SMD-LED Datenblatt - 0,35 mm Bauhöhe - 1,7-2,3 V Durchlassspannung - Orange - 75 mW Leistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer ultradünnen, oberflächenmontierbaren Chip-LED. Das Bauteil ist für Anwendungen konzipiert, die eine flache Komponente mit hoher Helligkeit erfordern. Die Hauptmerkmale umfassen eine außergewöhnlich geringe Bauhöhe, Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsprozessen und den Einsatz von AlInGaP-Halbleitertechnologie für effiziente orangefarbene Lichtemission.

Die LED ist auf Gurt und Rolle verpackt für die automatisierte Bestückung in hohen Stückzahlen. Sie wird als "grünes Produkt" eingestuft und entspricht den relevanten Umweltstandards.

2. Detaillierte technische Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C definiert. Das Überschreiten dieser Werte kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Verlustleistung:75 mW - Die maximale Leistung, die das Bauteil sicher als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom:80 mA - Zulässig unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite).
• DC-Durchlassstrom:30 mA - Der maximale kontinuierliche Durchlassstrom.
• Sperrspannung:5 V - Die maximal in Sperrrichtung anlegbare Spannung.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +85°C.
• Infrarot-Lötbedingung:Hält 260°C für 10 Sekunden stand, geeignet für bleifreie Reflow-Prozesse.

2.2 Elektrische & Optische Kennwerte

Alle Kennwerte werden bei Ta=25°C und einem Standard-Prüfstrom (IF) von 5 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (Iv):Reicht von mindestens 11,2 mcd bis maximal 71,0 mcd. Der typische Wert liegt innerhalb dieses weiten Binning-Bereichs.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Spitzenwerts abfällt, was auf ein breites Abstrahlverhalten hinweist.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):Typisch 611 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung ihr Maximum erreicht.
• Dominante Wellenlänge (λd):Typisch 605 nm bei IF=5mA. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die orangefarbene Farbe der LED definiert, abgeleitet aus dem CIE-Farbtafeldiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typisch 17 nm. Dieser Parameter gibt die spektrale Reinheit an; ein kleinerer Wert bedeutet eine monochromatischere Lichtquelle.
• Durchlassspannung (VF):Liegt zwischen 1,7 V und 2,3 V bei IF=5mA. Die tatsächliche Spannung hängt vom spezifischen Bin-Code ab.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V.

Messhinweise:Die Lichtstärke wird mit einer Sensor- und Filterkombination gemessen, die der CIE-Photopischen (Augenempfindlichkeits-)Kurve entspricht. Es wird dringend vor elektrostatischer Entladung (ESD) gewarnt, da diese die LED beschädigen kann. Beim Umgang werden ordnungsgemäße Erdung und die Verwendung von antistatischer Ausrüstung empfohlen.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Zwei primäre Binning-Kategorien sind definiert:

3.1 Durchlassspannungs-Binning

Gemessen bei einem Durchlassstrom von 5mA. Die Toleranz für jedes Bin beträgt +/-0,1 Volt.

• Bin-Code E2:1,70 V (Min) bis 1,90 V (Max)
• Bin-Code E3:1,90 V (Min) bis 2,10 V (Max)
• Bin-Code E4:2,10 V (Min) bis 2,30 V (Max)

3.2 Lichtstärken-Binning

Gemessen bei einem Durchlassstrom von 5mA. Die Toleranz für jedes Bin beträgt +/-15%.

• Bin-Code L:11,20 mcd (Min) bis 18,00 mcd (Max)
• Bin-Code M:18,00 mcd (Min) bis 28,00 mcd (Max)
• Bin-Code N:28,00 mcd (Min) bis 45,00 mcd (Max)
• Bin-Code P:45,00 mcd (Min) bis 71,00 mcd (Max)

Das Verständnis dieser Bins ist für das Design entscheidend, insbesondere wenn mehrere LEDs parallel verwendet werden, um sichtbare Unterschiede in Helligkeit oder Durchlassspannungsabfall zu minimieren.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die bei 25°C Umgebungstemperatur gemessen wurden. Obwohl die spezifischen Grafiken im Text nicht reproduziert sind, umfassen sie typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, typischerweise in einer nichtlinearen Beziehung, die bei höheren Strömen sättigt.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Zeigt die Dioden-I-V-Kennlinie, entscheidend für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht den Rückgang der Lichtleistung bei steigender Sperrschichttemperatur, eine wichtige Überlegung für das Wärmemanagement.
• Spektrale Leistungsverteilung:Eine Grafik, die die relative Intensität des emittierten Lichts über verschiedene Wellenlängen zeigt, zentriert um das 611-nm-Maximum.

