LTW-327ZDSKG-5A Zweifarbige SMD-Seitenlicht-LED Datenblatt - Seitenlicht - Weiß/Grün - 5mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTW-327ZDSKG-5A ist eine zweifarbige, seitlich abstrahlende (rechtwinklige) SMD-LED (Surface Mount Device). Diese Komponente wurde speziell für Anwendungen entwickelt, die eine Beleuchtung von der Seite des Gehäuses erfordern, was sie zur idealen Wahl für LCD-Panel-Hintergrundbeleuchtungssysteme, kantengeleuchtete Panels und andere platzbeschränkte Beleuchtungslösungen macht, bei denen das Licht seitlich und nicht senkrecht zur Leiterplatte abgestrahlt werden muss.

Das Bauteil integriert zwei verschiedene Halbleiterchips in einem einzigen Gehäuse: einen InGaN-Chip (Indiumgalliumnitrid) für weißes Licht und einen AlInGaP-Chip (Aluminiumindiumgalliumphosphid) für grünes Licht. Diese Zwei-Chip-Konfiguration ermöglicht Farbmischung oder unabhängige Steuerung zweier Lichtquellen auf kleinstem Bauraum. Das Gehäuse verfügt über einen verzinkten Leadframe für verbesserte Lötbarkeit und wird auf 8 mm breitem Trägerband auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen geliefert, kompatibel mit Hochgeschwindigkeits-Automatikbestückungsanlagen.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Zweifarbige Lichtquelle:Vereint weiße und grüne LEDs in einem EIA-Standardgehäuse, spart Leiterplattenplatz und vereinfacht das Design.
• Rechtwinklige Abstrahlung:Das seitlich abstrahlende Design ist für die Lichtführung parallel zur PCB-Oberfläche optimiert, entscheidend für Kantenbeleuchtungsanwendungen.
• Hohe Helligkeit:Nutzt fortschrittliche InGaN- und AlInGaP-Chip-Technologie für hohe Lichtstärke.
• Fertigungskompatibilität:Gehäuse ist für Standard-Automatikbestückungssysteme und Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozesse ausgelegt.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen ist nicht garantiert und sollte im Schaltungsdesign vermieden werden.

• Verlustleistung (Pd):Weiß: 35 mW, Grün: 48 mW. Dies ist die maximal zulässige als Wärme abgegebene Leistung.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):Weiß: 50 mA, Grün: 40 mA. Dies ist der maximale gepulste Strom (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite), den die LED kurzzeitig aushalten kann.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):Weiß: 10 mA, Grün: 20 mA. Dies ist der maximal empfohlene Gleichstrom für Dauerbetrieb bei Ta=25°C.
• Temperaturbereiche:Betrieb: -20°C bis +80°C; Lagerung: -40°C bis +85°C.
• Lötbedingungen:Hält Infrarot-Reflow-Lötung mit einer Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden stand.
• Elektrostatische Entladung (ESD):Die Schwellenspannung nach dem Human Body Model (HBM) beträgt 2000V. Einhaltung von ESD-Schutzmaßnahmen ist zwingend erforderlich.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 5mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):Ein Schlüsselmaß für die Helligkeit.
  • Weiß: Minimum 28,0 mcd, Typischer Wert nicht spezifiziert, Maximum 112,0 mcd.
  • Grün: Minimum 4,5 mcd, Typischer Wert nicht spezifiziert, Maximum 18,0 mcd.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Ungefähr 130 Grad für beide Farben, definiert die Winkelverteilung des abgestrahlten Lichts.
• Durchlassspannung (V_F):Der Spannungsabfall über der LED im leitenden Zustand.
  • Weiß: Min 2,70V, Typ 3,00V, Max 3,15V.
  • Grün: Min 1,70V, Typ 2,00V, Max 2,40V.
  Der Unterschied in V_Fzwischen den Farben ist wichtig für das Design der Treiberschaltung, insbesondere wenn sie von einer gemeinsamen Stromquelle versorgt werden sollen.
• Spektrale Eigenschaften des grünen Chips (bei I_F=5mA):
  • Spitzenwellenlänge (λ_P): Typisch 575 nm.
  • Dominante Wellenlänge (λ_d): Typisch 570 nm.
  • Spektrale Halbwertsbreite (Δλ): Typisch 20 nm.
  • Farbwertkoordinaten (x, y): Typisch (0,3, 0,3) im CIE-1931-Diagramm.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 100 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden nach Leistungsklassen sortiert, um Konsistenz zu gewährleisten. Der Klassifizierungscode ist auf der Verpackungstüte aufgedruckt.

3.1 Lichtstärke (I_V) Binning

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtleistung bei 5mA gruppiert.

• Weiße LED Klassen:
  • N: 28,0 - 45,0 mcd
  • P: 45,0 - 71,0 mcd
  • Q: 71,0 - 112,0 mcd
• Grüne LED Klassen:
  • J: 4,5 - 7,1 mcd
  • K: 7,1 - 11,2 mcd
  • L: 11,2 - 18,0 mcd

Toleranz für jede Lichtstärkeklasse beträgt +/- 15%.

