LTST-C195KGKFKT Zweifarbige SMD LED Datenblatt - Gehäuseabmessungen - Grün 2,0V Orange 2,0V - 75mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine zweifarbige, oberflächenmontierbare LED-Bauteil. Das Bauteil integriert zwei unterschiedliche lichtemittierende Chips in einem einzigen, industrieüblichen Gehäuse. Es ist für Anwendungen konzipiert, die eine Anzeige in zwei verschiedenen Farben bei kompakter Bauform erfordern. Die Hauptvorteile dieser Komponente sind ihre Kompatibilität mit automatisierten Montageprozessen, die hohe Helligkeit durch fortschrittliches Halbleitermaterial und die Einhaltung von Umweltvorschriften. Sie eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der Unterhaltungselektronik, auf Instrumententafeln und für Statusanzeigen, bei denen platzsparende Bauweise und zuverlässige Leistung entscheidend sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Für den sicheren Betrieb des Bauteils sind Grenzwerte definiert. Eine Überschreitung kann zu dauerhaften Schäden führen. Die maximale Verlustleistung für jeden Farbchip (Grün und Orange) beträgt 75 mW bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (DC) beträgt 30 mA pro Chip. Für Pulsbetrieb ist ein Spitzen-Durchlassstrom von 80 mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms zulässig. Die maximal anlegbare Sperrspannung beträgt 5 V. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -30°C bis +85°C, während der Lagerungstemperaturbereich mit -40°C bis +85°C weiter gefasst ist. Für den Durchlassstrom oberhalb von 25°C gilt ein Derating-Faktor von 0,4 mA/°C, was bedeutet, dass der zulässige Dauerstrom mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt, um die thermische Belastung zu managen.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei Ta=25°C und einem Prüfstrom (IF) von 20 mA gemessen. Die typische Durchlassspannung (VF) für beide Chips (Grün und Orange) beträgt 2,0 V, maximal 2,4 V. Diese niedrige Durchlassspannung ist charakteristisch für die AlInGaP-Technologie und trägt zur Energieeffizienz bei.

Optische Leistung:

• Grüner Chip:Die typische Lichtstärke beträgt 35,0 mcd (Millicandela), mit einem Minimum von 18,0 mcd und einem durch das Binning-System definierten Maximum. Die typische Spitzen-Emissionswellenlänge (λP) liegt bei 574 nm und die typische dominante Wellenlänge (λd) bei 571 nm.
• Orangefarbener Chip:Liefert eine höhere typische Lichtstärke von 90,0 mcd (Minimum 45,0 mcd). Es emittiert bei einer längeren Wellenlänge, mit einer typischen λP von 611 nm und einer typischen λd von 605 nm.

Beide Chips teilen sich einen sehr weiten Betrachtungswinkel (2θ1/2) von 130 Grad, was ein breites, diffuses Lichtmuster für die Betrachtung aus großen Winkeln bietet. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt etwa 15 nm für Grün und 17 nm für Orange, was auf eine relativ reine Farbemission hindeutet. Weitere elektrische Parameter sind ein maximaler Sperrstrom (IR) von 10 µA bei VR=5V und eine typische Sperrschichtkapazität (C) von 40 pF.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, werden die LEDs anhand der gemessenen Lichtstärke bei 20 mA in Bins sortiert. Jedes Bin hat einen definierten Mindest- und Höchstwertbereich für die Lichtstärke, wobei innerhalb jedes Bins eine Toleranz von +/-15% gilt.

Bins für grüne Lichtstärke:

• Bin M: 18,0 - 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 - 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 - 71,0 mcd

Bins für orangefarbene Lichtstärke:

• Bin P: 45,0 - 71,0 mcd
• Bin Q: 71,0 - 112,0 mcd
• Bin R: 112,0 - 180,0 mcd
• Bin S: 180,0 - 280,0 mcd

Dieses System ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit vorhersehbaren Helligkeitsstufen für ihre Anwendung auszuwählen, was für ein einheitliches Erscheinungsbild in Multi-LED-Arrays entscheidend ist.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die für das detaillierte Design wesentlich sind. Obwohl die spezifischen Grafiken hier nicht wiedergegeben werden, umfassen sie typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, typischerweise in einem nahezu linearen Verhältnis innerhalb des Betriebsbereichs.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die IV-Kennlinie der Diodensperrschicht.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt das thermische Derating der Lichtleistung, die im Allgemeinen mit steigender Temperatur abnimmt.
• Spektrale Verteilung:Grafiken, die die relative Strahlungsleistung über der Wellenlänge für jede Farbe zeigen und die Spitzen- und dominante Wellenlänge hervorheben.

