SMD LED Orange 609nm Datenblatt - 3,2x1,6x1,4mm - Durchlassspannung 1,7-2,5V - Leistung 75mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer hochhellen, oberflächenmontierbaren orangen LED. Für automatisierte Bestückungsprozesse konzipiert, eignet sich dieses Bauteil für eine Vielzahl von platzbeschränkten elektronischen Anwendungen, die eine zuverlässige Statusanzeige oder Hintergrundbeleuchtung erfordern.

1.1 Kernvorteile

• Konform mit RoHS-Umweltstandards.
• Verpackt auf 8-mm-Trägerband in 7-Zoll-Reels für effiziente automatisierte Pick-and-Place-Bestückung.
• Standardisierte EIA-Gehäusegrundfläche gewährleistet Designkompatibilität.
• Logikpegel-kompatible Ansteuerungsanforderungen.
• Ausgelegt für Standard-Infrarot (IR)-Reflow-Lötprofile.
• Vorkonditioniert auf JEDEC Feuchtesensitivitätsstufe 3 für Zuverlässigkeit.

1.2 Zielmärkte

Diese LED ist für die Integration in Telekommunikationsgeräte, Büroautomatisierungsgeräte, Haushaltsgeräte und industrielle Steuerungssysteme entwickelt. Ihre Hauptfunktionen umfassen Statusanzeige, symbolische Beleuchtung und Frontplatten-Hintergrundbeleuchtung.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Betriebsbedingungen dürfen diese Grenzwerte nicht überschreiten, um dauerhafte Bauteilschäden zu vermeiden.

• Verlustleistung (Pd):maximal 75 mW.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(PEAK)):80 mA (gepulst bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite).
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):maximal 30 mA DC.
• Betriebs- & Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.

2.2 Thermische Eigenschaften

Kritisch für das Wärmemanagement-Design, um Langlebigkeit und stabile Leistung zu gewährleisten.

• Maximale Sperrschichttemperatur (T_j):115°C.
• Thermischer Widerstand, Sperrschicht-Umgebung (R_θJA):140 °C/W (typisch). Dieser Wert gibt den Temperaturanstieg pro Watt abgegebener Leistung an.

2.3 Elektrische & Optische Eigenschaften

Typische Leistungsparameter gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 20mA.

• Lichtstärke (I_V):140 - 450 Millicandela (mcd). Der tatsächliche Wert wird durch die Binning-Klasse bestimmt.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dieser breite Winkel sorgt für eine großflächige, gleichmäßige Ausleuchtung.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):609 nm (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λ_d):598 - 610 nm. Definiert die wahrgenommene Lichtfarbe.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm (typisch). Ein Maß für die Farbreinheit.
• Durchlassspannung (V_F):1,7 - 2,5 Volt. Muss bei der Auslegung von Strombegrenzungsschaltungen berücksichtigt werden.
• Sperrstrom (I_R):maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Hinweis: Dieses Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

3. Erklärung des Binning-Systems

Bauteile werden nach Leistungsklassen sortiert, um Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke (I_V)-Klasse

Binning bei I_F= 20mA. Toleranz innerhalb jeder Klasse beträgt ±11%.

• R2:140,0 - 180,0 mcd
• S1:180,0 - 224,0 mcd
• S2:224,0 - 280,0 mcd
• T1:280,0 - 355,0 mcd
• T2:355,0 - 450,0 mcd

3.2 Dominante Wellenlänge (WD)-Klasse

Binning bei I_F= 20mA. Toleranz innerhalb jeder Klasse beträgt ±1 nm.

• P:598 - 601 nm
• Q:601 - 604 nm
• R:604 - 607 nm
• S:607 - 610 nm

4. Analyse der Kennlinien

Grafische Daten geben tiefere Einblicke in das Bauteilverhalten unter verschiedenen Bedingungen. Die typischen Kennlinien im Datenblatt veranschaulichen die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke, Durchlassspannung zu Durchlassstrom sowie die spektrale Leistungsverteilung. Die Analyse dieser Kurven ist entscheidend, um die Leistung in realen Anwendungen vorherzusagen, in denen Temperatur und Treiberstrom schwanken können.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil entspricht einem Standard-Oberflächenmontagegehäuse mit Abmessungen von ca. 3,2mm x 1,6mm x 1,4mm. Alle Maßtoleranzen betragen ±0,2mm, sofern nicht anders angegeben. Die Linse ist klar, und die Lichtquellenfarbe ist Orange unter Verwendung von AlInGaP-Technologie.

