SMD LED 95-21UYC/S530-XX/XXX Datenblatt - Super Gelb - 2.0x1.25x0.8mm - 2.4V - 60mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 95-21UYC/S530-XX/XXX ist eine kompakte, oberflächenmontierbare LED für Indikator- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen. Sie nutzt AlGaInP-Chip-Technologie und emittiert ein Super-Gelbes Licht mit einer wasserklaren Harzverkapselung. Ihre Hauptvorteile sind ein deutlich kleinerer Platzbedarf im Vergleich zu bedrahteten Bauteilen, was eine höhere Packungsdichte auf Leiterplatten, reduzierte Gerätegröße und Eignung für automatisierte Bestückungsprozesse ermöglicht und so die Platziergenauigkeit gewährleistet.

2. Hauptmerkmale und Konformität

Das Bauteil wird auf 12 mm breiter, auf eine 7-Zoll-Rolle gewickelter Trägerband geliefert und ist mit Standard-Automatikbestückungsgeräten kompatibel. Es handelt sich um einen einfarbigen Typ, der bleifrei ist und den wichtigsten Umwelt- und Sicherheitsvorschriften entspricht. Dazu gehören die Einhaltung der EU-RoHS-Richtlinie, der EU-REACH-Verordnung und halogenfreier Standards (Brom <900 ppm, Chlor <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Das Produkt selbst wird innerhalb der RoHS-konformen Spezifikationen gehalten.

3. Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Limits, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Sperrspannung (V_R):5 V
• Durchlassstrom (I_F):20 mA (Dauerbetrieb)
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):60 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz)
• Verlustleistung (P_d):60 mW
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +90°C
• Elektrostatische Entladung (ESD):2000 V (Human Body Model)
• Löttemperatur (T_sol):Reflow: 260°C max. 10 Sek.; Hand: 350°C max. 3 Sek.

4. Elektro-optische Eigenschaften

Alle Parameter sind bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 20mA spezifiziert, sofern nicht anders angegeben.

4.1 Lichtstärke und Binning

Die Lichtstärke (I_v) ist in Klassen (A2 bis A7) eingeteilt, was eine Auswahl an Helligkeitsoptionen für Designflexibilität bietet.

• Klasse A2:Typisch 496 mcd (Min. 198 mcd)
• Klasse A3:Typisch 714 mcd (Min. 463 mcd)
• Klasse A4:Typisch 892 mcd (Min. 661 mcd)
• Klasse A5:Typisch 1156 mcd (Min. 793 mcd)
• Klasse A6:Typisch 1454 mcd (Min. 991 mcd)
• Klasse A7:Typisch 1600 mcd (Min. 1150 mcd)

4.2 Spektrale und elektrische Parameter

• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):25° (typisch)
• Spitzenwellenlänge (λ_p):591 nm (typisch)
• Dominante Wellenlänge (λ_d):589 nm (typisch)
• Spektrale Bandbreite (Δλ):15 nm (typisch)
• Durchlassspannung (V_F):2,4 V (typisch), 2,0 V (Min.) bei I_F=20mA
• Sperrstrom (I_R):10 μA (Max.) bei V_R=5V

Hinweis:Die 5V-Sperrspannungsangabe gilt nur für I_R-Tests. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt.

5. Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen SMD-Gehäuse erhältlich. Die wichtigsten Abmessungen sind in detaillierten Zeichnungen angegeben (im Datenblatt als TR7, TR9, TR10 referenziert). Sofern nicht anders angegeben, beträgt die Maßtoleranz ±0,1 mm.

5.1 Wichtige Gehäuseabmessungen (typisch)

• Gehäuselänge: 2,0 mm
• Gehäusebreite: 1,25 mm
• Gehäusehöhe: 0,8 mm
• Lötflächenmuster: Es werden Designrichtlinien bereitgestellt, um ein korrektes Löten und Thermomanagement zu gewährleisten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise auf dem Gehäuse markiert. Konsultieren Sie die detaillierte Abmessungszeichnung für das genaue Kennzeichnungsschema.

6. Etikettenerklärung und Bestellinformationen

Die Produktkennzeichnung enthält mehrere Codes für Rückverfolgbarkeit und Spezifikation:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer
• P/N:Artikelnummer (z.B. 95-21UYC/S530-XX/XXX)
• LOT No:Fertigungslosnummer
• QTY:Packungsmenge
• CAT:Lichtstärkeklasse (A2-A7)
• HUE:Dominante Wellenlängenklasse
• REF:Durchlassspannungsklasse

7. Verpackungsspezifikationen

Die Bauteile werden auf geprägter Trägerband für die automatisierte Handhabung geliefert.