Diese Kurven sind entscheidend für das Design von Treiberschaltungen, das Management der thermischen Leistung und das Verständnis der Farbstabilität unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil entspricht einer standardmäßigen EIA-Gehäuseform. Wichtige Maßangaben spezifizieren, dass alle Maße in Millimetern angegeben sind, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Komponente verfügt über eine wasserklare Linse, die die native Chipfarbe (grün oder orange) direkt sichtbar macht. Die Pinbelegung für die Zweifarbenfunktion ist klar definiert: Die Pins 1 und 3 sind für den grünen Chip, während die Pins 2 und 4 für den orangefarbenen Chip vorgesehen sind. Diese 4-Pin-Konfiguration ermöglicht die unabhängige Steuerung der beiden Farben. Das Bauteil wird in 8-mm-Tape auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen verpackt geliefert, kompatibel mit standardmäßigen automatischen Bestückungsgeräten.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofile

Es werden zwei vorgeschlagene Infrarot (IR)-Reflow-Profile bereitgestellt: eines für den normalen (Zinn-Blei) Lötprozess und eines für den bleifreien (SnAgCu) Lötprozess. Das bleifreie Profil ist bei Verwendung von bleifreiem Lotpaste zwingend erforderlich. Der Schlüsselparameter für die Infrarot-Lötung ist eine Spitzentemperatur von 260°C, die maximal 5 Sekunden gehalten wird. Detaillierte Vorwärm- und Aufheiz-/Abkühlraten sind typischerweise in den Profilgrafiken dargestellt.

6.2 Lagerung und Handhabung

LEDs sollten in einer Umgebung gelagert werden, die 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreitet. Komponenten, die aus ihrer ursprünglichen feuchtigkeitssperrenden Verpackung entnommen wurden, sollten innerhalb einer Woche einer IR-Reflow-Lötung unterzogen werden. Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung müssen sie in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre aufbewahrt werden. Wenn sie länger als eine Woche unverpackt gelagert wurden, ist vor der Montage ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 24 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein "Popcorning" während des Reflow zu verhindern.

6.3 Reinigung

Wenn eine Reinigung nach dem Löten notwendig ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel verwendet werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Kunststoffgehäuse beschädigen. Zulässige Methoden umfassen das Eintauchen in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackung ist eine 7-Zoll-Spule mit 4000 Stück. Eine Mindestbestellmenge von 500 Stück ist für Restmengen verfügbar. Das Tape-and-Reel-System entspricht den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Spezifikationen. Leere Taschen im Trägertape sind mit einem Deckband versiegelt. Die Qualitätsspezifikationen erlauben maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Komponenten auf einer Spule. Die Artikelnummer LTST-C195KGKFKT folgt dem internen Codierungssystem des Herstellers und identifiziert die spezifische Zweifarben-Variante.

8. Anwendungsempfehlungen und Designaspekte

8.1 Treiberschaltungsdesign

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim parallelen Betreiben mehrerer LEDs zu gewährleisten, wird dringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder einzelnen LED zu verwenden (Schaltungsmodell A). Das direkte parallele Betreiben mehrerer LEDs von einer einzigen Stromquelle (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen, da geringe Unterschiede in den Durchlassspannungs- (Vf) Kennwerten zwischen einzelnen LEDs zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich der Helligkeit führen.

8.2 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. ESD-Schäden können sich als hoher Sperrstrom, niedrige Durchlassspannung oder Ausfall bei niedrigen Strömen äußern. Vorbeugende Maßnahmen müssen während der Handhabung und Montage umgesetzt werden:

• Verwendung von leitfähigen Handgelenkbändern oder antistatischen Handschuhen.
• Sicherstellen, dass alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.
• Verwendung eines Ionisators, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich durch Handhabungsreibung auf der LED-Linse ansammeln können.

