LTST-S115KFKGKT-5A Zweifarbige SMD LED Datenblatt - Seitenansicht Gehäuse - Orange/Grün - 5mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTST-S115KFKGKT-5A ist eine zweifarbige SMD LED (Surface Mount Device) in Seitenansicht, die speziell für Anwendungen entwickelt wurde, die kompakte Hintergrundbeleuchtungslösungen erfordern, wie z.B. in LCD-Panels. Diese Komponente integriert zwei verschiedene Halbleiterchips in einem einzigen Gehäuse: einen, der im orangefarbenen Spektrum emittiert, und einen im grünen Spektrum. Ihr primärer Konstruktionszweck ist es, eine zuverlässige, helle und platzsparende Lichtquelle bereitzustellen, die mit modernen automatisierten Bestückungsprozessen kompatibel ist.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre Konformität mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), was sie als umweltfreundliches Produkt klassifiziert. Sie nutzt für beide Farben die ultrahelle AlInGaP-Chip-Technologie (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid), die für hohe Effizienz und gute Farbreinheit bekannt ist. Das Bauteil ist auf 8 mm breitem Trägerband auf 7-Zoll-Spulen verpackt, was eine vollständige Kompatibilität mit Hochgeschwindigkeits-Automatikbestückungsgeräten gewährleistet. Darüber hinaus ist es für die Verarbeitung in Standard-Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen ausgelegt, was die Integration in Leiterplatten (PCB)-Bestückungen erleichtert.

Der Zielmarkt umfasst Unterhaltungselektronik, Industriemessgeräte und Automobilinnenräume, wo seitlich emittierende LEDs für kantenbeleuchtete Display-Hintergrundbeleuchtung, Anzeigetafeln und Statusbeleuchtung in beengten Räumen entscheidend sind.

2. Detaillierte Betrachtung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Ein Betrieb des Bauteils außerhalb dieser Grenzwerte kann dauerhafte Schäden verursachen. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 75 mW pro Farbchip.
• Spitzen-Strom (I_FP):80 mA, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Dieser Wert gilt für transiente Ereignisse, nicht für Dauerbetrieb.
• DC-Vorwärtsstrom (I_F):Maximal 30 mA Dauerstrom für zuverlässigen Langzeitbetrieb.
• Sperrspannung (V_R):Maximal 5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann den LED-Übergang beschädigen. Dauerbetrieb unter Sperrspannung ist untersagt.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C. Das Bauteil ist innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs funktionsfähig.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +85°C unter Nicht-Betriebsbedingungen.
• Infrarot-Lötbedingung:Das Gehäuse hält während des Reflow-Lötens eine Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden aus, was dem Standard für bleifreie (Pb-freie) Bestückungsprozesse entspricht.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und einem Vorwärtsstrom (I_F) von 5mA, was eine gängige Test- und Betriebsbedingung ist.

• Lichtstärke (I_V):
  • Orangefarbener Chip:Minimum 11,2 mcd, Typischer Wert nicht spezifiziert, Maximum 71,0 mcd.
  • Grüner Chip:Minimum 4,5 mcd, Typischer Wert nicht spezifiziert, Maximum 28,0 mcd.
  • Die Messung erfolgt mit einer Sensor-Filter-Kombination, die der photopischen (CIE) Augenempfindlichkeitskurve annähernd entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typisch 130 Grad für beide Farben. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzen- (axialen) Wertes abfällt und definiert die Strahlbreite.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist.
  • Orange: Typisch 611 nm.
  • Grün: Typisch 574 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und die Farbe definiert.
  • Orange: Typisch 605 nm bei I_F=5mA.
  • Grün: Typisch 571 nm bei I_F=5mA.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Die Bandbreite des emittierten Spektrums bei halber maximaler Intensität.
  • Orange: Typisch 17 nm.
  • Grün: Typisch 15 nm.
• Durchlassspannung (V_F):
  • Beide Farben: Typisch 1,90 V, Maximum 2,30 V bei I_F=5mA.
• Sperrstrom (I_R):Maximum 10 µA bei einer angelegten Sperrspannung (V_R) von 5V.

