SMD Reflektor-LED 67-23/R6GHBHC-B05/2T Datenblatt - Gehäuse 6,0x3,2x1,9mm - Spannung 2,0-3,95V - Farben Rot/Grün/Blau - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 67-23/R6GHBHC-B05/2T ist eine oberflächenmontierbare (SMD) LED in einem P-LCC-4-Gehäuse mit integriertem Reflektor. Diese Komponente ist als mehrfarbiger optischer Indikator konzipiert, erhältlich in den emittierten Farben Brillantrot (R6), Brillantgrün (GH) und Blau (BH). Das Gehäuse besteht aus weißem Harzkörper mit farblos klarem Fenster, was die Lichtausbeute erhöht und ein sauberes Erscheinungsbild bietet. Es handelt sich um ein bleifreies Produkt, das den RoHS-Richtlinien entspricht und somit für moderne Elektronikbaugruppen unter Berücksichtigung von Umweltvorschriften geeignet ist.

Die Kernvorteile dieser LED sind ihr kompaktes P-LCC-4-Format, ideal für hochintegrierte Leiterplattenlayouts, und ihr integrierter Reflektor, der die Lichtstärke und die Kontrolle des Abstrahlwinkels verbessert. Die primären Zielmärkte sind Telekommunikationsgeräte für Statusanzeigen und Hintergrundbeleuchtung, Unterhaltungselektronik für Schalter- und Symbolbeleuchtung, LCD-Flachbildschirm-Hintergrundbeleuchtung sowie allgemeine Indikatoranwendungen, die zuverlässige, helle und farbreine Lichtquellen erfordern.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Für alle drei Farbvarianten (R6, GH, BH) beträgt der maximale Dauer-Durchlassstrom (I_F) 25 mA, mit einem zulässigen Spitzen-Durchlassstrom (I_FP) von 100 mA für gepulsten Betrieb. Die maximale Sperrspannung (V_R) beträgt 5 V. Die Verlustleistungsgrenzwerte (P_d) liegen bei 120 mW für den roten Chip und 110 mW für die grünen und blauen Chips, was für das thermische Managementdesign entscheidend ist. Das Bauteil kann in einem Temperaturbereich von -40°C bis +85°C betrieben und von -40°C bis +90°C gelagert werden. Löttemperaturgrenzen sind für Reflow-Löten (max. 260°C für 10 Sekunden) und Handlöten (max. 350°C für 3 Sekunden) spezifiziert.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Die elektro-optischen Parameter werden unter Standardtestbedingungen von 25°C Umgebungstemperatur und einem Durchlassstrom von 20 mA gemessen. Die Lichtstärke variiert je nach Chip und Bin: Rot (R6) reicht von 112 bis 285 mcd, Grün (GH) von 180 bis 715 mcd und Blau (BH) von 72 bis 285 mcd. Alle Chips teilen sich einen typischen Abstrahlwinkel (2θ_1/2) von 120 Grad. Die Peak-Wellenlängen (λ_p) liegen bei etwa 632 nm (rot), 518 nm (grün) und 468 nm (blau). Die entsprechenden dominierenden Wellenlängen (λ_d) haben für jede Farbe spezifizierte Bereiche. Die Durchlassspannung (V_F) beträgt typischerweise 2,0V (max. 2,4V) für rot und 3,4V (max. 3,95V) für grüne und blaue Chips. Der Sperrstrom (I_R) bei V_R=5V beträgt max. 10 µA für rot und max. 50 µA für grün/blau.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt nutzt ein Binning-System, um Einheiten basierend auf wichtigen optischen und elektrischen Parametern zu kategorisieren und so eine konsistente Anwendungsleistung sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Lichtstärke wird für jeden Chip-Typ in spezifische Bins sortiert, definiert bei I_F=20mA. Für den roten (R6) Chip: Bin R (112-180 mcd) und Bin S (180-285 mcd). Für den grünen (GH) Chip: Bin S (180-285 mcd), Bin T (285-450 mcd) und Bin U (450-715 mcd). Für den blauen (BH) Chip: Bin Q (72-112 mcd), Bin R (112-180 mcd) und Bin S (180-285 mcd). Für die Lichtstärke gilt eine Toleranz von ±11%.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge wird ebenfalls gebinnt, um die Farbreinheit zu kontrollieren. Für den roten (R6) Chip: Bin FF1 (621-626 nm) und Bin FF2 (626-631 nm). Für den grünen (GH) Chip: Bin X (520-525 nm) und Bin Y (525-530 nm). Für den blauen (BH) Chip: Bin X (465-470 nm) und Bin Y (470-475 nm). Für die dominante Wellenlänge ist eine Toleranz von ±1 nm spezifiziert. Die Durchlassspannung hat eine Toleranz von ±0,1V.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische elektro-optische Kennlinien für jeden Chip-Typ (R6, GH, BH). Obwohl die spezifischen grafischen Daten im Text nicht bereitgestellt werden, illustrieren diese Kurven typischerweise den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke, Durchlassspannung gegenüber Durchlassstrom sowie den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Lichtstärke. Die Analyse solcher Kurven ist für Entwickler essenziell, um das Verhalten der LED unter nicht-standardisierten Betriebsbedingungen zu verstehen, z.B. bei Ansteuerung mit verschiedenen Strömen oder in variierenden thermischen Umgebungen. Die Kurven helfen bei der Auswahl geeigneter strombegrenzender Widerstände und der Vorhersage von Helligkeit und Farbverschiebung über den Betriebstemperaturbereich des Produkts.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem P-LCC-4-Gehäuse untergebracht. Die Gesamtgehäuseabmessungen betragen 6,0 mm in der Länge, 3,2 mm in der Breite und 1,9 mm in der Höhe (typische Werte, Einzelheiten siehe Maßzeichnung). Das Gehäuse enthält einen Reflektortopf. Die Zeichnung zeigt die Anoden- und Kathoden-Pad-Positionen für die roten, grünen und blauen Chips. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1 mm.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Gehäusezeichnung kennzeichnet die Polarität eindeutig. Ein korrekter Polanschluss ist entscheidend, um Schäden durch Sperrspannung zu verhindern, die auf 5V begrenzt ist. Entwickler müssen das Leiterplatten-Layout mit der Gehäusezeichnung abgleichen, um die korrekte Ausrichtung während der Montage sicherzustellen.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein bleifreies Reflow-Löttemperaturprofil wird empfohlen. Wichtige Parameter sind: eine Vorwärmzone bei 150-200°C für 60-120 Sekunden mit einer maximalen Aufheizrate von 3°C/Sekunde; die Zeit oberhalb 217°C sollte 60-150 Sekunden betragen; die Spitzentemperatur sollte 260°C nicht überschreiten, wobei die Zeit auf diesem Maximum auf maximal 10 Sekunden begrenzt ist; die Abkühlrate sollte 6°C/Sekunde nicht überschreiten. Reflow-Löten sollte nicht mehr als zweimal am selben Bauteil durchgeführt werden.

