SMD LED 15-11/T1D-AQRHY/2T Datenblatt - Gehäuse 1,6x0,8x0,6mm - Spannung 2,7-3,15V - Leistung 40mW - Weiß - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 15-11/T1D-AQRHY/2T ist eine kompakte, oberflächenmontierbare LED für moderne elektronische Anwendungen, die zuverlässige Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtungsfunktionen erfordern. Diese einfarbige, reinweiße LED bietet eine ausgewogene Kombination aus Leistung und Miniaturisierung, wodurch Entwickler eine höhere Packungsdichte erreichen und die Gesamtgröße der Geräte reduzieren können.

1.1 Kernvorteile

Die primären Vorteile dieses Bauteils ergeben sich aus seinem SMD-Gehäuse (Surface Mount Device). Es ist deutlich kleiner als herkömmliche LEDs mit Anschlussrahmen, was direkt zu kleineren Leiterplatten-Footprints, geringerem Lagerplatzbedarf und letztendlich kompakteren Endprodukten führt. Seine leichte Bauweise macht es zudem ideal für Miniatur- und tragbare Anwendungen.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese LED eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen. Typische Einsatzgebiete sind die Hintergrundbeleuchtung von Instrumententafeln und Schaltern in Automobil- oder Industrieumgebungen. In der Telekommunikation dient sie als Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtung in Geräten wie Telefonen und Faxgeräten. Sie ist auch für die flache Hintergrundbeleuchtung von LCDs, die allgemeine Schalter- und Symbolbeleuchtung sowie andere allgemeine Anzeigezwecke geeignet.

2. Vertiefung der technischen Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der im Datenblatt definierten Schlüsselparameter.

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine empfohlenen Betriebsbedingungen.

• Sperrspannung (V_R):5V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Durchlassstrom (I_F):10mA (kontinuierlich).
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):40mA, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz).
• Verlustleistung (P_d):40mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse ohne Überschreiten seiner thermischen Grenzen abführen kann.
• Elektrostatische Entladung (ESD):2000V (Human Body Model). Diese Bewertung zeigt ein grundlegendes Maß an ESD-Robustheit für die Handhabung.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-40°C bis +85°C (Betrieb), -40°C bis +90°C (Lagerung).
• Löttemperatur:Reflow-Lötspitze: 260°C max. 10 Sekunden. Handlötung: 350°C max. 3 Sekunden pro Anschluss.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von 25°C Umgebungstemperatur und einem Durchlassstrom (I_F) von 5mA gemessen.

• Lichtstärke (I_v):Reicht von mindestens 72,0 mcd bis maximal 180,0 mcd. Der typische Wert ist nicht angegeben, was darauf hindeutet, dass die Leistung durch ein Binning-System gesteuert wird.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Ein typischer Wert von 140 Grad, der einen weiten Abstrahlwinkel des emittierten Lichts bietet.
• Durchlassspannung (V_F):Liegt bei 5mA zwischen 2,70V und 3,15V. Das Datenblatt gibt eine Toleranz von ±0,1V an.

Kritischer Hinweis zur Sperrspannung:Das Datenblatt stellt ausdrücklich klar, dass die Sperrspannungsbedingung nur für Infrarot (IR)-Testzwecke angelegt wird. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Das Anlegen einer Sperrspannung im Schaltungsbetrieb wird nicht unterstützt.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Massenproduktion zu gewährleisten, werden LEDs nach Leistung sortiert (gebinnt). Die 15-11 LED verwendet ein dreidimensionales Binning-System für Lichtstärke, Durchlassspannung und Farbwert.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird basierend auf Messungen bei I_F= 5mA in zwei Haupt-Bins sortiert, bezeichnet als Q und R.

• Bin Q:72,0 mcd (Min) bis 112,0 mcd (Max)
• Bin R:112,0 mcd (Min) bis 180,0 mcd (Max)

Für die Lichtstärke wird auch eine allgemeine Toleranz von ±11% angegeben.

3.2 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung wird in drei Bins (15, 16, 17) sortiert, um die Schaltungsauslegung für die Stromregelung zu unterstützen.

• Bin 15:2,70V bis 2,85V
• Bin 16:2,85V bis 3,00V
• Bin 17:3,00V bis 3,15V

3.3 Binning der Farbwertkoordinaten

Die reinweiße Farbe wird durch Farbwertkoordinaten (CIE x, y) im CIE-Diagramm von 1931 definiert. Das Datenblatt definiert sechs Bins (1 bis 6), die jeweils einen viereckigen Bereich im Farbdiagramm spezifizieren. Die Koordinaten für die Eckpunkte jedes Bins sind angegeben. Die Toleranz für die Farbwertkoordinaten beträgt ±0,01. Dieses Binning gewährleistet Farbkonsistenz über verschiedene Produktionschargen hinweg.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem sehr kleinen SMD-Gehäuse erhältlich. Wichtige Abmessungen (in mm, Toleranz ±0,1mm sofern nicht anders angegeben) umfassen eine Bauteilgröße von etwa 1,6mm Länge, 0,8mm Breite und 0,6mm Höhe. Die Gehäusezeichnung zeigt deutlich die Kathodenmarkierung für die korrekte Polarisationsausrichtung während der Montage.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die korrekte Polarität ist für den Betrieb der LED entscheidend. Das Gehäuse weist eine deutliche Kathodenmarkierung auf. Entwickler müssen diese Markierung mit dem entsprechenden Kathoden-Pad im Leiterplattenlayout ausrichten, um eine korrekte elektrische Verbindung sicherzustellen.