8.3 Anwendungsbereich und Vorsichtsmaßnahmen

Diese Komponente ist für allgemeine elektronische Geräte vorgesehen. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z.B. Luftfahrt, Medizingeräte, Sicherheitssysteme), ist eine Konsultation mit dem Komponentenhersteller vor der Integration erforderlich. Entwickler müssen sich strikt an die in diesem Datenblatt aufgeführten absoluten Grenzwerte und empfohlenen Betriebsbedingungen halten.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser Komponente sind ihre Zweifarben-Fähigkeit in einem einzigen SMD-Gehäuse und die Verwendung von AlInGaP-Halbleitertechnologie. AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) ist bekannt für hohe Lichtausbeute und ausgezeichnete Farbreinheit, insbesondere im Bernstein- bis Rot-Spektrum, im Vergleich zu älteren Technologien. Die Integration von zwei Chips spart Leiterplattenfläche und vereinfacht die Montage im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs. Der weite Betrachtungswinkel von 130 Grad ist ein weiterer Vorteil für Anwendungen, die eine breite Sichtbarkeit erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich sowohl den grünen als auch den orangefarbenen Chip gleichzeitig mit ihrem maximalen DC-Strom von jeweils 30mA betreiben?

A: Ja, aber die gesamte Verlustleistung muss berücksichtigt werden. Gleichzeitiger Betrieb mit jeweils 30mA würde zu einer kombinierten Verlustleistung führen, die sich den individuellen Grenzwerten nähert. In einem solchen Anwendungsfall ist ein sorgfältiges thermisches Management der Leiterplatte ratsam.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (λP) und dominanter Wellenlänge (λd)?

A: Die Spitzenwellenlänge ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine höchste Intensität hat. Die dominante Wellenlänge wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge eines reinen monochromatischen Lichts, das vom menschlichen Auge als dieselbe Farbe wie die LED-Ausgabe wahrgenommen würde. λd ist oft relevanter für die Farbspezifikation.

F: Wie wähle ich das richtige Bin für meine Anwendung aus?

A: Wählen Sie ein Bin basierend auf der für Ihr Design unter Worst-Case-Bedingungen (z.B. maximale Betriebstemperatur, Lebensdauerende) erforderlichen Mindesthelligkeit. Die Verwendung eines Bins mit einer höheren Mindestintensität bietet einen Helligkeitssicherheitsabstand. Für ein einheitliches Erscheinungsbild über mehrere Einheiten hinweg geben Sie einen einzelnen Bin-Code an.

11. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Zweizustands-Statusanzeige:Eine einzelne LTST-C195KGKFKT kann zwei separate LEDs ersetzen, um zwei verschiedene Systemzustände anzuzeigen (z.B. Grün für "Bereit/Normal" und Orange für "Standby/Warnung"). Dies spart Leiterplattenfläche und reduziert die Bauteilanzahl. Die Treiberschaltung würde aus zwei unabhängigen strombegrenzenden Widerstandsnetzwerken bestehen, die an die entsprechenden Pins angeschlossen sind (1/3 für Grün, 2/4 für Orange) und von Mikrocontroller-GPIO-Pins gesteuert werden.

Beispiel 2: Batterieladezustandsanzeige in einem kompakten Gerät:In einem Handgerät könnten mehrere zweifarbige LEDs in Balkendiagramm-Art verwendet werden. Unterschiedliche Farben könnten verschiedene Batterieladezustands-Schwellenwerte anzeigen (z.B. Grün für >50%, Orange für 20-50% und beide aus für<20%). Der weite Betrachtungswinkel stellt sicher, dass die Anzeige aus verschiedenen Winkeln sichtbar ist.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauteile, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen, genannt Elektrolumineszenz, tritt auf, wenn sich Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb des Bauteils rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Das spezifische Material des Halbleiterchips bestimmt die Farbe (Wellenlänge) des emittierten Lichts. Das in dieser Komponente verwendete AlInGaP-Materialsystem ist besonders effizient bei der Umwandlung von elektrischer Energie in sichtbares Licht im grün-roten Teil des Spektrums. Das Zweifarben-Gehäuse enthält zwei elektrisch isolierte Halbleiterchips, jeder aus einem Material, das auf die Emission einer spezifischen Farbe abgestimmt ist, untergebracht unter einer gemeinsamen wasserklaren Epoxidharzlinse.

13. Technologietrends und Entwicklungen

Der allgemeine Trend in der SMD-LED-Technologie geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbwiedergabe und erhöhter Leistungsdichte in kleineren Gehäusen. Es gibt auch einen starken Drang zur breiteren Einführung von bleifreien und RoHS-konformen Materialien und Prozessen in der gesamten Elektronikindustrie, was diese Komponente unterstützt. Die Integration mehrerer Funktionen (wie Zweifarben oder RGB) in einzelne Gehäuse adressiert die Nachfrage nach Miniaturisierung und Designvereinfachung in der modernen Elektronik. Fortschritte in der Phosphor-Technologie und im Chipdesign erweitern weiterhin die Grenzen von Helligkeit und Farbstabilität über Temperatur und Lebensdauer.