6.2 Lager- und Handhabungshinweise

Die LEDs sind in feuchtigkeitsgeschützten Beuteln verpackt. Der Beutel sollte erst geöffnet werden, wenn die Bauteile einsatzbereit sind. Vor dem Öffnen bei ≤ 30°C und ≤ 90% relativer Luftfeuchtigkeit lagern. Nach dem Öffnen beträgt die Bodenlebensdauer der Bauteile 168 Stunden unter Bedingungen von ≤ 30°C und ≤ 60% relativer Luftfeuchtigkeit. Nicht verwendete Bauteile müssen in einer feuchtigkeitsdichten Verpackung wieder versiegelt werden. Zeigt der Feuchtigkeitsindikator Aktivität an oder wird die Lagerzeit überschritten, ist vor dem Löten eine Trocknung bei 60°C ± 5°C für 24 Stunden erforderlich.

6.3 Überstromschutz

Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich. Die Durchlassspannung weist eine Toleranz auf, und eine leichte Verschiebung kann eine große Stromänderung verursachen, die möglicherweise zum Durchbrennen führt. Der Widerstandswert muss basierend auf der Versorgungsspannung und den Durchlassspannungs-/Strom-Kennwerten der LED berechnet werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LEDs werden auf feuchtigkeitsbeständigen Trägerbändern geliefert, die dann auf Spulen aufgewickelt sind. Die Standardmenge pro Spule beträgt 2000 Stück. Die Abmessungen von Trägerband und Spule sind im Datenblatt angegeben. Ein Etikett auf der Spule liefert wichtige Informationen, einschließlich der Artikelnummer (P/N), der Packmenge (QTY) und der spezifischen Bin-Codes für die Lichtstärkeklasse (CAT), die dominante Wellenlängenklasse (HUE) und die Durchlassspannungsklasse (REF).

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Telekommunikationsgeräte:Statusanzeigen, Anrufsignallampen und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telefonen und Faxgeräten.
• Unterhaltungselektronik:Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels, Beleuchtung für Folientastaturen und Bedienfeldsymbole.
• Lichtleiter-Anwendungen:Das klare Fenster und die helle Ausgangsleistung machen es für den Einsatz mit Lichtleitern geeignet, um Licht an eine gewünschte Stelle auf dem Produktgehäuse zu übertragen.
• Allgemeine Anzeige:Netzstatus, Modusauswahl und andere Benutzerschnittstellen-Rückmeldungen in einer Vielzahl elektronischer Geräte.

