

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter Standardtestbedingungen (I_F=20mA).

• Leuchtstärke (I_v):2000-2300 mcd (Typisch). Diese hohe Helligkeit eignet sich für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):25° (Typisch). Ein relativ enger Abstrahlwinkel, der eine gerichtete Lichtabgabe bietet.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):518 nm (Typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):525 nm (Typisch). Die wahrgenommene Farbe des Lichts.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):35 nm (Typisch). Der Bereich der emittierten Wellenlängen, zentriert um das Maximum.
• Durchlassspannung (V_F):3,5V (Typisch), 4,3V (Max) @ 20mA. Ein Konstantstromtreiber oder ein Vorwiderstand ist zwingend erforderlich, um den Strom zu begrenzen, da V_Feinen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist.
• Sperrstrom (I_R):50 µA (Max) @ V_R=5V. Das Bauteil ist nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt; dieser Parameter dient nur Testzwecken.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt weist auf die Verwendung eines Binning-Systems für Schlüsselparameter hin, wie in der Etikettenerklärung (CAT, HUE, REF) referenziert. Dieses System gewährleistet Farb- und Helligkeitskonsistenz innerhalb eines definierten Bereichs.

• Leuchtstärke-Klasse (CAT):Sortiert die LED basierend auf ihrer gemessenen Lichtausbeute (z.B. 2000-2300 mcd ist wahrscheinlich eine Klasse).
• Dominante Wellenlänge-Klasse (HUE):Sortiert die LED basierend auf ihrer dominanten Wellenlänge (z.B. um 525nm), um den präzisen Grünton zu steuern.
• Durchlassspannung-Klasse (REF):Sortiert die LED basierend auf ihrem Durchlassspannungsabfall bei einem spezifizierten Strom, was die Schaltungsauslegung für einen konstanten Stromtreiber erleichtert.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf "Typische elektro-optische Kennlinien". Obwohl im bereitgestellten Text nicht dargestellt, umfassen solche Kurven typischerweise:

• Relative Leuchtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, typischerweise in einem nahezu linearen Verhältnis vor der Sättigung.
• Relative Leuchtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Derating der Lichtleistung bei steigender Sperrschichttemperatur.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Die Dioden-IV-Kennlinie.
• Durchlassspannung vs. Umgebungstemperatur:Zeigt den negativen Temperaturkoeffizienten von V_F.
• Spektrale Verteilung:Ein Diagramm, das die Intensität über der Wellenlänge aufträgt und das Maximum bei ~518nm sowie eine Bandbreite von ~35nm zeigt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das 91-21-Gehäuse hat die Nennabmessungen 2,0mm (L) x 1,25mm (B) x 1,1mm (H). Toleranzen betragen ±0,1mm, sofern nicht anders angegeben. Die Zeichnung zeigt die Kathodenkennzeichnung, die Linsenform und die Anschlusslagen im Detail.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Gehäuse enthält eine visuelle Markierung (typischerweise eine Kerbe oder ein grüner Punkt auf der Kathodenseite), um den Kathodenanschluss zu identifizieren, was für die korrekte Leiterplattenausrichtung entscheidend ist.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil (bleifrei)

• Vorwärmen:150-200°C für 60-120 Sekunden. Maximale Aufheizrate: 3°C/Sek.
• Zeit oberhalb Liquidus (217°C):60-150 Sekunden.
• Spitzentemperatur:260°C maximal, maximal 10 Sekunden gehalten.
• Zeit oberhalb 255°C:Maximal 30 Sekunden.
• Abkühlrate:Maximal 6°C/Sek.
• Reflow-Zyklen:Maximal zwei Mal.

6.2 Handlötung

Falls erforderlich, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur <350°C, einer Leistung <25W und begrenzen Sie die Kontaktzeit auf 3 Sekunden pro Anschluss. Lassen Sie zwischen dem Löten jedes Anschlusses ein Intervall von 2 Sekunden.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Diese Komponente ist feuchtigkeitsempfindlich (MSL).

