LTST-S326KGJSKT Zweifarbige SMD-LED Datenblatt - Seitenemittierend - Grün/Gelb - 20mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert detailliert die technischen Spezifikationen einer zweifarbigen, seitenemittierenden Oberflächenmontage-LED (SMD). Das Bauteil integriert zwei verschiedene AlInGaP-Halbleiterchips in einem einzigen Gehäuse, wodurch die Emission von grünem und gelbem Licht ermöglicht wird. Für automatisierte Montageprozesse konzipiert, verfügt es über eine wasserklare Linse und wird auf Gurt und Rolle für die Serienfertigung geliefert. Die Hauptanwendung liegt als Anzeige- oder Statusleuchte in elektronischen Geräten, wo der Platz begrenzt ist und ein seitliches Abstrahlprofil erforderlich ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil darf nicht über diese Grenzwerte hinaus betrieben werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden. Zu den wichtigsten Grenzwerten gehören ein maximaler DC-Vorwärtsstrom von 30 mA pro Chip, ein Spitzenvorwärtsstrom von 80 mA (unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10) und eine maximale Sperrspannung von 5 V. Die gesamte Verlustleistung für jeden Chip ist auf 72 mW begrenzt. Der Betriebstemperaturbereich der Umgebung ist von -30°C bis +85°C spezifiziert.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Gemessen bei einem Standard-Prüfstrom von 20 mA und einer Umgebungstemperatur von 25°C werden die wichtigsten Leistungsparameter definiert. Für den grünen Chip beträgt die typische Lichtstärke 35,0 mcd (Millicandela) mit einem Minimum von 18,0 mcd. Der gelbe Chip ist typischerweise heller mit 75,0 mcd und einem Minimum von 28,0 mcd. Beide Chips weisen einen sehr weiten Abstrahlwinkel (2θ1/2) von 130 Grad auf, was für eine breite Sichtbarkeit sorgt. Die typische Durchlassspannung (VF) für beide Farben beträgt 2,0 V, maximal 2,4 V. Die dominanten Wellenlängen liegen bei etwa 571 nm für Grün und 589 nm für Gelb und definieren deren wahrgenommene Farbe.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Die LEDs werden anhand von Lichtstärke und dominanter Wellenlänge in Bins eingeteilt, um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die grüne LED ist in den Lichtstärke-Bins M, N, P und Q erhältlich, die einen Bereich von 18,0 mcd bis 112,0 mcd abdecken. Die gelbe LED verwendet die Bins N, P, Q und R, die 28,0 mcd bis 180,0 mcd abdecken. Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±15%.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Nur für die grüne LED sind die dominanten Wellenlängen-Bins C, D und E definiert, die den Wellenlängenbereichen von 567,5-570,5 nm, 570,5-573,5 nm bzw. 573,5-576,5 nm entsprechen, mit einer Toleranz von ±1 nm pro Bin. Diese präzise Kontrolle ermöglicht das Anpassen an spezifische Farbpunkte in einer Anwendung.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (z.B. typische Kennlinien auf Seite 6), veranschaulichen diese im Allgemeinen den Zusammenhang zwischen Vorwärtsstrom (IF) und Lichtstärke (IV), Durchlassspannung (VF) sowie den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Lichtleistung. Diese Kurven sind für Entwickler entscheidend, um das Verhalten der LED unter nicht standardmäßigen Betriebsbedingungen zu verstehen, z.B. beim Betrieb mit einem anderen Strom als 20 mA oder in erhöhten Temperaturumgebungen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Pinbelegung

Die LED entspricht einem industrieüblichen SMD-Gehäuseumriss. Die Pinbelegung ist für den korrekten Betrieb entscheidend: Kathode 2 (C2) ist mit der Anode des grünen Chips verbunden (gemeinsame Anodenkonfiguration ist impliziert), und Kathode 1 (C1) ist mit der Anode des gelben Chips verbunden. Das seitenemittierende Design bedeutet, dass die primäre Lichtemission senkrecht zur Montageebene erfolgt.

5.2 Empfohlene Lötpad-Anordnung

Ein empfohlenes Lötpad-Layout wird bereitgestellt, um zuverlässiges Löten und korrekte mechanische Ausrichtung während des Reflow-Prozesses zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser Abmessungen hilft, "Tombstoning" zu verhindern und eine gute Lötstellenbildung sicherzustellen.

6. Löt- und Montageanleitung

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein detailliertes Infrarot (IR)-Reflow-Profil wird für bleifreie Lötprozesse empfohlen. Zu den wichtigsten Parametern gehören eine Aufwärmphase, ein kontrollierter Temperaturanstieg, eine maximale Bauteiltemperatur von nicht mehr als 260°C für 10 Sekunden und eine kontrollierte Abkühlphase. Dieses Profil ist entscheidend, um thermischen Schock und Schäden am LED-Gehäuse und den internen Bonddrähten zu verhindern.

6.2 Lagerung und Handhabung

Die LEDs sind feuchtigkeitsempfindlich. Wenn die original versiegelte feuchtigkeitsdichte Verpackung geöffnet wurde, sollten die Bauteile innerhalb einer Woche verwendet oder in einer trockenen Umgebung (≤30°C/60% rel. Luftfeuchte) gelagert werden. Für eine Lagerung von mehr als einer Woche ist vor dem Löten ein Trocknungsprozess (Backen) bei etwa 60°C für 20 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow-Lötens zu verhindern.