3. Erläuterung des Binning-Systems

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

3.1 Lichtstärke-Binning

Orange Farbe (@5mA):

Bin-Code L: 11,2 - 18,0 mcd

Bin-Code M: 18,0 - 28,0 mcd

Bin-Code N: 28,0 - 45,0 mcd

Bin-Code P: 45,0 - 71,0 mcd

Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±15%.

Grüne Farbe (@5mA):

Bin-Code J: 4,5 - 7,1 mcd

Bin-Code K: 7,1 - 11,2 mcd

Bin-Code L: 11,2 - 18,0 mcd

Bin-Code M: 18,0 - 28,0 mcd

Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±15%.

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning (Nur Grün)

Bin-Code B: 564,5 - 567,5 nm

Bin-Code C: 567,5 - 570,5 nm

Bin-Code D: 570,5 - 573,5 nm

Toleranz für jeden Wellenlängen-Bin beträgt ±1 nm. Hinweis: Das Binning der orangen Wellenlänge ist in diesem Datenblatt nicht spezifiziert.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die für Entwicklungsingenieure wesentlich sind. Während die spezifischen Grafiken nicht im Text wiedergegeben sind, werden ihre Implikationen analysiert.

• Relative Lichtstärke vs. Vorwärtsstrom:Diese Kurve würde zeigen, wie die Lichtausbeute mit dem Strom ansteigt, typischerweise in sublinearer Weise, und unterstreicht die Bedeutung der Stromregelung gegenüber der Spannungsansteuerung für konstante Helligkeit.
• Durchlassspannung vs. Vorwärtsstrom:Diese IV-Kennlinie zeigt die exponentielle Beziehung der Diode, die entscheidend für die Berechnung von Vorwiderstandswerten oder den Entwurf von Konstantstromtreibern ist.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Die LED-Lichtausbeute nimmt im Allgemeinen mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Diese Kurve ist für das thermische Management in der Anwendung entscheidend, um gewünschte Helligkeitsniveaus aufrechtzuerhalten.
• Spektrale Verteilung:Grafiken, die die relative Leistung gegenüber der Wellenlänge für beide Chips (orange und grün) zeigen und die Spitzen- und dominante Wellenlänge sowie die spektrale Halbwertsbreite veranschaulichen.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Pinbelegung

Das Bauteil entspricht einem EIA-Standard-SMD-Gehäuse in Seitenansicht. Detaillierte Maßzeichnungen sind im Originaldatenblatt mit allen Maßen in Millimetern angegeben. Wichtige mechanische Hinweise umfassen eine allgemeine Toleranz von ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben.

Pinbelegung:

- Kathode 1 (C1): Verbunden mit dem grünen Chip.

- Kathode 2 (C2): Verbunden mit dem orangefarbenen Chip.

Das Linsenmaterial ist wasserklar.

5.2 Vorgeschlagene Lötpad-Anordnung & Polarität

Es wird eine empfohlene Lötpad-Fußabdruckgeometrie bereitgestellt, um eine korrekte mechanische Befestigung und Lötstellenzuverlässigkeit während des Reflow-Lötens sicherzustellen. Eine vorgeschlagene Lötrichtung wird ebenfalls angegeben, um mögliches "Tombstoning" (Aufrichten der Komponente auf einer Seite) während des Reflow-Prozesses zu minimieren. Entwickler sollten sich an diese Richtlinien halten, um eine optimale Bestückungsausbeute zu erzielen.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

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

- Vorwärmen:150°C bis 200°C.

- Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.

- Spitzentemperatur:Maximal 260°C.

- Zeit oberhalb Liquidus:Das Beispielprofil zeigt kritische Zeit-Temperatur-Zonen, einschließlich einer empfohlenen Aufheizrate, Einweichzone und Abkühlrate, die mit JEDEC-Standards konform sind. Das Profil auf Seite 3 des Datenblatts dient als generisches Ziel, aber eine platinenspezifische Charakterisierung wird empfohlen.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist:

- Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.

- Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Lötstelle.

- Dies sollte nur einmal durchgeführt werden, um thermische Belastung zu vermeiden.

6.3 Reinigung

Es sollten nur spezifizierte Reinigungsmittel verwendet werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das LED-Gehäuse beschädigen. Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, wird ein Eintauchen in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute empfohlen.

6.4 Lagerbedingungen

Versiegelte Verpackung (mit Trockenmittel):Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Innerhalb eines Jahres verwenden.

Geöffnete Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤60% RH. Für Komponenten, die länger als eine Woche außerhalb ihrer Originalverpackung gelagert wurden, wird vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden empfohlen, um Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow-Lötens zu verhindern.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Band- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden in geprägter Trägerbandverpackung geliefert:

- Bandbreite:8 mm.

- Spulendurchmesser:7 Zoll.

- Menge pro Spule:3000 Stück.

- Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.

- Leere Taschen im Band sind mit einem Deckband versiegelt. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA 481-1-A-1994 Standards. Pro Spezifikation sind maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Komponenten zulässig.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• LCD-Hintergrundbeleuchtung:Primäre Anwendung als seitlich emittierende Lichtquelle für kleine bis mittlere LCD-Displays in Unterhaltungselektronik, Automobilarmaturenbrettern und Industrie-Bedienfeldern.
• Statusanzeigen:Die Zweifarben-Fähigkeit ermöglicht mehrere Statussignale (z.B. grün für "Ein/Bereit", orange für "Standby/Warnung") von einem einzigen Komponenten-Fußabdruck.
• Frontplattenbeleuchtung:Beleuchtung für Tasten, Schalter oder Symbole, wo seitliche Emission erforderlich ist.

8.2 Designüberlegungen

• Stromansteuerung:Immer einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung oder eine Konstantstrom-Treiberschaltung verwenden. Den Widerstandswert mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F berechnen, wobei für ein sicheres Design der maximale V_F-Wert aus dem Datenblatt verwendet werden sollte.
• Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, sollte bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem Maximalstrom eine ausreichende PCB-Kupferfläche oder thermische Durchkontaktierungen sichergestellt werden, um die Lichtausbeute und Lebensdauer zu erhalten.
• ESD-Schutz:Wie bei allen Halbleiterbauteilen sollten während der Handhabung und Bestückung Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden.
• Optisches Design:9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Während kein direkter Konkurrenzvergleich bereitgestellt wird, können die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser Komponente abgeleitet werden:

Zwei Chips in einem Gehäuse:

1. Spart PCB-Platz und Bestückungskosten im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs.Seitenansicht-Formfaktor:

2. Essentiell für spezifische Hintergrundbeleuchtungs- und Kantenbeleuchtungsanwendungen, bei denen von oben emittierende LEDs ungeeignet sind.AlInGaP-Technologie:

3. Bietet für orange und rote Farben höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP.Reflow-Kompatibilität:

4. Entworfen für moderne SMT-Bestückungslinien, im Gegensatz zu älteren Durchsteck-LEDs, die manuelles Löten erfordern.10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Kann ich beide LED-Chips gleichzeitig mit ihrem maximalen DC-Strom (jeweils 30mA) betreiben?

A: Nein. Die absolute maximale Verlustleistung beträgt 75 mW pro Chip. Bei 30mA und einem typischen V

von 1,9V wäre die Verlustleistung 57mW, was innerhalb der Grenzen liegt. Allerdings erfordert der gleichzeitige Betrieb beider Chips mit 30mA eine sorgfältige thermische Betrachtung der insgesamt im winzigen Gehäuse erzeugten Wärme. Im Allgemeinen ist es ratsam, unterhalb der absoluten Maximalwerte zu arbeiten, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten._FF2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Spitzenwellenlänge (λ

) ist der physikalische Punkt der höchsten spektralen Ausgangsleistung. Dominante Wellenlänge (λ_P) ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Diagramm) und ist die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe am besten beschreibt. Sie sind oft nahe beieinander, aber nicht identisch, insbesondere bei breiteren Spektren._dF3: Wie interpretiere ich die Bin-Codes bei der Bestellung?