3.2 Farbton (Farbwert) Binning für grüne LED

Die grünen LEDs werden auch nach ihrem Farbpunkt im CIE-1931-Farbwertdiagramm, definiert durch die Koordinaten (x, y), klassifiziert. Sechs Klassen (S1 bis S6) mit präzisen Koordinatengrenzen sind spezifiziert. Die Toleranz für jede Farbtonklasse beträgt +/- 0,01 in beiden x- und y-Koordinaten. Dies gewährleistet eine enge Farbkonstanz für Anwendungen, bei denen eine präzise grüne Farbe entscheidend ist.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter verschiedenen Bedingungen wesentlich sind. Obwohl die spezifischen Grafiken im Text nicht wiedergegeben sind, umfassen sie typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Helligkeit mit dem Strom bis zu den Maximalwerten ansteigt.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die Dioden-I-V-Kennlinie.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die thermische Degradation der Lichtleistung, was für das Wärmemanagement in der Anwendung entscheidend ist.
• Spektrale Leistungsverteilung:Für die grüne LED, zeigt die Intensität des abgestrahlten Lichts bei jeder Wellenlänge, zentriert um die Spitzenwellenlänge von ~575 nm.

Entwickler sollten diese Kurven nutzen, um geeignete Arbeitspunkte auszuwählen und Leistungskompromisse zu verstehen, insbesondere in Bezug auf Effizienz und thermische Effekte.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Pinbelegung und Polarität

Die Artikelnummer LTW-327ZDSKG-5A hat eine gelbe Linse. Die Pinbelegung ist wie folgt:

• Anode 1 (A1): Verbunden mit dem AlInGaP-Grün-Chip.
• Anode 2 (A2): Verbunden mit dem InGaN-Weiß-Chip.

Die gemeinsame Kathode ist impliziert, aber im bereitgestellten Text nicht explizit beschriftet. Die mechanische Zeichnung würde die Kathodenfläche zeigen. Korrekte Polarität ist essentiell, um Schäden zu vermeiden.

5.2 Gehäuseabmessungen und Toleranzen

Das Bauteil entspricht einer EIA-Standardgehäuseform für seitlich abstrahlende LEDs. Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben, mit einer Standardtoleranz von ±0,10 mm, sofern nicht anders in der detaillierten Gehäusezeichnung vermerkt. Das Datenblatt enthält vorgeschlagene Lötflächenabmessungen und Ausrichtung, um eine korrekte mechanische Ausrichtung und Lötstellenzuverlässigkeit während des Reflow-Prozesses zu gewährleisten.

6. Montage-, Löt- & Handhabungsrichtlinien

6.1 Lötprozess

Die LED ist mit Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen kompatibel. Ein empfohlener Temperaturprofil wird vorgeschlagen, mit einer Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden. Die Einhaltung dieses Profils ist entscheidend, um thermische Schäden am LED-Gehäuse oder den internen Bonddrähten zu verhindern.

6.2 Reinigung

Falls eine Reinigung nach dem Löten erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Chemikalien verwendet werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Kunststoffgehäuse beschädigen. Die empfohlene Methode ist das Eintauchen der LED in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute.

6.3 Lagerung und Feuchtigkeitsempfindlichkeit

LEDs sind feuchtigkeitsempfindliche Bauteile. Spezifische Lagerbedingungen sind vorgeschrieben:

• Verschlossene Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Innerhalb eines Jahres verwenden.
• Geöffnete Verpackung:Die Lagerumgebung darf 30°C oder 60% RH nicht überschreiten. Es wird empfohlen, den IR-Reflow innerhalb einer Woche nach dem Öffnen abzuschließen.
• Längere Lagerung (Geöffnet):In einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator lagern.
• Nachbacken:Wenn länger als eine Woche außerhalb der Originalverpackung gelagert wurde, ist vor dem Löten ein Backprozess bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

6.4 Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladung (ESD)

Das Bauteil hat eine ESD-Schwellenspannung von 2000V (HBM). Um Schäden durch statische Elektrizität zu verhindern, ist die Verwendung geeigneter ESD-Schutzmaßnahmen zwingend erforderlich: Erdungsarmbänder, antistatische Handschuhe und Sicherstellung, dass alle Geräte und Arbeitsplätze ordnungsgemäß geerdet sind.

7. Verpackung und Bestellung

7.1 Band- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden auf industrieüblichem geprägtem Trägerband, 8 mm breit, mit Deckband geliefert. Das Band ist auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser-Spulen aufgewickelt.

• Stückzahl pro Spule:3000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Verpackungsstandards:Entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen.
• Qualität:Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Komponenten (leere Taschen) im Band beträgt zwei.

Detaillierte mechanische Zeichnungen für die Bandtaschenabmessungen, Spulennabe und Spulenflansch sind für die Einrichtung von automatischen Handhabungsgeräten bereitgestellt.

8. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

8.1 Zielanwendungen

Die Hauptanwendung für diese seitlich abstrahlende, zweifarbige LED ist die LCD-Hintergrundbeleuchtung, insbesondere für kleine bis mittelgroße Displays in Unterhaltungselektronik, Industrie-Panels und Automobil-Innenräumen. Das rechtwinklige Design ermöglicht die Platzierung am Rand einer Lichtleitplatte, um Licht effizient in das Panel einzukoppeln. Weitere mögliche Anwendungen sind Statusanzeigen in engen Räumen, dekorative Kantenbeleuchtung und Hintergrundbeleuchtung für Tastaturen oder Symbole.

8.2 Schaltungsdesign-Überlegungen

• Strombegrenzung:Immer einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber verwenden, um den Durchlassstrom auf den empfohlenen Gleichstromwert (10mA für weiß, 20mA für grün) oder darunter zu begrenzen. Das Überschreiten von I_Fverringert die Lebensdauer und kann zu sofortigem Ausfall führen.
• Unabhängige Steuerung:Die beiden Anoden ermöglichen die unabhängige Ansteuerung der weißen und grünen LEDs. Dies ermöglicht Farbmischung (zur Erzeugung von Blaugrün- oder Aquatönen) oder separate Signalfunktionen.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, kann eine ausreichende PCB-Kupferfläche oder thermische Durchkontaktierungen für die Kathodenfläche helfen, eine niedrigere Sperrschichttemperatur aufrechtzuerhalten, was Lichtleistung und Langlebigkeit erhält, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur.
• Spannungsversorgung:Die unterschiedlichen Durchlassspannungen beim Design der Treiberschaltung berücksichtigen. Eine einzelne Stromquelle mit einem Widerstand für jede Farbe kann ausreichen, aber der Spannungsabstand muss für beide überprüft werden.

8.3 Zuverlässigkeit und Lebensdauer

Die LED-Lebensdauer wird stark von den Betriebsbedingungen beeinflusst. Wichtige Faktoren sind:

• Treibstrom:Betrieb unterhalb des maximalen Nennstroms verlängert die Betriebsdauer erheblich.
• Sperrschichttemperatur (T_j):Hohe T_jbeschleunigt den Lichtstromrückgang und kann den Farbwert verschieben. Effektive Wärmeableitung über die Leiterplatte ist entscheidend.
• Umweltabdichtung:Das Kunststoffgehäuse bietet grundlegenden Schutz, aber die Exposition gegenüber aggressiven Chemikalien, UV-Strahlung oder extremer Luftfeuchtigkeit außerhalb der spezifizierten Bereiche sollte vermieden werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTW-327ZDSKG-5A unterscheidet sich durch ihre spezifische Kombination von Merkmalen:

• Vergleich mit einfarbigen Seitenlicht-LEDs:Bietet Designflexibilität durch Bereitstellung zweier Farben in einem Gehäuse, reduziert Bauteilanzahl und Leiterplattenplatz im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs.
• Vergleich mit senkrecht abstrahlenden LEDs:Das rechtwinklige Abstrahlprofil ist ihr definierendes Merkmal und ermöglicht völlig andere optische Designs, die auf Kantenbeleuchtung statt direkter Beleuchtung fokussiert sind.
• Vergleich mit anderen zweifarbigen LEDs:Die Verwendung von InGaN für Weiß und AlInGaP für Grün stellt eine Kombination dar, die für Effizienz und Farbqualität gewählt wurde. Die spezifische Binning-Struktur für sowohl Intensität als auch Farbton (für Grün) zeigt einen Fokus auf Farbkonstanz für Display-Anwendungen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Kann ich die weiße und grüne LED gleichzeitig mit ihrem maximalen Gleichstrom betreiben?
A1: Ja, aber Sie müssen die gesamte Verlustleistung berücksichtigen. Gleichzeitiger Betrieb bei I_F(Weiß)=10mA (V_F~3,0V, P=30mW) und I_F(Grün)=20mA (V_F~2,0V, P=40mW) ergibt zusammen ~70mW. Stellen Sie sicher, dass die thermische Umgebung der Anwendung diese kombinierte Wärmelast bewältigen kann, ohne die maximale Sperrschichttemperatur zu überschreiten.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?
A2: Spitzenwellenlänge (λ_P) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine höchste Intensität hat. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht, wenn sie mit einer Referenzweißlichtquelle verglichen wird. λ_dist relevanter für die Farbspezifikation.

F3: Warum sind die Lagerbedingungen für eine geöffnete Verpackung strenger als für eine verschlossene?
A3: Die verschlossene Verpackung enthält Trockenmittel, um eine trockene Innenatmosphäre aufrechtzuerhalten. Einmal geöffnet, ist das feuchtigkeitsempfindliche Kunststoffgehäuse der Umgebungsluftfeuchtigkeit ausgesetzt, die es aufnehmen kann. Übermäßige aufgenommene Feuchtigkeit kann während des Lötens (Reflow) schnell verdampfen und zu innerer Delamination oder Rissbildung (\"Popcorning\") führen.

F4: Wie interpretiere ich den Binning-Code auf der Verpackungstüte?
A4: Der Code gibt die Leistungsklasse für die LEDs in dieser Tüte an. Zum Beispiel könnte ein Code \"Q-K-S4\" angeben.