• Trägerbandbreite:12 mm
• Rollen-Durchmesser:7 Zoll
• Taschenabstand:4,0 mm
• Menge pro Rolle:Standardmenge gemäß EIA-Spezifikation.
• Schüttgutverpackung:Auch in Beuteln zu 1000 Stück erhältlich.

8. Handhabung, Lagerung und Lötrichtlinien

8.1 Überstromschutz

Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich. Die V-I-Charakteristik der LED ist exponentiell, was bedeutet, dass eine kleine Spannungserhöhung einen großen, schädlichen Stromanstieg verursachen kann.

8.2 Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Lagerung

Dieses Bauteil ist feuchtigkeitsempfindlich (MSL).

• Vor dem Öffnen:Lagern bei ≤30°C und ≤90% r.F.
• Nach dem Öffnen:Die Bodenlebensdauer beträgt 72 Stunden bei ≤30°C und ≤60% r.F.
• Nachbacken:Wenn die Feuchtigkeitssperrbeutel beschädigt sind oder die Lagerzeit überschritten wurde, vor der Verwendung bei 60±5°C für 24 Stunden backen.

8.3 Reflow-Lötprofil (bleifrei)

Ein empfohlenes Temperaturprofil wird bereitgestellt:

• Vorwärmen:150-200°C für 60-120 Sekunden (max. Anstieg 3°C/Sek.).
• Zeit über Liquidus (217°C):60-150 Sekunden.
• Spitzentemperatur:260°C maximal, nicht länger als 10 Sekunden gehalten.
• Zeit über 255°C:Maximal 30 Sekunden.
• Abkühlrate:Maximal 6°C/Sek.

Kritische Hinweise:Nicht mehr als zwei Reflow-Zyklen durchführen. Vermeiden Sie mechanische Belastung der LED während des Erhitzens. Verbiegen Sie die Leiterplatte nach dem Löten nicht.

8.4 Handlöten und Nacharbeit

Wenn Handlöten unvermeidbar ist:

• Verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Spitzentemperatur <350°C.
• Begrenzen Sie die Kontaktzeit auf 3 Sekunden pro Anschluss.
• Verwenden Sie einen Niedrigleistungskolben (<25W).
• Halten Sie ein Mindestintervall von 2 Sekunden zwischen dem Löten der Anschlüsse ein.
• Vermeiden Sie Nacharbeit. Wenn unbedingt erforderlich, verwenden Sie einen Doppelspitzen-Lötkolben, um beide Anschlüsse gleichzeitig zu erhitzen und thermische Belastung zu minimieren. Überprüfen Sie die Bauteilfunktionalität nach der Nacharbeit.

9. Anwendungsbereiche

Diese LED eignet sich für eine Vielzahl von Niedrigleistungs-Indikator- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen, insbesondere dort, wo Platz und Gewicht begrenzt sind.

• Statusanzeigen in Unterhaltungselektronik (Innenbereich).
• Hintergrundbeleuchtung für LCD-Panels, Folientastaturen und Symbole.
• Indikator- und Panelbeleuchtung in Bürogeräten (Drucker, Kopierer).
• Indikatoren für batteriebetriebene Geräte (Fernbedienungen, tragbare Instrumente).
• Statusleuchten für Audio-/Video-Geräte.
• Armaturenbrett- und Schalter-Hintergrundbeleuchtung in Fahrzeuginnenräumen.
• Indikator- und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telekommunikationsgeräten (Telefone, Faxgeräte).

10. Designüberlegungen und technische Analyse

10.1 Treiberschaltungsdesign

Bei einer typischen Durchlassspannung von 2,4V ist ein Vorwiderstand unerlässlich. Der Widerstandswert (R_s) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_s= (V_Versorgung- V_F) / I_F. Für eine 5V-Versorgung und einen Ziel-I_Fvon 20mA, R_s≈ (5 - 2,4) / 0,02 = 130 Ω. Ein Standard-130Ω- oder 150Ω-Widerstand mit ausreichender Leistungsfähigkeit (P = I_F²* R_s) sollte verwendet werden.

10.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 60mW), ist ein korrekter Leiterplattenlayout für die Langzeitzuverlässigkeit entscheidend. Stellen Sie sicher, dass die Lötpads mit einer ausreichenden Kupferfläche verbunden sind, die als Kühlkörper dient, insbesondere wenn in der Nähe des Maximalstroms oder bei erhöhten Umgebungstemperaturen gearbeitet wird.

10.3 Optische Leistung

Der 25°-Abstrahlwinkel bietet einen relativ fokussierten Strahl, was ihn für gerichtete Indikatoranwendungen geeignet macht. Die Super-Gelbe Farbe (λ_d~589nm) bietet einen hohen visuellen Kontrast und wird oft für Warn- oder Aufmerksamkeitsanzeigen verwendet.

