SMD LED 17-21 Reines Grün Datenblatt - Abmessungen 1,6x0,8x0,6mm - Spannung 1,55-2,35V - Leistung 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 17-21 SMD LED ist ein kompaktes, oberflächenmontierbares Bauteil, das für hochdichte elektronische Baugruppen konzipiert ist. Ihre Hauptfunktion ist die Emission von rein grünem Licht, was sie für eine Vielzahl von Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen geeignet macht. Der Kernvorteil dieser Komponente liegt in ihrem winzigen Bauraum, der eine erhebliche Verringerung der Leiterplattengröße und der Geräteabmessungen ermöglicht. Die leichte Bauweise erhöht zudem ihre Eignung für platzbeschränkte und tragbare Geräte. Das Produkt entspricht vollständig modernen Umweltstandards, ist bleifrei, RoHS-konform, REACH-konform und halogenfrei und gewährleistet so seinen Einsatz auf globalen Märkten mit strengen regulatorischen Anforderungen.

2. Technische Parameter im Detail

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für eine maximale Sperrspannung (VR) von 5V ausgelegt. Der Dauer-Durchlassstrom (IF) sollte 25mA nicht überschreiten, während ein Spitzen-Durchlassstrom (IFP) von 60mA unter Impulsbedingungen zulässig ist (Tastverhältnis 1/10 bei 1kHz). Die maximale Verlustleistung (Pd) beträgt 60mW. Der Betriebstemperaturbereich ist von -40°C bis +85°C spezifiziert, der Lagertemperaturbereich von -40°C bis +90°C. Die LED hält Reflow-Löten bei 260°C für bis zu 10 Sekunden oder Handlöten bei 350°C für bis zu 3 Sekunden stand.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C, IF=20mA) liegt die Lichtstärke (Iv) zwischen einem Minimum von 7,20 mcd und einem Maximum von 22,50 mcd. Das Bauteil verfügt über einen weiten Betrachtungswinkel (2θ1/2) von 140 Grad, der eine breite Ausleuchtung bietet. Die Spitzenwellenlänge (λp) beträgt 561 nm, mit einem Bereich der dominanten Wellenlänge (λd) zwischen 557,50 nm und 567,50 nm, was ihre reingrüne Farbe definiert. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt typischerweise 20 nm. Die Durchlassspannung (VF) liegt beim Teststrom zwischen 1,55V und 2,35V. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung von 5V, obwohl das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt wird für Schlüsselparameter in Bins kategorisiert, um Konsistenz im Anwendungsdesign zu gewährleisten.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird in vier Bincodes sortiert: K0 (7,20-11,50 mcd), L1 (11,50-14,50 mcd), L2 (14,50-18,00 mcd) und M1 (18,00-22,50 mcd). Es gilt eine Toleranz von ±11%.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge wird in fünf Bincodes sortiert: C10 (557,50-559,50 nm), C11 (559,50-561,50 nm), C12 (561,50-563,50 nm), C13 (563,50-565,50 nm) und C14 (565,50-567,50 nm). Es gilt eine Toleranz von ±1nm.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung wird in drei Bincodes sortiert: 0 (1,75-1,95 V), 1 (1,95-2,15 V) und 2 (2,15-2,35 V). Es gilt eine Toleranz von ±0,1V.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im Datenblatt referenziert werden, können typische Leistungstrends aus den Parametern abgeleitet werden. Die Durchlassspannung zeigt einen logarithmischen Zusammenhang mit dem Durchlassstrom. Die Lichtstärke ist innerhalb der spezifizierten Grenzen direkt proportional zum Durchlassstrom, nimmt jedoch mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Die dominante Wellenlänge kann eine leichte Verschiebung (typischerweise zu längeren Wellenlängen) erfahren, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Das Verständnis dieser Zusammenhänge ist entscheidend für den Entwurf stabiler und effizienter Treiberschaltungen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die 17-21 SMD LED hat ein kompaktes Gehäuse mit Abmessungen von etwa 1,6 mm Länge, 0,8 mm Breite und 0,6 mm Höhe (Toleranz ±0,1 mm). Das Gehäuse enthält eine klare Kathodenmarkierung zur korrekten Polartätserkennung während der Montage. Die detaillierte Maßzeichnung liefert genaue Maße für das Pad-Layout-Design, um ein einwandfreies Löten und thermisches Management zu gewährleisten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Eine deutliche Markierung auf dem Gehäuse kennzeichnet den Kathodenanschluss. Die korrekte Ausrichtung ist für die Funktionalität der Schaltung und zur Verhinderung von Schäden durch Sperrspannung unerlässlich.

6. Richtlinien für Löten und Montage

6.1 Reflow-Lötprofil

Für bleifreies Löten muss ein spezifisches Temperaturprofil eingehalten werden: Vorwärmen zwischen 150-200°C für 60-120 Sekunden, Zeit über 217°C für 60-150 Sekunden, Spitzentemperatur maximal 260°C für maximal 10 Sekunden, mit kontrollierten Aufheiz- und Abkühlraten (max. 6°C/Sek. Aufheizen über 255°C, max. 3°C/Sek. Abkühlen). Reflow-Löten sollte nicht öfter als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, muss die Lötspitzentemperatur unter 350°C liegen und pro Anschluss nicht länger als 3 Sekunden angewendet werden. 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 Handhabung

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen Beuteln mit Trockenmittel verpackt. Der Beutel darf erst geöffnet werden, wenn die Bauteile einsatzbereit sind. Nach dem Öffnen sollten unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) verwendet werden. Wird dieses Fenster überschritten oder ändert der Trockenmittelindikator seine Farbe, ist vor der Verwendung eine Trocknung bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich.

6.4 Vorsichtsmaßnahmen

Ein externer strombegrenzender Widerstand ist für den Betrieb zwingend erforderlich, da die exponentielle I-V-Kennlinie der LED sie hochsensibel für Spannungsschwankungen macht, was zu Überstrom und Ausfall führen kann. Vermeiden Sie mechanische Belastung der LED während des Erhitzens oder das Biegen der Leiterplatte nach dem Löten. Eine Reparatur nach dem Löten wird nicht empfohlen, ist sie jedoch unvermeidbar, sollte ein spezieller Doppelspitzen-Lötkolben verwendet werden, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und thermische Belastung zu minimieren.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LEDs werden auf 8 mm breiter Trägerbahn geliefert, auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen aufgewickelt. Jede Spule enthält 3000 Stück. Die Verpackung umfasst feuchtigkeitsgeschützte Aluminiumbeutel mit Trockenmittel und Etiketten. Das Etikett enthält wichtige Informationen: Kundenteilenummer (CPN), Artikelnummer (P/N), Packmenge (QTY), Lichtstärkeklasse (CAT), Farbort/dominante Wellenlängenklasse (HUE), Durchlassspannungsklasse (REF) und Losnummer (LOT No).

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für Hintergrundbeleuchtungsanwendungen in Automobilarmaturenbrettern und Schaltern. In der Telekommunikation dient sie als Statusanzeigen und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telefonen und Faxgeräten. Sie ist auch für flache Hintergrundbeleuchtung von LCDs, Schaltern und Symbolen sowie für allgemeine Indikatoranwendungen geeignet.

8.2 Designüberlegungen

Konstrukteure müssen einen geeigneten strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED einplanen. Der Widerstandswert sollte basierend auf der Versorgungsspannung, der Durchlassspannungs-Bin der LED (aus Sicherheitsgründen der Maximalwert) und dem gewünschten Betriebsstrom (≤20mA für Dauerbetrieb) berechnet werden. Berücksichtigen Sie das Lichtstärke-Bin bei der Auslegung für erforderliche Helligkeitsniveaus. Stellen Sie sicher, dass das Leiterplatten-Pad-Layout den Gehäuseabmessungen entspricht, um "Tombstoning" oder schlechte Lötstellen zu verhindern.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die primäre Unterscheidung der 17-21 LED ist ihre extrem kleine Bauform (1,6x0,8mm) im Vergleich zu traditionellen bedrahteten LEDs, was eine höhere Packungsdichte ermöglicht. Die Verwendung eines AIGaInP-Chipmaterials ermöglicht eine effiziente Reingrün-Emission. Der weite 140-Grad-Betrachtungswinkel bietet eine gleichmäßigere Ausleuchtung im Vergleich zu Bauteilen mit engerem Winkel. Ihre vollständige Konformität mit bleifreien, RoHS-, REACH- und halogenfreien Standards macht sie zu einer zukunftssicheren Wahl für die globale Elektronikfertigung.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Zweck der Binning-Codes?

A: Binning gewährleistet elektrische und optische Konsistenz innerhalb einer Charge. Konstrukteure können spezifische Bins (z.B. für Helligkeit oder Spannung) auswählen, um eine einheitliche Leistung in ihren Endprodukten zu erreichen, insbesondere wenn mehrere LEDs in einer Anordnung verwendet werden.

F: Warum ist ein strombegrenzender Widerstand zwingend erforderlich?

A: LEDs sind Dioden mit einer nichtlinearen I-V-Kennlinie. Eine kleine Erhöhung der Spannung über die Durchlassspannung hinaus kann einen großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Stroms verursachen. Ein Reihenwiderstand bietet eine lineare, vorhersagbare Methode, um den Betriebsstrom einzustellen.

F: Kann ich diese LED für automobilen Außenleuchten verwenden?

A: Nein. Das Datenblatt enthält eine Anwendungseinschränkung, die besagt, dass dieses Produkt nicht für Hochzuverlässigkeitsanwendungen wie Automobilsicherheitssysteme, Militär-/Luftfahrt oder medizinische Geräte vorgesehen ist, ohne vorherige Konsultation und Qualifizierung.

F: Wie oft kann ich diese Komponente reflow-löten?

A: Das maximal empfohlene Limit sind zwei Reflow-Zyklen. Jeder Zyklus setzt die Komponente thermischer Belastung aus, was mit der Zeit interne Materialien und die Integrität der Lötstelle beeinträchtigen kann.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Betrachten Sie den Entwurf einer Statusanzeigetafel mit niedrigem Stromverbrauch für ein Konsumgerät. Durch Verwendung der 17-21 LED in Bin M1 (höchste Helligkeit) und Bin C12 (spezifischer Grünton) kann ein Konstrukteur eine einheitliche, helle Anzeige schaffen. Durch Berechnung des Reihenwiderstands für eine 3,3V-Versorgung (R = (3,3V - 2,35V) / 0,02A ≈ 47,5Ω, verwende 47Ω) wird ein stabiler Betrieb bei ~20mA sichergestellt. Die LEDs würden auf Trägerbahn und Spule für die automatisierte Bestückungsmontage platziert, unter Einhaltung des spezifizierten Reflow-Profils. Die finale Tafel profitiert von der geringen Größe der LED, die ein schlankes Design ermöglicht, und ihrem weiten Betrachtungswinkel stellt sicher, dass die Anzeige aus verschiedenen Positionen sichtbar ist.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Das Chipmaterial ist Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AIGaInP). Wird eine Durchlassspannung angelegt, die die Diffusionsspannung des Übergangs übersteigt, injizieren Elektronen und Löcher den Übergang. Ihre Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Bandlückenenergie der AIGaInP-Legierung bestimmt die Wellenlänge des emittierten Lichts, in diesem Fall reines Grün (~561 nm). Der klare Harz-Verguss schützt den Chip und wirkt als Linse, formt den Lichtaustritt und erreicht den spezifizierten 140-Grad-Betrachtungswinkel.

13. Technologietrends und Entwicklungen

Der Trend bei SMD LEDs wie der 17-21 geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), kleinerer Gehäusegrößen für erhöhte Dichte und verbesserter Farbkonstanz und -stabilität über Temperatur und Lebensdauer. Es gibt auch einen starken Drang zur breiteren Einführung umweltfreundlicher Materialien und Fertigungsprozesse, wie die Konformität dieses Produkts mit mehreren grünen Standards zeigt. Die Integration mit intelligenten Treibern und Steuerungen für Smart-Lighting-Anwendungen ist ein weiteres wachsendes Feld, obwohl auf Komponentenebene der Fokus darauf bleibt, zuverlässige, leistungsstarke Lichtquellen für zunehmend miniaturisierte und leistungssensitive elektronische Geräte bereitzustellen.