Technisches Datenblatt der Top-View-LED-Serie 67-21 - PLCC-2-Gehäuse - 2,0x1,25x1,1mm - 2,35V max. - 50mA - Sanftes Orange - Deutsch

1. Produktübersicht

Die 67-21-Serie stellt eine Familie von Top-View-LEDs dar, die in einem kompakten PLCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier) untergebracht sind. Dieses Bauteil zeichnet sich durch seinen weißen Gehäusekörper und eine farblose, klare Fensterlinse aus. Ein wesentliches Konstruktionsmerkmal ist der integrierte Inter-Reflektor innerhalb des Gehäuses, der die Lichtkopplung und den Ausgangswirkungsgrad optimiert. Dieses Design führt zu einem sehr breiten Betrachtungswinkel, wodurch die LED besonders gut für Anwendungen geeignet ist, die Lichtleiter nutzen oder breite Ausleuchtungsmuster erfordern. Der geringe Durchlassstrombedarf erhöht ihre Attraktivität für leistungssensitive Anwendungen, wie z.B. tragbare elektronische Geräte.

Die Hauptfunktion dieser LED ist die als optischer Anzeiger oder Hintergrundbeleuchtungsquelle. Ihr Gehäuse ist für die Kompatibilität mit modernen, hochvolumigen Bestückungsprozessen ausgelegt, einschließlich Dampfphasen-Reflow, Infrarot-Reflow und Wellenlöten. Sie ist auch mit automatischen Pick-and-Place-Geräten kompatibel und wird auf 8-mm-Trägerband und Rolle geliefert, um eine effiziente automatisierte Bestückung zu ermöglichen.

Das Bauteil ist aus bleifreien (Pb-freien) Materialien gefertigt und entspricht den relevanten RoHS-Richtlinien (Restriction of Hazardous Substances), wodurch es die aktuellen Umwelt- und regulatorischen Standards für elektronische Bauelemente erfüllt.

2. Technische Spezifikationen und objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen ist nicht garantiert und sollte im Schaltungsdesign vermieden werden.

• Sperrspannung (V_R):5V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Durchlassstrom (I_F):50mA Gleichstrom. Der kontinuierliche Gleichstrom sollte diesen Wert nicht überschreiten.
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):100mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis bei 1kHz).
• Verlustleistung (P_d):120mW. Dies ist die maximal zulässige Verlustleistung, berechnet als V_F* I_F.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für einen zuverlässigen Betrieb.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Elektrostatische Entladung (ESD):2000V (Human Body Model). ESD-Schutzmaßnahmen sind erforderlich.
• Löttemperatur:Für Reflow wird eine Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden spezifiziert. Für Handlötung beträgt die Grenze 350°C für 3 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von 25°C Umgebungstemperatur und einem Durchlassstrom (I_F) von 20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):Reicht von einem Minimum von 450 Millicandela (mcd) bis zu einem Maximum von 1120 mcd. Der typische Wert liegt innerhalb dieses Bereichs. Eine Toleranz von ±10% gilt.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwertes abfällt, was die Aussage des "breiten Betrachtungswinkels" bestätigt.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):591 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):586 nm bis 594 nm. Diese Wellenlänge definiert die wahrgenommene Farbe (sanftes Orange). Eine enge Toleranz von ±1 nm ist spezifiziert.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):20 nm (typisch). Dies zeigt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (V_F):1,75V bis 2,35V bei 20mA. Die Toleranz beträgt ±0,1V. Dieser Parameter ist entscheidend für die Berechnung von Vorwiderstandswerten und der Verlustleistung.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 µA bei einer Sperrspannung von 5V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert.

3.1 Binning der dominanten Wellenlänge (HUE)

Definiert die Farbkonsistenz. Die 67-21-Serie für sanftes Orange ist unter dem Code "F" mit vier Sub-Bins gruppiert:

• DD1: 586 - 588 nm
• DD2: 588 - 590 nm
• DD3: 590 - 592 nm
• DD4: 592 - 594 nm

3.2 Binning der Lichtstärke (CAT)

Definiert die Helligkeitsausgabe. Vier Bins sind bei I_F=20mA definiert:

• U1: 450 - 565 mcd
• U2: 565 - 715 mcd
• V1: 715 - 900 mcd
• V2: 900 - 1120 mcd

3.3 Binning der Durchlassspannung (REF)

Definiert die elektrische Kenngröße für ein einfacheres Schaltungsdesign. Gruppe "B" hat drei Bins bei I_F=20mA:

• 0: 1,75 - 1,95 V
• 1: 1,95 - 2,15 V
• 2: 2,15 - 2,35 V

Die spezifische Kombination (z.B. CAT: V2, HUE: DD3, REF: 1) ist auf dem Produktetikett und der Rolle angegeben.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter nicht standardmäßigen Bedingungen wesentlich sind.

