SMD Mittelleistungs-Dunkelrot-LED 67-21S - PLCC-2-Gehäuse - 2.0x1.25x0.7mm - 2.0-2.9V - 60mA - 40-100mW - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer oberflächenmontierbaren (SMD) Mittelleistungs-LED, die auf AlGaInP-Chip-Technologie basiert und tiefrotes Licht emittiert. Das Bauteil ist in einem kompakten PLCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier) untergebracht, das für automatisierte Bestückungsprozesse ausgelegt ist. Die Hauptvorteile sind hohe Lichtausbeute, moderater Leistungsverbrauch für Dauerbetrieb und ein sehr weiter Abstrahlwinkel für gleichmäßige Lichtverteilung. Diese Eigenschaften machen sie zu einer vielseitigen Wahl für ein breites Spektrum an Beleuchtungsanwendungen jenseits einfacher Signalfunktionen.

1.1 Hauptmerkmale und Konformität

• Gehäuse:Standard-PLCC-2-Formfaktor für zuverlässige SMT-Bestückung.
• Emittierte Farbe:Dunkelrot (Spitzenwellenlänge 650-680 nm).
• Abstrahlwinkel:120 Grad (typisch), bietet ein breites Abstrahlmuster.
• Umweltkonformität:Das Produkt ist bleifrei (Pb-free), entspricht der EU-RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), hält die EU-REACH-Verordnungen ein und erfüllt halogenfreie Standards (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Binning:Folgt ANSI-Standards (American National Standards Institute) für konsistente Farb- und Lichtstrom-Ausgabe, gewährleistet Gleichmäßigkeit in Produktionschargen.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist für Beleuchtungsanwendungen entwickelt, die effiziente Rot-Emission erfordern. Typische Anwendungsfälle sind:

• Dekorative- und Entertainment-Beleuchtung:Architektonische Akzentbeleuchtung, Bühnenbeleuchtung und Ambientebeleuchtung, bei denen spezifische Farborte entscheidend sind.
• Landwirtschaftsbeleuchtung (Horticulture Lighting):Zusatzbeleuchtung im Gartenbau und Vertical Farming, insbesondere bei Photomorphogenese-Prozessen, bei denen rotes Licht Pflanzenwachstum und Blüte beeinflusst.
• Allgemeine Beleuchtung:Integration in Leuchten, die eine rote Komponente für einstellbares Weißlicht oder spezifische Farbtemperatureffekte benötigen.

2. Absolute Maximalwerte (Grenzwerte)

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen ist nicht garantiert.

350°C für 3 Sek.Wichtiger Hinweis:

Dieses Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Während der Bestückung und Handhabung müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen befolgt werden, um latente oder katastrophale Ausfälle zu verhindern.

3. Elektro-optische Kenndaten_{Diese Parameter werden bei einer Lötpunkttemperatur (T_s) von 25°C gemessen und repräsentieren die typische Leistung unter spezifizierten Bedingungen.}Parameter

µA
V_R = 5V
Anmerkungen:

1. Toleranz der radiometrischen Leistung: ±11%.

2. Toleranz der Durchlassspannung: ±0.1V.

4. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Leistungskonsistenz in der Produktion zu gewährleisten, werden LEDs in Bins sortiert. Dieses Bauteil verwendet drei unabhängige Binning-Kriterien.

B3

50

80

C1

2.02.2

V

I_F = 60mA

4.3 Binning der Spitzenwellenlänge

Dies definiert die spektrale Farbe des emittierten dunkelroten Lichts, entscheidend für Anwendungen, die spezifische Wellenlängen erfordern (z.B. Pflanzen-Photorezeptor-Reaktion).

Bin-Code

Min. Wellenlänge_FMax. Wellenlänge_jEinheit_FBedingung

DA2

650

660

nm_jI_F = 60mA_DA3660

670

DA4

670

680

Hinweis:

Mess-Toleranz der dominierenden/Spitzenwellenlänge: ±1nm.

5. Analyse der Leistungskurven

Die folgenden, aus typischen Daten abgeleiteten Graphen veranschaulichen, wie sich Schlüsselparameter mit den Betriebsbedingungen ändern. Diese sind für ein robustes Systemdesign unerlässlich.