6.3 Reinigung

Wenn nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol oder Ethylalkohol verwendet werden. Die LED sollte bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eingetaucht werden. Andere, nicht spezifizierte Chemikalien können die Epoxidlinse oder das Gehäuse beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Bauteil wird auf Standard-8mm-Trägerbändern auf 7-Zoll (178 mm) großen Rollen geliefert. Jede Rolle enthält 3000 Stück. Die Band- und Rollenspezifikationen entsprechen den ANSI/EIA 481-Standards und gewährleisten die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten. Die Artikelnummer LTST-S326KGJSKT identifiziert eindeutig diese zweifarbige, seitenemittierende Variante mit wasserklarer Linse.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal für platzbeschränkte Anwendungen, die eine Statusanzeige von der Seite einer Leiterplatte erfordern, wie z.B. in schlanken Unterhaltungselektronikgeräten (Telefone, Tablets), frontplattenmontierten Anzeigen, Automobil-Armaturenbrettbeleuchtung und industriellen Steuerungsschnittstellen. Die Zweifarben-Fähigkeit ermöglicht die Anzeige von zwei verschiedenen Zuständen (z.B. eingeschaltet/grün, Standby/gelb) von einer einzigen Bauteilposition aus.

8.2 Designüberlegungen

Entwickler müssen geeignete strombegrenzende Widerstände in Reihe mit jedem LED-Chip einplanen. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (Vcc - VF) / IF, wobei VF die Durchlassspannung ist (für Designreserven max. 2,4 V verwenden) und IF der gewünschte Treiberstrom ist (≤30 mA DC). Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladung (ESD) sind bei der Handhabung zwingend erforderlich; Arbeitsplätze und Personal müssen ordnungsgemäß geerdet sein.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieses Bauteils sind seine Zweifarben-Fähigkeit in einem seitenemittierenden Gehäuse und die Verwendung von AlInGaP-Technologie. AlInGaP-LEDs bieten im Allgemeinen eine höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität für rote, orange und gelbe Farben im Vergleich zu älteren Technologien. Das seitenemittierende Formfaktor bietet einen deutlichen Vorteil gegenüber oben emittierenden LEDs, wenn die Betrachtungsrichtung parallel zur Leiterplattenoberfläche verläuft.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Kann ich beide LED-Farben gleichzeitig ansteuern?

Ja, aber die Gesamtverlustleistung und thermischen Grenzwerte müssen eingehalten werden. Das gleichzeitige Betreiben beider Chips mit ihrem maximalen DC-Strom von 30 mA würde die kombinierte Leistungsgrenze erreichen, daher kann in Umgebungen mit hoher Temperatur ein thermisches Management oder eine Entlastung (Derating) erforderlich sein.

10.2 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die Wellenlänge am höchsten Punkt in der spektralen Ausgangskurve der LED. Die dominante Wellenlänge (λd) wird aus den Farbkoordinaten im CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge eines reinen monochromatischen Lichts, das vom menschlichen Auge als dieselbe Farbe wahrgenommen würde. Die dominante Wellenlänge ist für die Farbspezifikation relevanter.

10.3 Wie interpretiere ich die Bin-Codes bei der Bestellung?

Für ein einheitliches Erscheinungsbild in Ihrem Produkt geben Sie das erforderliche Lichtstärke-Bin (z.B. P) und für Grün das dominante Wellenlängen-Bin (z.B. D) an. Dies stellt sicher, dass alle LEDs in Ihrer Produktionscharge eine eng übereinstimmende Helligkeit und Farbe aufweisen.

11. Praktische Design-Fallstudie

Betrachten Sie ein tragbares Medizingerät mit einem flachen Gehäuse. Eine Status-LED muss durch ein kleines Seitenfenster sichtbar sein. Die Verwendung dieser zweifarbigen seitenemittierenden LED spart Leiterplattenfläche. Das grüne Licht zeigt den Normalbetrieb an (20 mA Ansteuerung), und das gelbe Licht zeigt eine Niedrig-Akku-Warnung an (mit einem niedrigeren Strom angesteuert, z.B. 15 mA, um die Helligkeit zu unterscheiden). Das Design verwendet separate GPIO-Pins des Mikrocontrollers und Reihenwiderstände, um jede Farbe unabhängig zu steuern. Der weite Abstrahlwinkel von 130 Grad gewährleistet die Sichtbarkeit, selbst wenn der Betrachtungswinkel des Benutzers nicht perfekt ausgerichtet ist.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED nutzt Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP) Halbleitermaterial zur Lichterzeugung. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Bandlückenenergie der AlInGaP-Legierung bestimmt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts – in diesem Fall Grün und Gelb. Der seitenemittierende Effekt wird erreicht, indem der LED-Chip seitlich im Gehäuse montiert wird, wobei die lichtemittierende Fläche zur Seitenwand der umhüllenden Epoxidlinse zeigt.

13. Technologietrends

Der Trend bei Anzeige-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro Einheit elektrischer Leistung), verbesserter Farbkonsistenz durch engere Binning-Toleranzen und erhöhter Integration (wie mehrfarbige und adressierbare LEDs in winzigen Gehäusen). Ein weiterer Fokus liegt auf der Verbesserung der Zuverlässigkeit unter höheren Temperaturbedingungen, wie sie z.B. in Automobilanwendungen unter der Motorhaube oder in der Nähe von Hochleistungsprozessoren vorkommen. Der Drang zur Miniaturisierung hält an und treibt die Gehäusegrößen weiter nach unten, während die optische Leistung beibehalten oder verbessert wird.