5. Löt- und Montagerichtlinien

Eine ordnungsgemäße Handhabung und Lötung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der LED-Leistung und -Zuverlässigkeit.

5.1 Reflow-Lötprofil

Das Bauteil ist mit Infrarot- und Dampfphasen-Reflow-Prozessen kompatibel. Ein empfohlenes bleifreies Reflow-Profil wird bereitgestellt:

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

Wichtig:Reflow-Lötung sollte nicht mehr als zweimal an derselben LED durchgeführt werden.

5.2 Handlötung

Falls Handlötung erforderlich ist, ist äußerste Vorsicht geboten. Die Temperatur der Lötspitze sollte unter 350°C liegen, und die Kontaktzeit pro Anschluss sollte 3 Sekunden nicht überschreiten. Ein Lötkolben mit geringer Leistung (≤25W) wird empfohlen. Zwischen dem Löten jedes Anschlusses sollte ein Intervall von mindestens 2 Sekunden eingehalten werden, um thermische Schäden zu vermeiden.

5.3 Lagerung und Feuchtigkeitssensitivität

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen Beuteln mit Trockenmittel verpackt.

• Öffnen Sie den feuchtigkeitsdichten Beutel erst bei Gebrauchsbereitschaft.
• Nach dem Öffnen sollten unbenutzte LEDs bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
• Die "Floor Life" nach dem Öffnen beträgt 168 Stunden (7 Tage).
• Falls sie nach dieser Zeit unbenutzt sind oder sich der Trockenmittel-Indikator verfärbt hat, ist vor der Verwendung eine Trocknung bei 60±5°C für 24 Stunden erforderlich.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Spezifikationen für Trägerband und Rolle

Das Produkt wird auf 8mm breitem Trägerband auf Rollen mit 7 Zoll Durchmesser geliefert. Jede Rolle enthält 2000 Stück. Detaillierte Abmessungen für die Trägerbandtaschen und die Rolle sind im Datenblatt angegeben, um die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten sicherzustellen.

6.2 Etikettenerklärung

Das Rollenetikett enthält wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und Verifizierung:

• CPN:Kundenspezifische Artikelnummer
• P/N:Hersteller-Artikelnummer (z.B. 15-11/T1D-AQRHY/2T)
• QTY:Packungsmenge
• CAT:Lichtstärke-Klasse (z.B. Q, R)
• HUE:Farbwertkoordinaten & Hauptwellenlängen-Klasse (z.B. 1-6)
• REF:Durchlassspannungs-Klasse (z.B. 15, 16, 17)
• LOT No:Herstellungslosnummer

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Strombegrenzung ist zwingend erforderlich

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Das Datenblatt betont nachdrücklich, dass ein externer strombegrenzender Widerstandzwingendin Reihe mit der LED verwendet werden muss. Die Durchlassspannung hat einen Bereich (2,7-3,15V), und ihr negativer Temperaturkoeffizient bedeutet, dass sie abnimmt, wenn sich der Übergang erwärmt. Ohne Widerstand kann selbst ein kleiner Anstieg der Versorgungsspannung zu einem großen, möglicherweise zerstörerischen Anstieg des Durchlassstroms führen. Der absolute maximale Dauerstrom beträgt 10mA.

7.2 Thermomanagement

Obwohl das Gehäuse klein ist, ist die Beachtung des Thermomanagements dennoch wichtig. Die maximale Verlustleistung beträgt 40mW. Eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte um die LED-Pads herum kann helfen, Wärme abzuführen und niedrigere Übergangstemperaturen aufrechtzuerhalten, was eine längere Lebensdauer und eine stabile Lichtleistung fördert.

7.3 ESD-Vorsichtsmaßnahmen

Obwohl die LED eine ESD-Festigkeit von 2000V HBM aufweist, sollten während der Montage und Handhabung Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden, um latente Schäden zu verhindern.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die 15-11 LED unterscheidet sich hauptsächlich durch ihre Miniaturgröße (1,6x0,8x0,6mm), die kleiner ist als viele gängige LED-Gehäuse wie 0603 oder 0402. Ihr weiter Abstrahlwinkel von 140 Grad macht sie für Anwendungen geeignet, die eine breite Ausleuchtung anstelle eines fokussierten Strahls erfordern. Das umfassende Binning-System für Intensität, Spannung und Farbe bietet Entwicklern eine vorhersehbare Leistung, was für Anwendungen entscheidend ist, die visuelle Konsistenz über mehrere Einheiten hinweg erfordern.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

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

Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes (R = (V_Versorgung- V_F) / I_F) und unter Berücksichtigung des ungünstigsten Falls für V_F, um sicherzustellen, dass der Strom niemals 10mA überschreitet: Für V_Versorgung=5V und die niedrigste V_F=2,7V (Bin 15), Ziel-I_F=8mA für Spielraum. R = (5 - 2,7) / 0,008 = 287,5Ω. Ein Standardwiderstand von 270Ω oder 300Ω wäre geeignet. Überprüfen Sie den Strom stets mit der tatsächlichen V_FIhrer spezifischen Bin-Klasse.

9.2 Kann ich diese LED ohne Vorwiderstand mit einer Konstantstromquelle ansteuern?

Ja, ein Konstantstromtreiber, der auf maximal 10mA (Dauerstrom) eingestellt ist, ist eine ausgezeichnete Alternative zu einem Vorwiderstand und bietet eine stabilere Leistung über Spannungs- und Temperaturschwankungen hinweg.

9.3 Wie interpretiere ich die Farbton-Bin-Codes (1-6)?

Die Bin-Codes (1-6) repräsentieren spezifische Regionen im CIE-1931-Farbraumdiagramm, die durch vier (x,y)-Koordinatenpaare definiert sind. Diese Bins stellen sicher, dass das emittierte weiße Licht innerhalb eines kontrollierten Farbbereichs liegt. Für die meisten allgemeinen Anwendungen ist jedes Bin innerhalb des spezifizierten Bereichs akzeptabel. Für Anwendungen, die eine präzise Farbabstimmung erfordern (z.B. Multi-LED-Hintergrundbeleuchtungen), ist die Spezifikation eines einzelnen Bins oder benachbarter Bins erforderlich.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Statusanzeigepanels für ein tragbares Medizingerät.

Das Gerät benötigt kleine, zuverlässige, farbkonsistente weiße LEDs zur Hintergrundbeleuchtung mehrerer Membranschalter und zur Anzeige von Strom/Status. Die 15-11 LED wird aufgrund ihrer Miniaturgröße ausgewählt, die eine enge Platzierung auf einer überfüllten Leiterplatte ermöglicht. Der Entwickler spezifiziert Bin R für höhere Helligkeit und Bin 16 für die Durchlassspannung, um die Berechnung des einzelnen strombegrenzenden Widerstands für alle parallel von einer 3,3V-Schiene gespeisten LEDs zu vereinfachen. Die LEDs werden gemäß der Gehäusezeichnung auf dem Leiterplattenlayout platziert, wobei sichergestellt wird, dass die Kathodenmarkierung mit dem vorgesehenen Pad ausgerichtet ist. Die Montagefirma verwendet das bereitgestellte Reflow-Profil. Das Endprodukt profitiert von einer sauberen, gleichmäßig beleuchteten Schnittstelle bei minimalem Leiterplattenplatzverbrauch.

11. Funktionsprinzip

Diese LED ist ein Halbleiter-Photonikbauteil. Sie ist aus InGaN-Chipmaterial (Indiumgalliumnitrid) aufgebaut, das für die Lichterzeugung im blau-grünen Spektrum bekannt ist. Um weißes Licht zu erzeugen, ist der Chip mit einem gelben, phosphorgefüllten, diffundierenden Harz beschichtet. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher innerhalb des InGaN-Halbleiterübergangs und emittieren blaues Licht. Dieses blaue Licht regt dann den gelben Phosphor an, der gelbes Licht wieder emittiert. Die Kombination aus blauem und gelbem Licht wird vom menschlichen Auge als weißes Licht wahrgenommen. Das diffundierende Harz hilft, das Licht zu streuen und trägt so zum weiten Abstrahlwinkel von 140 Grad bei.

12. Branchentrends und Kontext

Die 15-11 LED repräsentiert die anhaltenden Trends in der Optoelektronikbranche hin zu Miniaturisierung, erhöhter Effizienz und verbesserter Zuverlässigkeit. Der Wechsel zu bleifreier Lötbarkeit und halogenfreien Materialien (Br <900ppm, Cl <900ppm) entspricht globalen Umweltvorschriften wie RoHS, REACH und verschiedenen grünen Initiativen. Die Integration von grundlegendem ESD-Schutz (2000V HBM) wird selbst bei Kleinsignalbauteilen zum Standard, um die Ausbeute und Robustheit in automatisierten Fertigungsumgebungen zu verbessern. Die detaillierten Binning-Systeme spiegeln den Branchenfokus auf die Bereitstellung vorhersehbarer Leistung für anspruchsvolle, qualitätssensitive Massenanwendungen wider und bewegen sich damit über einfache Funktionsbauteile hinaus zu konstruierten Lichtquellen.