5.2 Empfohlenes Lötflächenlayout

A suggested pad layout for infrared or vapor phase reflow soldering is provided to ensure proper solder joint formation, mechanical stability, and optimal heat dissipation during assembly.

5.3 Tape-and-Reel-Verpackung

Die LEDs werden auf industrieüblichem geprägtem Trägerband (8 mm Breite) geliefert, das auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser große Reels aufgewickelt ist. Die Standardmenge pro Reel beträgt 5000 Stück. Die Verpackung folgt den ANSI/EIA-481-Spezifikationen, wobei ein Deckband die Bauteiltaschen verschließt.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Für bleifreie (Pb-free) Prozesse wird ein J-STD-020B-konformes Profil empfohlen. Zu den Schlüsselparametern gehören eine Vorwärmzone (150-200°C für max. 120 Sekunden) und eine maximale Bauteiltemperatur von nicht mehr als 260°C für maximal 10 Sekunden. Das Profil sollte für die spezifische Leiterplattenbestückung charakterisiert werden.

6.2 Handlötung

Falls manuelles Löten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur von maximal 300°C. Die Kontaktzeit sollte auf maximal 3 Sekunden begrenzt werden und sollte pro Pad nur einmal durchgeführt werden, um thermische Schäden am LED-Gehäuse zu vermeiden.

6.3 Reinigung

Falls eine Reinigung nach der Bestückung erforderlich ist, verwenden Sie nur spezifizierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur. Die Tauchzeit sollte weniger als eine Minute betragen. Vermeiden Sie die Verwendung nicht spezifizierter chemischer Reiniger, da diese das LED-Gehäusematerial beschädigen können.

7. Lagerung & Handhabungshinweise

7.1 Lagerbedingungen

• Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Innerhalb eines Jahres nach Öffnen der Feuchtigkeitsschutzbeutel verwenden.
• Geöffnete Verpackung / Exponierte Bauteile:Lagern bei ≤30°C und ≤60% RH. Die Bauteile sollten innerhalb von 168 Stunden (1 Woche) nach Exposition gegenüber Umgebungsluft der IR-Reflow-Lötung unterzogen werden, um feuchtigkeitsbedingte Schäden ("Popcorning") während des Reflow zu verhindern.
• Langzeitlagerung (Geöffnet):In einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre lagern.
• Nachtrocknen:LEDs, die länger als 168 Stunden exponiert waren, müssen vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden getrocknet werden.

7.2 Anwendungshinweise

Diese LED ist für allgemeine elektronische Geräte vorgesehen. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern oder bei denen ein Ausfall Sicherheitsrisiken bergen könnte (z.B. Luftfahrt, Medizin, Transport), sind vor der Verwendung spezifische Qualifikationen und Konsultationen erforderlich.

8. Ansteuerung & Designüberlegungen

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Lichtstärke und langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten, müssen sie von einer Konstantstromquelle oder über einen in Reihe geschalteten strombegrenzenden Widerstand mit einer Spannungsquelle angesteuert werden. Das Design muss den Durchlassspannungsbereich (V_F) (1,7V bis 2,5V) und den maximalen Dauerstrom von 30mA berücksichtigen. Das Überschreiten der absoluten Maximalwerte für Strom, Leistung oder Temperatur verschlechtert die Leistung und verkürzt die Lebensdauer. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement auf der Leiterplatte, unter Berücksichtigung des R_θJAvon 140°C/W, ist entscheidend bei Betrieb in hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem Maximalstrom.

9. Typische Anwendungsszenarien

Diese orange SMD-LED ist ideal geeignet für:

• Statusanzeigen:Einschalten, Standby, Laden oder Fehleranzeigen in Unterhaltungselektronik, Netzwerkhardware und Industriebedienfeldern.
• Hintergrundbeleuchtung:Beleuchtung von Symbolen, Piktogrammen oder kleinem Text auf Frontplatten und Steueroberflächen.
• Dekorative Beleuchtung:Dezente Akzent- oder Stimmungsbeleuchtung in Geräten, bei denen ein warmes orangefarbenes Leuchten gewünscht ist.
• Signalleuchten:Nicht-kritische visuelle Signalisierung, bei der hohe Helligkeit und ein weiter Abstrahlwinkel vorteilhaft sind.