Diese Kurven sind wesentlich, um das reale Leistungsverhalten unter Bedingungen vorherzusagen, die vom Standard-Testpunkt abweichen.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Wichtige Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein EIA-Standardgehäuse. Ein Hauptmerkmal ist ihr extrem flaches Profil.

• Gehäusehöhe (H):0,35 mm. Dies ist eine kritische Abmessung für platzbeschränkte Anwendungen.
• Allgemeine Toleranzen:±0,10 mm (0,004"), sofern in der Maßzeichnung nicht anders angegeben.

5.2 Polaritätskennzeichnung & Pad-Design

Das Datenblatt enthält ein empfohlenes Lötpad-Layout. Ein korrektes Pad-Design ist entscheidend für eine zuverlässige Lötstelle, um "Tombstoning" zu verhindern und die korrekte Ausrichtung während des Reflow sicherzustellen. Die Kathode ist typischerweise auf dem Gehäuse markiert oder gekennzeichnet, und das Pad-Layout spiegelt diese Polarität wider, um eine falsche Platzierung zu verhindern.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Infrarot (IR)-Reflow-Profil für bleifreie Lötprozesse wird bereitgestellt. Wichtige Parameter umfassen:

• Vorwärmen:120-150°C für maximal 120 Sekunden, um die Baugruppe allmählich zu erwärmen und das Flussmittel zu aktivieren.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Das Bauteil hält die Spitzentemperatur maximal 5 Sekunden aus, um thermische Schäden an der Epoxid-Linse und dem Halbleiter-Chip zu verhindern.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist:

• Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Anschluss.
• Dies sollte nur einmal durchgeführt werden, um thermische Belastung zu vermeiden.

6.3 Reinigung

Es sollten nur spezifizierte Reinigungsmittel verwendet werden. Empfohlene Lösungsmittel sind Ethylalkohol oder Isopropylalkohol. Die LED sollte bei Raumtemperatur weniger als eine Minute eingetaucht werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Gehäusematerial beschädigen.

6.4 Lagerbedingungen

Um die Lötbarkeit zu erhalten und Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern:

• Umgebungslagerung:Sollte 30°C und 60% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten.
• Lebensdauer außerhalb der Verpackung:LEDs, die aus ihrer ursprünglichen feuchtigkeitssperrenden Verpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) reflow-gelötet werden.
• Langzeitlagerung:Für Zeiträume länger als 672 Stunden, in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator lagern.
• Trocknen (Baking):Bauteile, die länger als 672 Stunden außerhalb der Verpackung gelagert wurden, müssen vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Gurt- und Rollenspezifikationen

Das Bauteil wird in industrieüblicher Verpackung für automatisierte Pick-and-Place-Maschinen geliefert.

• Rollendurchmesser:7 Zoll.
• Gurtbreite:8 mm.
• Stückzahl pro Rolle:5000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Deckfolie:Leere Bauteiltaschen werden mit einer oberen Deckfolie versiegelt.
• Fehlende Bauteile:Gemäß Spezifikation sind maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende LEDs ("missing lamps") zulässig.
• Standard:Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Diese LED ist für gewöhnliche elektronische Geräte konzipiert, einschließlich Bürogeräten, Kommunikationsgeräten und Haushaltsanwendungen. Sie wird ohne vorherige Konsultation und Qualifizierung nicht für sicherheitskritische Systeme (z.B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltung, Verkehrssteuerung) empfohlen, da ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte.