4.1 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausgabe mit dem Strom zunimmt, jedoch nicht linear. Sie hilft Entwicklern, einen Arbeitspunkt zu wählen, der Helligkeit mit Effizienz und Bauteilbelastung ausbalanciert.

4.2 Derating-Kurve für den Durchlassstrom

Dieses kritische Diagramm zeigt den maximal zulässigen kontinuierlichen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur. Mit steigender Temperatur muss der maximale Strom reduziert werden, um innerhalb der 120mW Verlustleistungsgrenze zu bleiben und Überhitzung zu verhindern. Bei 85°C ist der maximale I_Fdeutlich niedriger als 50mA.

4.3 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Diese I-V-Kennlinie veranschaulicht die exponentielle Beziehung der Diode. Die Spannung steigt mit dem Strom, und diese Beziehung ist temperaturabhängig (eine Kurve bei 25°C ist dargestellt).

4.4 Spektralverteilung

Das Diagramm zeigt einen einzelnen Peak um 591 nm, was die monochromatische Orange-Emission mit einer typischen Bandbreite von 20 nm bestätigt.

4.5 Abstrahlcharakteristik

Ein Polardiagramm bestätigt visuell den breiten 120°-Betrachtungswinkel und zeigt nahezu lambertische Abstrahlcharakteristiken, die für eine großflächige Ausleuchtung geeignet sind.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das PLCC-2-Gehäuse hat eine Bauteilgröße von etwa 2,0mm (Länge) x 1,25mm (Breite) x 1,1mm (Höhe). Der Anschlussabstand beträgt 1,0mm. Detaillierte Maßzeichnungen mit Toleranzen (typisch ±0,1mm) sind für das Leiterplatten-Layout-Design verfügbar. Das Gehäuse enthält eine klare Kennzeichnung der Kathode (üblicherweise durch eine Kerbe oder eine grüne Markierung in der Zeichnung angezeigt).

5.2 Rollen- und Bandverpackung

Das Bauteil wird auf 8-mm-Trägerband für die automatisierte Bestückung geliefert. Die Rollenabmessungen sind standardisiert. Jede Rolle enthält 2000 Stück. Die Abmessungen des Trägerbands gewährleisten eine ordnungsgemäße Bauteilhaltung und -zuführung.

5.3 Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Lagerung

Die Bauteile sind in einer feuchtigkeitsbeständigen Aluminiumfolie mit Trockenmittel verpackt, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, was entscheidend ist, um "Popcorning" während des Reflow-Lötens zu vermeiden. Die Folie ist mit relevanten Produktinformationen gekennzeichnet.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

Das Bauteil ist für Standard-SMD-Lötprozesse ausgelegt.

• Reflow-Löten:Ein Temperaturprofil mit einer Spitzentemperatur von maximal 260°C für höchstens 10 Sekunden wird empfohlen.
• Handlöten:Falls erforderlich, kann eine Lötspitzentemperatur bis zu 350°C für maximal 3 Sekunden pro Anschluss verwendet werden.
• Es ist sowohl mit Infrarot- (IR) als auch Dampfphasen-Reflow-Techniken kompatibel.
• Die Einhaltung des empfohlenen Pads-Layouts aus der Maßzeichnung ist für die Bildung zuverlässiger Lötstellen und die Selbstausrichtung während des Reflow-Lötens wesentlich.

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

• Automobil-Innenraum:Hintergrundbeleuchtung für Armaturenbrettinstrumente, Bedienschalter und Statusanzeigen.
• Telekommunikationsgeräte:Statusanzeigen und Tastatur-Hintergrundbeleuchtung in Telefonen, Faxgeräten und Netzwerkhardware.
• Unterhaltungselektronik:Netzteilanzeigen, Tasten-Hintergrundbeleuchtung und Statusleuchten in tragbaren Geräten, Haushaltsgeräten und Audio-/Video-Geräten.
• Allgemeine Frontplattenanzeigen:Jede Anwendung, die einen hellen, breitwinkligen visuellen Indikator erfordert.

7.2 Lichtleiter-Anwendungen

Der breite Betrachtungswinkel und die optimierte Lichtkopplung durch den Inter-Reflektor machen diese LED ideal für den Einsatz mit Lichtleitern. Das Design fängt das Licht vom LED-Chip effizient ein und leitet es mit minimalem Verlust in den Lichtleiter, wodurch eine helle und gleichmäßige Ausleuchtung in einiger Entfernung vom eigentlichen LED-Standort ermöglicht wird.

7.3 Schaltungsdesign-Überlegungen

• Vorwiderstand:Ein Serienwiderstand ist zwingend erforderlich. Berechnen Sie seinen Wert mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie den maximalen V_F-Wert aus dem Bin oder Datenblatt, um unter allen Bedingungen ausreichenden Strom sicherzustellen.
• Verlustleistung:Stellen Sie sicher, dass das Produkt V_F* I_F120mW nicht überschreitet, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen (siehe Derating-Kurve).
• ESD-Schutz:Implementieren Sie grundlegenden ESD-Schutz auf den Leiterplattenleitungen, wenn die LED Benutzerkontakt ausgesetzt ist, da ihre 2kV HBM-Klassifizierung relativ moderat ist.

8. Zuverlässigkeitstests

Das Produkt durchläuft Standard-Zuverlässigkeitstests, um Qualität und Langlebigkeit sicherzustellen. Der Testplan basiert auf einem Konfidenzniveau von 90% mit einem LTPD (Lot Tolerance Percent Defective) von 10%. Ein spezifizierter Test ist die Reflow-Lötbeständigkeit, bei der Proben 260°C±5°C für mindestens 5 Sekunden über 6 Zyklen ausgesetzt werden.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Welchen Widerstand sollte ich für eine 5V-Versorgung verwenden?

A: Unter Verwendung der maximalen V_Fvon 2,35V und einem Ziel-I_Fvon 20mA: R = (5V - 2,35V) / 0,02A = 132,5Ω. Ein Standard-130Ω- oder 150Ω-Widerstand wäre geeignet. Überprüfen Sie den tatsächlichen Strom immer mit der gemessenen V_F.

F: Kann ich diese LED mit einem 3,3V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

A: Möglicherweise, aber es hängt von der tatsächlichen V_Fder LED ab. Wenn die V_Fnahe 2,35V liegt, wäre der Spannungsabfall über einem Vorwiderstand an einer 3,3V-Quelle sehr gering, was die Stromregelung unpräzise und empfindlich gegenüber V_F-Schwankungen macht. Für 3,3V-Systeme wird ein niedrigerer V_F-Bin oder eine spezielle Treiberschaltung empfohlen.

F: Wie beeinflusst die Temperatur die Helligkeit?

A: Wie bei den meisten LEDs nimmt die Lichtstärke mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Die Derating-Kurve spiegelt dies indirekt wider, indem sie bei hohen Umgebungstemperaturen einen geringeren Strom zur Wärmeregulierung erfordert. Für konstante Helligkeit können Wärmemanagement oder Rückkopplung erforderlich sein.

F: Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

A: Der Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +85°C) deckt die meisten Außenbedingungen ab. Das Gehäuse ist jedoch nicht speziell für Wasserdichtigkeit oder UV-Beständigkeit ausgelegt. Für direkte Außenexposition wäre ein zusätzlicher Umweltschutz (Konformal-Beschichtung, geschlossenes Gehäuse) erforderlich.

10. Technischer Vergleich und Positionierung

Die 67-21-Serie im PLCC-2-Gehäuse positioniert sich als eine universelle, kostengünstige Anzeige-LED mit starkem Fokus auf Breitwinkelleistung. Im Vergleich zu kleineren Chip-LEDs (z.B. 0402, 0603) bietet sie aufgrund ihres größeren Chips und des integrierten Reflektors eine deutlich höhere Lichtausbeute und einen breiteren Betrachtungswinkel. Im Vergleich zu traditionellen "runden Kuppel"-LEDs bietet sie eine viel geringere Bauhöhe, die für moderne, dünne elektronische Geräte geeignet ist. Ihr wichtigster Unterscheidungsmerkmal ist die Kombination aus guter Helligkeit, sehr breitem Betrachtungswinkel und Kompatibilität mit der automatischen SMT-Bestückung, was sie zu einer vielseitigen Wahl für sowohl Indikator- als auch Lichtleiter-Hintergrundbeleuchtungsaufgaben macht, bei denen eine breite, gleichmäßige Ausleuchtung gewünscht ist.