A: Geben Sie die gewünschten Bin-Codes für die Lichtstärke (für orange und grün) und für die dominante Wellenlänge (für grün) an. Zum Beispiel würde die Bestellung "Orange Bin P, Grün Bin M, Wellenlänge Bin D" Ihnen die hellste orange, eine helle grüne und eine grüne LED am längeren Wellenlängenende ihres Bereichs liefern. Dies stellt Farb- und Helligkeitsabgleich in Ihrer Produktion sicher.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:

Entwurf einer Statusanzeige für ein tragbares Gerät mit einer einzigen 3,3V-Versorgung. Die Anzeige muss grün für "Eingeschaltet" und orange für "Laden" anzeigen. Der Platz ist extrem begrenzt.Lösung:

Verwenden Sie die LTST-S115KFKGKT-5A. Entwerfen Sie eine Treiberschaltung mit zwei GPIO-Pins von einem Mikrocontroller.- Verbinden Sie GPIO1 über einen strombegrenzenden Widerstand mit der grünen Kathode (C1).

- Verbinden Sie GPIO2 über einen weiteren Widerstand mit der orangen Kathode (C2).

- Die gemeinsamen Anoden sind mit der 3,3V-Schiene verbunden.

Berechnen Sie den Widerstandswert für einen Ziel-I

von 5mA (ein üblicher Wert für gute Sichtbarkeit bei geringer Leistung): R = (3,3V - 1,9V) / 0,005A = 280 Ohm. Verwenden Sie den nächstgelegenen Normwert, 270 oder 300 Ohm. Der Mikrocontroller kann Strom senken, indem er den GPIO-Pin auf Low zieht, um die jeweilige LED einzuschalten. Dieses Design verwendet einen Komponenten-Fußabdruck für zwei Farben, spart Platz und vereinfacht die Bestückung._F12. Einführung in das Technologieprinzip

Die LED basiert auf AlInGaP-Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung über den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Farbe (Wellenlänge) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. AlInGaP ermöglicht die Einstellung dieser Bandlücke, um Farben im roten, orangen, bernsteinfarbenen und gelbgrünen Spektrum mit hoher Effizienz zu erzeugen. Das Seitenansicht-Gehäuse enthält eine geformte Kunststofflinse, die den Lichtaustritt formt und den weiten 130-Grad-Abstrahlwinkel für Hintergrundbeleuchtungsanwendungen bereitstellt.

13. Branchentrends & Entwicklungen

Der Trend bei SMD-LEDs für Hintergrundbeleuchtung und Anzeigen geht weiterhin in Richtung:

Höhere Effizienz (lm/W):

1. Reduzierung des Stromverbrauchs für batteriebetriebene Geräte und Erfüllung von Energievorschriften.Verbesserte Farbkonsistenz & Binning:

2. Engere Binning-Toleranzen, um ein einheitliches Erscheinungsbild in Displays ohne zusätzliche Kalibrierung sicherzustellen.Miniaturisierung:

3. Noch kleinere Gehäusegrößen (z.B. 0402, 0201 metrisch) für zunehmend kompaktere Elektronik.Höhere Zuverlässigkeit & Lebensdauer:

4. Verbesserte Materialien und Gehäusetechnologien, um raueren Umweltbedingungen standzuhalten, insbesondere in Automobil- und Industrieanwendungen.Integrierte Lösungen:

5. Übergang von einfachen diskreten LEDs hin zu Modulen mit integrierten Treibern, Controllern und Lichtleitern.Moving beyond simple discrete LEDs towards modules with integrated drivers, controllers, and light guides.