8.2 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Für optimale Leistung und Gleichmäßigkeit:

• Empfohlene Schaltung (Modell A):Fügen Sie einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mitjederLED ein, wenn mehrere LEDs parallel geschaltet werden. Dies kompensiert die natürliche Variation der Durchlassspannung (Vf) von LED zu LED und stellt einen gleichmäßigen Strom und damit eine gleichmäßige Helligkeit über alle Bauteile sicher.
• Nicht empfohlene Schaltung (Modell B):Das direkte Parallelschalten mehrerer LEDs an eine Spannungsquelle mit nur einem strombegrenzenden Widerstand wird nicht empfohlen. Kleine Unterschiede in den I-V-Kennlinien einzelner LEDs können zu erheblichen Stromungleichgewichten führen, was zu sichtbaren Helligkeitsunterschieden und möglicher Überstrombelastung in einigen Bauteilen führt.

8.3 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Die LED ist empfindlich gegenüber ESD und Spannungsspitzen. Präventionsmaßnahmen sind entscheidend:

• Verwenden Sie ein leitfähiges Handgelenkband oder antistatische Handschuhe beim Umgang.
• Stellen Sie sicher, dass alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich durch Handhabungsreibung auf der Kunststofflinse aufbauen können.
• Symptome von ESD-Schäden:Umfassen hohen Sperrleckstrom, ungewöhnlich niedrige Durchlassspannung (Vf) oder Ausfall der Beleuchtung ("kein Leuchten") bei niedrigen Strömen. Verdächtige LEDs können durch Überprüfung der Beleuchtung und Messung von Vf bei einem niedrigen Prüfstrom getestet werden.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Wichtige Differenzierungsfaktoren dieser LED umfassen:

• Ultradünnes Profil (0,35 mm):Ermöglicht den Einsatz in extrem schlanken Geräten wie modernen Smartphones, Tablets und ultradünnen Displays, wo die Bauhöhe stark begrenzt ist.
• AlInGaP-Technologie:Bietet für Orange/Rot-Farben eine höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP, was zu hellerer Ausgangsleistung und konsistenterer Farbe über Temperatur und Treiberstrom führt.
• Volle SMD-Prozesskompatibilität:Konzipiert für Hochgeschwindigkeits-Automatikbestückung, Erkennung durch Vision-Systeme und Standard-Infrarot-Reflow-Lötung, integriert sich nahtlos in moderne Elektronikfertigungslinien.
• Breite Binning-Optionen:Bietet Designern Flexibilität, den geeigneten Helligkeits- (Lichtstärke) und Spannungs- (Durchlassspannung) Bin für Kostenoptimierung oder Leistungsanpassung in ihrer spezifischen Anwendung auszuwählen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Warum wird für jede parallel geschaltete LED ein Reihenwiderstand benötigt?

Aufgrund von Fertigungstoleranzen haben keine zwei LEDs identische Durchlassspannungs- (Vf) Kennlinien. Ohne individuelle Widerstände zieht die LED mit der etwas niedrigeren Vf in einer Parallelschaltung unverhältnismäßig mehr Strom, wird heller und überhitzt möglicherweise, während andere dunkel bleiben. Reihenwiderstände wirken als Vorschaltgeräte, um den Strom auszugleichen.

10.2 Was passiert, wenn ich die 260°C-für-10-Sekunden Reflow-Bedingung überschreite?

Übermäßige Temperatur oder Zeit können mehrere Ausfälle verursachen: Degradation der Epoxid-Linse (Vergilbung, Rissbildung), Beschädigung der internen Bonddrähte oder thermische Belastung des Halbleiter-Chips, was zu reduzierter Lebensdauer oder sofortigem Ausfall führt. Halten Sie sich stets an das empfohlene Profil.

10.3 Kann ich diese LED im Freien verwenden?

Der Betriebstemperaturbereich beträgt -30°C bis +85°C. Während sie in kalten Umgebungen funktionieren kann, erfordert der Außeneinsatz eine sorgfältige Betrachtung der gesamten Anwendungsumgebung, einschließlich Luftfeuchtigkeit, UV-Belastung (die die Linse schädigen kann) und der Notwendigkeit einer Konformal-Beschichtung. Das Datenblatt spezifiziert gewöhnliche elektronische Geräte; raue Umgebungen können zusätzlichen Schutz oder eine andere Produktklasse erfordern.