8.2 Designüberlegungen

• Stromansteuerung:Immer einen Vorwiderstand verwenden. Erwägen Sie, unterhalb des absoluten Maximalstroms (z.B. 20mA gemäß Testbedingung) zu betreiben, um die Lebensdauer zu verbessern.
• Thermisches Management:Stellen Sie sicher, dass das Leiterplattenlayout eine Wärmeableitung ermöglicht, insbesondere wenn mehrere LEDs verwendet werden oder bei hohen Umgebungstemperaturen betrieben wird. Der Verlustleistungsgrenzwert darf nicht überschritten werden.
• Optisches Design:Der 120-Grad-Abstrahlwinkel bietet eine breite Sichtbarkeit. Für gerichtetes Licht können sekundäre Optiken wie Linsen oder Lichtleiter erforderlich sein.
• ESD-Schutz:Die ESD-Empfindlichkeit variiert (2000V HBM für rot, 150V HBM für grün/blau). Implementieren Sie geeignete ESD-Schutzmaßnahmen während der Handhabung und Montage.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu SMD-LEDs ohne Reflektor in ähnlichen Gehäusen bietet der integrierte Reflektor der 67-23-Serie bei gleichem Chip-Strom eine höhere axiale Lichtstärke, da der Reflektor mehr Licht nach vorne lenkt. Das P-LCC-4-Gehäuse mit klarem Fenster bietet typischerweise eine bessere Lichtauskoppeleffizienz als diffundierende Gehäuse. Die Verfügbarkeit von drei verschiedenen, brillanten Grundfarben (Rot, Grün, Blau) in einem einzigen Gehäusetyp vereinfacht die Lagerhaltung und das Design für mehrfarbige Anzeigesysteme. Das spezifizierte Binning für Intensität und Wellenlänge bietet Entwicklern eine vorhersehbare Farb- und Helligkeitsleistung, was ein Vorteil gegenüber nicht gebinnten oder nur grob gebinnten Alternativen ist.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich die grünen und blauen LEDs direkt mit 3,3V betreiben?

A: Möglicherweise, aber nicht zuverlässig. Die typische Durchlassspannung beträgt 3,4V, maximal 3,95V. Bei 3,3V leuchtet die LED möglicherweise nicht vollständig oder gar nicht, insbesondere bei niedrigeren Temperaturen, wo V_Fansteigt. Eine Step-Up-Schaltung oder eine höhere Versorgungsspannung (z.B. 5V) mit einem strombegrenzenden Widerstand wird empfohlen.

F: Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Peak-Wellenlänge (λ_p) ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist. Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge monochromatischen Lichts, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. λ_dist für die Farbspezifikation im menschlichen Sehen relevanter.

F: Wie interpretiere ich die Lichtstärke-Bins für mein Design?

A: Wählen Sie ein Bin basierend auf der für Ihre Anwendung unter ungünstigsten Bedingungen (z.B. hohe Temperatur, Lebensdauerende) erforderlichen Mindesthelligkeit. Die Verwendung eines höheren Bins (z.B. S statt R) bietet einen Helligkeitsspielraum. Geben Sie den erforderlichen Bin-Code (CAT) bei der Bestellung an.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Entwurf eines Multi-Status-Indikator-Panels

Ein Produkt benötigt einen einzigen dreifarbigen Indikator, um Netzbetrieb (dauerhaft grün), Standby (blinkend blau) und Fehler (dauerhaft rot) anzuzeigen. Die 67-23/R6GHBHC-B05/2T wird ausgewählt. Das Design verwendet einen Mikrocontroller mit drei GPIO-Pins, die jeweils über einen strombegrenzenden Widerstand (berechnet für 20mA-Ansteuerung aus einer 5V-Versorgung: ~80 Ohm für rot, ~82 Ohm für grün/blau, unter Berücksichtigung der V_F-Toleranz) mit der Kathode einer LED-Farbe verbunden sind. Die Anoden sind mit 5V verbunden. Die Software steuert die Pins, um die gewünschte Farbe zu beleuchten. Der breite 120-Grad-Abstrahlwinkel gewährleistet die Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln. Der Entwickler spezifiziert die Bins CAT=S für grün und blau und CAT=R für rot, um eine ausreichende Helligkeit sicherzustellen, und fordert HUE-Bins an, die mit dem gewünschten Farbeindruck übereinstimmen.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wird eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die Farbe des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des im aktiven Bereich verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. In diesem Produkt verwendet der rote (R6) Chip AlGaInP-Material, während die grünen (GH) und blauen (BH) Chips InGaN-Material verwenden. Der integrierte Reflektor, aus hochreflektierendem Material, umgibt den Halbleiterchip und lenkt seitlich emittiertes Licht nach vorne, wodurch die nutzbare Lichtausbeute in der Betrachtungsrichtung erhöht wird. Der klare Epoxidharz-Verguss schützt den Chip und fungiert als Primärlinse.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der SMD-LED-Markt tendiert weiterhin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), kleineren Gehäusegrößen für die Miniaturisierung und verbesserter Farbkonstanz durch engere Binning. Zudem wächst der Fokus auf Zuverlässigkeit unter höheren Temperatur- und Stromdichtebedingungen, angetrieben durch Anwendungen wie Automobilbeleuchtung und hochhellige Displays. Der Einsatz fortschrittlicher Materialien, wie neuartiger Leuchtstoffe für weiße LEDs und verbesserter Vergussmassen für bessere thermische und UV-Stabilität, ist im Gange. Darüber hinaus ist die Integration von Steuerelektronik (z.B. Konstantstromtreiber) innerhalb des LED-Gehäuses ein sich entwickelnder Trend, um Schaltungsdesigns zu vereinfachen und die Leistungsstabilität zu verbessern.