5.1 Spektrale Verteilung
Die bereitgestellte Spektralkurve zeigt einen schmalen, klar definierten Peak im dunkelroten Bereich (ca. 660-670nm für das typische Bauteil), charakteristisch für AlGaInP-Technologie. Die Emission in anderen Spektralbändern ist minimal, was zu einer gesättigten roten Farbe führt.
5.2 Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur (Abb.1)
Die Durchlassspannung (V_F) einer Halbleiter-LED hat einen negativen Temperaturkoeffizienten. Wenn die Sperrschichttemperatur (T_j) von 25°C auf 115°C ansteigt, nimmt V_F linear um etwa 0,25V ab. Diese Eigenschaft ist für die Temperaturkompensation in Treiberschaltungen von entscheidender Bedeutung und kann zur indirekten Überwachung der Sperrschichttemperatur genutzt werden.
5.3 Relative Radiometrische Leistung vs. Durchlassstrom (Abb.2)
Die optische Ausgangsleistung steigt unterlinear mit dem Durchlassstrom. Während ein Betrieb mit höheren Strömen mehr Licht liefert, erzeugt dies auch deutlich mehr Wärme, was die Effizienz (Lumen pro Watt) verringert und die Lebensdauer potenziell verkürzt. Die Kurve hilft Entwicklern, Ausgangsleistung gegen Effizienz und Zuverlässigkeit abzuwägen.
5.4 Relativer Lichtstrom vs. Sperrschichttemperatur (Abb.3)

Wie bei den meisten LEDs nimmt die Lichtausbeute dieses Bauteils mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Die Grafik zeigt, dass der relative Lichtstrom auf etwa 80% seines Raumtemperaturwerts sinkt, wenn T_j 115°C erreicht. Ein effektives Wärmemanagement (niedriger R_th) ist daher entscheidend, um eine stabile Lichtausbeute aufrechtzuerhalten.

5.5 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie) (Abb.4)

Dies ist die grundlegende IV-Kennlinie. Sie zeigt die exponentielle Beziehung bei niedrigen Strömen, die bei dem Nennbetriebsstrom (~60mA) in ein eher ohmsches Verhalten übergeht. Die Steigung im Arbeitsbereich hängt mit dem dynamischen Widerstand der LED zusammen.

5.6 Maximaler Treiberstrom vs. Lötpunkttemperatur (Abb.5)

Diese Entlastungskurve ist entscheidend für die Zuverlässigkeit. Sie gibt den maximal zulässigen Durchlassstrom an, um die Sperrschichttemperatur unterhalb ihres 115°C-Limits zu halten, basierend auf der Temperatur des Lötpunkts (die von der PCB-Temperatur beeinflusst wird). Wenn der Lötpunkt beispielsweise 70°C erreicht, wird der maximal sichere Dauerstrom auf etwa 45mA reduziert.

5.7 Abstrahlcharakteristik (Abb.6)

Das Polardiagramm bestätigt das breite, lambertstrahlerähnliche Abstrahlmuster mit einem typischen Halbwinkel von 120°. Die Intensität ist über einen breiten zentralen Bereich nahezu gleichmäßig, was es für Anwendungen geeignet macht, die eine großflächige Ausleuchtung anstelle eines fokussierten Strahls erfordern.

6. Mechanische und Gehäuseinformationen

6.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem Standard-PLCC-2-Gehäuse untergebracht. Wichtige Abmessungen (in mm) sind:

- Gesamtlänge: 2,0 mm

- Gesamtbreite: 1,25 mm

- Gesamthöhe: 0,7 mm

- Anschlussabstand (Pitch): 1,05 mm (Abstand zwischen Lötpads)
- - Pad-Abmessungen: ca. 0,6mm x 0,55mmAlle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1mm. Die Kathode ist typischerweise durch eine Kerbe oder eine grüne Markierung auf dem Gehäuse gekennzeichnet.
- 6.2 PolaritätskennzeichnungDie korrekte Polarität ist essentiell. Das Gehäuse verfügt über eine visuelle Markierung (wie eine abgeschrägte Ecke oder einen farbigen Punkt), um den Kathodenanschluss (-) zu kennzeichnen. Das PCB-Footprint-Design muss diese Ausrichtung widerspiegeln.
- 7. Löt- und Bestückungsrichtlinien7.1 Reflow-Lötparameter

Das Bauteil ist für Standard-Infrarot- oder Konvektions-Reflow-Lötung ausgelegt. Das empfohlene Profil hat eine Spitzentemperatur von 260°C (+0/-5°C), gemessen am Gehäuse, wobei die Zeit über 240°C 10 Sekunden nicht überschreiten sollte. Ein einzelner Reflow-Zyklus wird empfohlen.