10.4 Wie interpretiere ich den Lichtstärkewert?

Lichtstärke (gemessen in Millicandela, mcd) ist die Menge an sichtbarem Licht, die in eine bestimmte Richtung abgestrahlt wird. Der Wert von 11,2-71,0 mcd bei 5mA ist die axiale Intensität (geradeaus). Der breite 130-Grad-Abstrahlwinkel bedeutet, dass dieses Licht über eine große Fläche verteilt wird, daher sagt die axiale Intensitätszahl, obwohl wichtig, nicht die ganze Geschichte über die gesamte Lichtleistung aus. Für Anwendungen, die ein breites, gleichmäßiges Leuchten benötigen, ist dies vorteilhaft.

11. Design-in Fallstudie

Szenario:Entwurf von Statusanzeigeleuchten für einen schlanken, handgehaltenen Medizinscanner. Die Gehäusetiefe lässt nur 0,5 mm für die Komponente zu.

Bauteilauswahl:Diese LED mit ihrer 0,35 mm Höhe passt perfekt in die mechanische Beschränkung. Die orangefarbene LED bietet hohe Sichtbarkeit und Kontrast.

Schaltungsdesign:Vier LEDs werden verwendet, um verschiedene Betriebsmodi anzuzeigen (Standby, Scannen, Fehler, Laden). Sie werden von einem Mikrocontroller-GPIO-Pin angesteuert. Gemäß der Datenblattempfehlung hat jede LED ihren eigenen 100-Ohm-Reihenwiderstand, der mit der gemeinsamen 3,3-V-Versorgung verbunden ist. Dies stellt sicher, dass alle vier LEDs unabhängig von geringen Vf-Schwankungen identische Helligkeit haben.

Bestückung:Die Leiterplatte ist mit dem vorgeschlagenen Pad-Layout gestaltet. Die Bestückungsfirma verwendet das bereitgestellte bleifreie IR-Reflow-Profil. Die Bauteile werden bis kurz vor der Produktionsserie in versiegelten Beuteln aufbewahrt, um die 672-Stunden-Lagerzeit-Anforderung zu erfüllen.

Ergebnis:Zuverlässige, einheitliche Statusanzeigen, die den schlanken Formfaktor und die Leistungsanforderungen erfüllen.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren. Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie des Halbleiters, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts diktiert – in diesem Fall Orange (~605-611 nm). Die "wasserklare" Linse besteht aus Epoxid oder Silikon, das für diese Wellenlänge transparent ist und so einen effizienten Lichtaustritt ermöglicht. Das ultradünne Design wird durch fortschrittliche Gehäuseformungs- und Die-Attach-Techniken erreicht, die den vertikalen Materialstapel minimieren.

13. Branchentrends

Der Trend bei Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungs-LEDs geht weiterhin in Richtung:

• Miniaturisierung:Noch dünnere und kleinere Gehäuse, um immer schlankere Endprodukte zu ermöglichen.
• Höhere Effizienz:Verbesserung der Lumen pro Watt (lm/W), um die erforderliche Helligkeit bei niedrigeren Strömen zu erreichen, Strom zu sparen und Wärmeentwicklung zu reduzieren.
• Verbesserte Farbkonstanz:Engere Binning-Spezifikationen und fortschrittliche Halbleiterwachstumstechniken, um die Farbvariation von Charge zu Charge zu reduzieren.
• Erhöhte Zuverlässigkeit:Materialien und Designs, die längere Lebensdauer und bessere Leistung unter Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsbedingungen bieten.
• Erweiterung des Spektrums:Entwicklung effizienter LEDs über mehr vom sichtbaren Spektrum und in den ultravioletten (UV) und infraroten (IR) Bereich für spezielle Sensor- und Beleuchtungsanwendungen.

Dieses spezielle Produkt, mit seinem Fokus auf dünnes Profil und Automatikbestückungskompatibilität, entspricht den anhaltenden Miniaturisierungs- und Fertigungseffizienztrends in der Elektronikindustrie.