10.4 Vergleich mit alternativen Technologien

Im Vergleich zu älteren gelben Durchsteck-LEDs bietet diese SMD-Version eine drastische Reduzierung von Größe und Gewicht und ermöglicht so moderne, miniaturisierte Designs. Das AlGaInP-Materialsystem bietet für die Gelb-Emission hohe Effizienz und gute Farbreinheit. Im Vergleich zu einigen für die Hintergrundbeleuchtung verwendeten weißen LEDs bietet es eine gesättigte Farbe ohne den Bedarf an Phosphoren, was das optische Design für spezifische Farbanforderungen möglicherweise vereinfacht.

11. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

11.1 Kann ich diese LED ohne Vorwiderstand betreiben?

No.Ein Betrieb ohne strombegrenzenden Widerstand wird die LED aufgrund von Überstrom mit hoher Wahrscheinlichkeit zerstören, selbst mit einer kleinen Spannungsquelle wie einer 3V-Knopfzelle.

11.2 Was ist der Unterschied zwischen Spitzen- und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_p):Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist (typisch 591 nm).Dominante Wellenlänge (λ_d):Die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe des Lichts entspricht (typisch 589 nm). Bei monochromatischen LEDs wie dieser liegen sie sehr nahe beieinander.

11.3 Wie wähle ich die richtige Helligkeitsklasse (CAT)?

Wählen Sie basierend auf der für Ihre Anwendung erforderlichen Lichtstärke. Klasse A2 ist die dunkelste und A7 die hellste. Berücksichtigen Sie die Umgebungslichtverhältnisse und die Betrachtungsentfernung. Für Situationen mit hohem Umgebungslicht kann eine höhere Klasse (A5-A7) erforderlich sein.

11.4 Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

Das Datenblatt gibt die Anwendungen als "Innenbereich" an. Der Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +85°C) ist breit, aber der Außeneinsatz würde eine zusätzliche Designvalidierung für Faktoren wie UV-Belastung, Feuchtigkeitsabdichtung und Temperaturwechsel erfordern, die in diesem Dokument nicht behandelt werden.

12. Praktisches Anwendungsbeispiel

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

• Bauteilauswahl:Die 95-21UYC in Klasse A5 wird für ihr helles, aufmerksamkeitserregendes gelbes Licht gewählt.
• Schaltungsdesign:Das Gerät wird von einem 3,3V-Regler versorgt. Ein 47Ω-Vorwiderstand wird berechnet: (3,3V - 2,4V) / 0,02A = 45Ω. Der nächstgelegene Standardwert von 47Ω ergibt einen Durchlassstrom von etwa 19,1mA, was sicher ist und ausreichende Helligkeit bietet.
• Leiterplattenlayout:Die LED wird in der Nähe des Displays des Geräts platziert. Die Leiterplattenpads sind mit einer kleinen Kupferfläche auf der obersten Lage verbunden, um die Wärmeableitung zu unterstützen.
• Bestückung:Die LEDs werden mit einer Pick-and-Place-Maschine von der 12-mm-Trägerbandrolle platziert und mit dem angegebenen bleifreien Reflow-Profil gelötet.
• Ergebnis:Ein zuverlässiger, kompakter und klar sichtbarer Niedrigbatterie-Warnindikator.

13. Funktionsprinzip

Dies ist eine Halbleiter-Leuchtdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre charakteristische Durchlassspannung (V_F) überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des AlGaInP-Halbleiterchips. Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall gelb (~589 nm). Das wasserklare Harzgehäuse fungiert als Linse und formt den Lichtausgang in den spezifizierten 25°-Abstrahlwinkel.

14. Branchenkontext und Trends

SMD-LEDs wie die 95-21-Serie repräsentieren den Industriestandard für Indikatoranwendungen und haben bedrahtete LEDs aufgrund der Automatisierungskompatibilität und Platzersparnis weitgehend ersetzt. Der Trend geht weiterhin zu noch kleineren Gehäusegrößen (z.B. 0402, 0201 metrisch) für ultrakompakte Geräte. Darüber hinaus gibt es einen starken branchenweiten Schub zu höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro mA Strom) und verbesserter Farbkonsistenz über die Bins hinweg. Die Einhaltung der halogenfreien und RoHS-Standards spiegelt das anhaltende Engagement der Elektronikindustrie für Umweltverantwortung und Materialsicherheit wider. Bauteile dieser Klasse sind grundlegende Komponenten im Internet der Dinge (IoT) und in tragbaren Elektronikgeräten, wo Miniaturisierung und niedriger Stromverbrauch von größter Bedeutung sind.