10. Technischer Vergleich & Differenzierung

Wichtige Unterscheidungsmerkmale dieser LED sind die Verwendung von AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitermaterial, das für orange/rote Farben im Vergleich zu älteren Technologien hohe Effizienz und gute Farbstabilität bietet. Der 120-Grad-Abstrahlwinkel bietet ein sehr breites Abstrahlmuster, was sie für Anwendungen, die eine breite Sichtbarkeit erfordern, gegenüber LEDs mit engerem Winkel überlegen macht. Ihre Kompatibilität mit Standard-IR-Reflow-Prozessen und die JEDEC MSL3-Einstufung machen sie zu einer robusten Wahl für moderne, hochvolumige SMT-Bestückungslinien.

11. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Welchen Widerstandswert sollte ich bei einer 5V-Versorgung verwenden?

A: Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes (R = (V_Versorgung- V_F) / I_F) und unter Annahme einer typischen V_Fvon 2,1V und einem gewünschten I_Fvon 20mA: R = (5 - 2,1) / 0,02 = 145 Ohm. Verwenden Sie den nächstgelegenen Normwert (z.B. 150 Ohm) und überprüfen Sie die Belastbarkeit.

F: Kann ich diese LED mit einem PWM-Signal zur Helligkeitssteuerung ansteuern?

A: Ja, Pulsweitenmodulation (PWM) ist eine effektive Methode zum Dimmen von LEDs. Stellen Sie sicher, dass der Spitzenstrom in jedem Puls den absoluten Maximalwert von 80mA (für sehr kurze Pulse) nicht überschreitet und der zeitliche Mittelwert des Stroms 30mA DC nicht übersteigt.

F: Warum ist die Lagerfeuchtebedingung so wichtig?

A: SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während der hohen Hitze des Reflow-Lötens kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und innere Delamination oder Risse ("Popcorning") verursachen. Die Einhaltung der spezifizierten Lager- und Trocknungsverfahren verhindert diesen Fehlermodus.

12. Design-in Fallstudie

Szenario:Entwurf einer Statusanzeige für ein tragbares batteriebetriebenes Gerät.

Überlegungen:Geringer Stromverbrauch ist entscheidend. Die Auswahl einer LED aus der niedrigeren Lichtstärkeklasse (z.B. R2: 140-180 mcd) kann ausreichend sein, sodass sie mit einem Strom unter 20mA (z.B. 10mA) betrieben werden kann, um Strom zu sparen und dennoch ausreichende Sichtbarkeit zu bieten. Der breite 120-Grad-Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Anzeige aus verschiedenen Winkeln sichtbar ist, ohne mehrere LEDs zu benötigen. Das Design muss einen geeigneten strombegrenzenden Widerstand enthalten, der auf Basis des Spannungsbereichs der Batterie (der sich von voll geladen bis entladen ändern kann) und des V_F-Bereichs der LED berechnet wird, um gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten und Überstrom zu vermeiden.

13. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen mit Löchern im aktiven Bereich (in diesem Fall aus AlInGaP) und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. Die klare Epoxidharzlinse verkapselt den Halbleiterchip, bietet mechanischen Schutz und formt den Lichtausgangsstrahl.

14. Technologietrends

Der allgemeine Trend in der SMD-LED-Technologie geht weiterhin in Richtung höherer Lichtausbeute (mehr Lichtausbeute pro Watt elektrischer Eingangsleistung), verbesserter Farbwiedergabe und reduzierter Gehäusegrößen, die höhere Packungsdichten ermöglichen. Ein starker Fokus liegt auch auf der Verbesserung der Zuverlässigkeit und thermischen Leistung, um anspruchsvollere Anwendungen zu unterstützen. Darüber hinaus wird die Integration mit intelligenten Treibern und Steuerungssystemen für dynamische Lichteffekte immer häufiger. Das hier beschriebene Bauteil stellt eine ausgereifte, zuverlässige Lösung innerhalb des größeren Ökosystems von Anzeige- und Signalleuchtdioden dar.