• Vor dem Öffnen:Lagern bei ≤30°C / ≤90% r.F.
• Nach dem Öffnen (Floor Life):72 Stunden bei ≤30°C / ≤60% r.F.
• Nachtrocknen:Wenn sich der Trockenmittelindikator ändert oder die Floor Life überschritten wird, trocknen Sie die Bauteile vor der Verwendung bei 60±5°C für 24 Stunden nach.

6.4 Kritische Vorsichtsmaßnahmen

• Strombegrenzung:Ein externer Vorwiderstand istzwingend erforderlich, um thermisches Durchgehen und Durchbrennen aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten von V_F.
• zu verhindern.Vermeidung von mechanischer Belastung:
• Vermeiden Sie mechanische Belastung der LED während des Lötens und verziehen Sie die Leiterplatte nach der Montage nicht.Reparatur:

Nicht empfohlen. Falls unvermeidbar, verwenden Sie einen Zweispitzen-Lötkolben, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und thermischen Schock zu vermeiden. Überprüfen Sie die Leistung nach der Reparatur.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

• 7.1 VerpackungsspezifikationenTrägerband:
• 12mm Breite, 7-Zoll-Durchmesser-Spule.Menge pro Spule:
• 1000 Stück.Feuchtigkeitsbeständige Beutel:

Verpackt mit Trockenmittel in einem versiegelten Aluminium-Feuchtigkeitsschutzbeutel.

7.2 Etikettenerklärung

Das Spulenetikett enthält folgende Informationen: Kundenteilenummer (CPN), Artikelnummer (P/N), Losnummer (LOT No.), Packmenge (QTY) und die Binning-Codes für Leuchtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF).

8. Anwendungsvorschläge

• 8.1 Typische Anwendungsszenarien
• Statusanzeigen in Unterhaltungselektronik (Audio-/Video-Geräte, batteriebetriebene Geräte).
• Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels, Folientastaturen und Instrumentensymbole.
• Anzeige- und Hintergrundbeleuchtung in Büroautomationsgeräten (Drucker, Scanner).
• Armaturenbrett- und Bedienfeld-Schalterbeleuchtung in Automobilinnenräumen.

Anzeigelampen in Telekommunikationsgeräten (Telefone, Faxgeräte).

• 8.2 DesignüberlegungenTreiber-Schaltung:_{Verwenden Sie stets eine Konstantstromquelle oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (V}Versorgung_F- V_F.
• ) / IThermisches Management:
• Obwohl es sich um eine Niedrigleistungs-LED handelt, sorgen Sie bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder maximalem Strom für ausreichende Leiterplatten-Kupferfläche oder thermische Durchkontaktierungen, um die Sperrschichttemperatur innerhalb der Grenzwerte zu halten.ESD-Schutz:
• Implementieren Sie ESD-Schutz auf den Eingangsleitungen, wenn die LED Benutzerschnittstellen ausgesetzt ist.Optisches Design:

Der 25°-Abstrahlwinkel bietet einen fokussierten Strahl. Ziehen Sie Lichtleiter oder Diffusoren in Betracht, wenn eine breitere Ausleuchtung benötigt wird.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

• Im Vergleich zu älteren bedrahteten LEDs oder größeren SMD-Gehäusen bietet die 91-21:Größen-Vorteil:
• Eines der kleinsten standardisierten SMD-LED-Gehäuse, das Ultra-Miniaturisierung ermöglicht.Helligkeitseffizienz:
• Hohe Leuchtstärke für ihre Größe und Leistungsaufnahme, dank InGaN-Technologie.Automatisierungstauglichkeit:
• Tape-and-Reel-Verpackung, optimiert für Hochgeschwindigkeitsbestückung, reduziert die Fertigungskosten im Vergleich zur manuellen Bestückung.Compliance-Vorsprung:

Volle Konformität mit modernen Umweltvorschriften (RoHS, REACH, halogenfrei) ist eine Standardanforderung, bleibt aber ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal gegenüber nicht konformen Altteilen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F1: Warum ist ein Vorwiderstand absolut notwendig?_FA1: Die Durchlassspannung (V_F) sinkt, wenn die Sperrschichttemperatur der LED steigt. Ohne ein strombegrenzendes Element kann eine kleine Erhöhung der Versorgungsspannung oder eine Verringerung von V

zu einem großen, unkontrollierten Anstieg des Stroms führen, was zu schneller Überhitzung und Ausfall führt.

F2: Kann ich diese LED direkt mit einer 5V-Versorgung betreiben?_FA2: Nein. Bei einer typischen V_Fvon 3,5V würde der direkte Anschluss an 5V versuchen, einen sehr hohen Strom zu leiten und sie sofort zerstören. Ein Vorwiderstand ist erforderlich. Zum Beispiel, für I

=20mA: R = (5V - 3,5V) / 0,02A = 75Ω (verwenden Sie den nächstgelegenen Normwert, z.B. 75Ω oder 82Ω).

F3: Was bedeutet die "Floor Life" von 72 Stunden?

A3: Nach dem Öffnen des Feuchtigkeitsschutzbeutels können die Bauteile bis zu 72 Stunden den Umgebungsbedingungen in der Fabrik (≤30°C/60% r.F.) ausgesetzt werden, bevor sie gelötet werden müssen. Eine Überschreitung dieser Zeit birgt das Risiko von "Popcorn"-Rissen während des Reflow-Lötens aufgrund von verdampfender, aufgenommener Feuchtigkeit. Unbenutzte Teile müssen nachgetrocknet (rebaked) werden.

F4: Wie identifiziere ich die korrekte Polarität?

A4: Siehe Gehäusezeichnung. Die Kathode ist typischerweise durch einen grünen Punkt auf der Oberseite oder eine Kerbe/Fase auf einer Seite des Gehäuses markiert. Die Leiterplatten-Layout-Beschriftung sollte diese Markierung widerspiegeln.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Niedrigbatterie-Anzeige für ein tragbares Gerät.

Die LED muss hell, klein und stromsparend sein. Die 91-21SUGC ist eine ausgezeichnete Wahl.Umsetzung:_OHVerwenden Sie einen Mikrocontroller-GPIO-Pin, um die LED anzusteuern. Der Pin kann bis zu 20mA senken/quellen. Schließen Sie die LED-Anode über einen strombegrenzenden Widerstand an den GPIO-Pin an. Schließen Sie die Kathode an Masse an. Berechnen Sie den Widerstandswert basierend auf der V_F.

des MCU (z.B. 3,3V). R = (3,3V - 3,5V) / 0,02A = -10Ω. Dieser negative Wert zeigt an, dass 3,3V nicht ausreichen, um die LED mit 20mA in Durchlassrichtung zu betreiben. Lösung: Entweder die LED mit einem niedrigeren Strom betreiben (z.B. 10mA: R = (3,3V-3,5V)/0,01A, immer noch problematisch) oder den GPIO verwenden, um einen Transistorschalter zu steuern, der mit einer geeigneten Reihenschaltung aus Vorwiderstand an eine höhere Spannungsschiene (z.B. die Batteriespannung) angeschlossen ist. Dieser Fall unterstreicht die Bedeutung der Anpassung der Treiberspannung an die LED-V

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED basiert auf einem Indium-Gallium-Nitrid (InGaN)-Halbleiterchip. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die das Dioden-Sperrschichtpotenzial übersteigt, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren. In diesem Materialsystem wird die bei der Rekombination freigesetzte Energie als Photonen (Licht) emittiert. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall brillant grün (~525 nm). Das klare Epoxidharz dient als schützendes Vergussmaterial und als Primärlinse, die den Lichtausgangsstrahl formt.

13. TechnologietrendsDie Entwicklung von SMD-LEDs wie dem 91-21-Gehäuse folgt mehreren wichtigen Branchentrends:Miniaturisierungtreibt die Gehäusegrößen weiter nach unten, während die optische Leistung beibehalten oder verbessert wird.Erhöhte Effizienzdurch Fortschritte in der epitaktischen Schichtabscheidung und Chip-Design führt zu höheren Lumen pro Watt.Verbesserte Zuverlässigkeitwird mit verbesserten Verpackungsmaterialien und thermischen Management-Designs erreicht.Breitere Farbgamutsin Display-Hintergrundbeleuchtungen treiben die Nachfrage nach LEDs mit schmaleren spektralen Bandbreiten und präziserer Wellenlängensteuerung an.Integration