7.2 Handlötung

Falls manuelles Löten erforderlich ist, sollte dies mit einer temperaturgeregelten Lötspitze mit einer maximalen Spitzentemperatur von 350°C durchgeführt werden. Die Kontaktzeit pro Anschluss sollte auf 3 Sekunden oder weniger begrenzt werden, um thermische Schäden am Kunststoffgehäuse und der internen Chip-Verbindung zu verhindern.

7.3 Lagerbedingungen
- Als feuchtigkeitsempfindliches Bauteil (MSD) sind die LEDs in einer feuchtigkeitsbeständigen Beutel mit Trockenmittel verpackt. Sobald der versiegelte Beutel geöffnet ist, müssen die Bauteile innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens (typisch 168 Stunden bei <30°C/60% r.F.) verwendet oder vor dem Reflow getrocknet (gebaked) werden, um \"Popcorning\"-Schäden während des Lötens zu verhindern.8. Verpackungs- und Bestellinformationen
- 8.1 Rolle und Band-SpezifikationenDie Bauteile werden auf geprägter Trägerband für automatisierte Pick-and-Place-Maschinen geliefert. Standard-Rollenabmessungen werden bereitgestellt (z.B. 13-Zoll-Rolle). Verfügbare Stückzahlen pro Rolle sind 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500 und 4000 Stück.
- 8.2 EtikettenerklärungDas Rollenetikett enthält wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und Verifizierung:
- P/N:Vollständige Produktnummer, die die spezifischen Bin-Codes für Lichtstrom, Wellenlänge und Spannung kodiert.
- QTY:Stückzahl auf der Rolle.
- LOT No.:Fertigungs-Chargennummer für die Qualitätskontrolle.
8.3 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung

Die Versandeinheit besteht aus der Rolle, die zusammen mit Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte in einem aluminiumlaminierten feuchtigkeitsdichten Beutel verpackt ist. Der Beutel wird anschließend versiegelt.

9. Zuverlässigkeitstests

Das Produkt durchläuft eine umfassende Reihe von Zuverlässigkeitstests, die mit einem 90% Konfidenzniveau und 10% LTPD (Lot Tolerance Percent Defective) durchgeführt werden. Wichtige Testpunkte sind:_{Reflow-Lötbeständigkeit:}260°C für 10 Sekunden._FThermoschock:_d200 Zyklen zwischen -10°C und +100°C.

Temperaturwechsel (Temperaturcycling):

200 Zyklen zwischen -40°C und +100°C.

Hochtemperatur-/Feuchtigkeitslagerung & -betrieb:

1000 Stunden bei 85°C/85% r.F.

Hoch-/Tieftemperaturlagerung:

1000 Stunden bei 85°C und -40°C.

Hoch-/Tieftemperatur-Betriebslebensdauer:

1000 Stunden bei verschiedenen Temperaturen (25°C, 55°C, 85°C, -40°C) unter spezifizierten Treiberströmen.
Diese Tests validieren die Langzeitstabilität und Robustheit der LED unter rauen Umwelt- und Betriebsbelastungen.

10. Anwendungsdesign-Überlegungen
10.1 Thermomanagement

Mit einem thermischen Widerstand (R_th J-S) von 50°C/W ist die Wärmeregulierung von größter Bedeutung. Bei Dauerbetrieb mit 60mA (V_F ~2,5V, P_diss ~150mW) wird die Sperrschicht 7,5°C heißer als der Lötpunkt. Verwenden Sie eine Leiterplatte mit ausreichenden Wärmedurchgangslöchern (Thermal Vias) und Kupferfläche unter den Pads, um die Wärme an die Umgebung abzuleiten. Konsultieren Sie die Entlastungskurve (Abb.5), um den maximalen Strom basierend auf der erwarteten PCB-Temperatur anzupassen.
10.2 Elektrische Ansteuerung

LEDs sollten immer mit einer Konstantstromquelle und nicht mit einer Konstantspannung betrieben werden. Dies gewährleistet eine stabile Lichtausbeute und verhindert thermisches Durchgehen. Der Treiber sollte so ausgelegt sein, dass er den Durchlassspannungs-Bin-Bereich (2,0V bis 2,9V) abdeckt. Erwägen Sie die Implementierung von Pulsweitenmodulation (PWM) zur Dimmung, um Farbverschiebungen zu vermeiden, die mit analoger (Stromreduzierung) Dimmung verbunden sind.
10.3 Optische Integration

Der weite 120°-Abstrahlwinkel kann sekundäre Optiken (Linsen, Diffusoren) erfordern, wenn ein stärker gerichteter Strahl benötigt wird. Die wasserklare Harzlinse minimiert die Lichtabsorption. Bei Multi-LED-Arrays ist auf ausreichenden Abstand zu achten, um eine thermische Kopplung zwischen benachbarten Bauteilen zu verhindern.

11. Technischer Vergleich und DifferenzierungDiese Mittelleistungs-LED besetzt eine spezifische Nische. Im Vergleich zu Niedrigleistungs-Indikator-LEDs bietet sie einen deutlich höheren Strahlungsfluss und ist für Dauerbeleuchtung ausgelegt. Im Vergleich zu Hochleistungs-LEDs arbeitet sie mit niedrigerem Strom und hat ein einfacheres Gehäuse ohne Metallkern-Leiterplatte, was sie für Anwendungen, die viele verteilte Lichtpunkte erfordern, kostengünstiger macht. Ihre wichtigsten Unterscheidungsmerkmale sind die Kombination aus AlGaInP-Dunkelrot-Effizienz, dem standardisierten PLCC-2-Gehäuse für einfache Fertigung und dem umfassenden ANSI-Binning für Farbkonsistenz.

12. Häufig gestellte Fragen (FAQ)
1. F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 120mA betreiben?A: Nein. Der absolute Maximalwert für den kontinuierlichen Durchlassstrom beträgt 60mA. Der 120mA-Wert gilt nur für gepulsten Betrieb (10% Tastverhältnis, 10ms Pulsbreite). Das Überschreiten des Dauerstrom-Grenzwerts überhitzt die Sperrschicht, was zu schnellem Lichtstromrückgang und vorzeitigem Ausfall führt.
2. F: Was ist der Unterschied zwischen Radiometrischer Leistung (mW) und Lichtstrom (lm)?A: Radiometrische Leistung misst die gesamte emittierte optische Leistung in Watt. Lichtstrom misst die wahrgenommene Lichtleistung, angepasst an die Empfindlichkeit des menschlichen Auges (photopische Kurve). Für dunkelrote LEDs ist der Lichtstromwert relativ niedrig, weil das menschliche Auge für rotes Licht weniger empfindlich ist, aber die radiometrische Leistung (wichtig für Pflanzenwachstum oder Sensorik) ist hoch.
3. F: Wie interpretiere ich den Produktcode 67-21S/NDR2C-P5080B2C12029Z6/2T?A: Der Code kodiert den Gehäusetyp (67-21S), die Farbe (NDR = Dunkelrot) und die spezifischen Bin-Codes für verschiedene Parameter (z.B. B2 für Lichtstrom, C1 für Lichtstrom, 29 für Spannung, Z6 für Wellenlänge). Die genaue Dekodierung sollte mit der Bincode-Tabelle des Herstellers bestätigt werden.
4. F: Ist ein Kühlkörper erforderlich?A: Für eine einzelne LED auf einer Standard-FR4-Leiterplatte mit moderater Kupferauslegung ist bei 60mA möglicherweise kein separater Kühlkörper erforderlich. Für LED-Arrays oder Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen ist jedoch eine thermische Analyse erforderlich. Die Entlastungskurve (Abb.5) bietet Orientierung. Die Verbesserung des PCB-Wärmedesigns ist oft effektiver als das Hinzufügen eines separaten Kühlkörpers zu einem so kleinen Gehäuse.
5. 13. Praktische Design-FallstudieSzenario:_FEntwurf einer Zusatzbeleuchtungsleiste für den Indoor-Salatanbau. Die Leiste ist 1 Meter lang und erfordert eine gleichmäßige Abdeckung mit dunkelrotem Licht (660nm), um die Photosynthese anzuregen.

Designschritte:

Zielbeleuchtungsstärke:

Bestimmung der erforderlichen Photosynthetischen Photonenflussdichte (PPFD) in der Pflanzenkronenschicht.

LED-Auswahl:_{Diese LED im Bin DA3 (660-670nm) ist ideal aufgrund ihrer spektralen Übereinstimmung mit den Chlorophyll-Absorptionsmaxima.}Array-Design: