Dual-Color SMD LED LTST-C235TBJRKT Datenblatt - Gehäuseabmessungen - Blau 3,3V / Rot 2,0V - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine zweifarbige, oberflächenmontierbare (SMD) LED. Das Bauteil integriert zwei verschiedene Halbleiterchips in einem einzigen Gehäuse: Einen, der blaues Licht mittels InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Technologie emittiert, und einen, der rotes Licht mittels AlInGaP (Aluminiumindiumgalliumphosphid)-Technologie emittiert. Dieses Design ermöglicht kompakte, mehrfarbige Anzeige- oder Beleuchtungslösungen in einem standardmäßigen, EIA-kompatiblen Footprint.

Die LED ist auf 8-mm-Trägerband verpackt, das auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen aufgewickelt ist, und ist damit voll kompatibel mit den in der modernen Elektronikfertigung eingesetzten Hochgeschwindigkeits-Automatikbestückungsanlagen. Sie wird als "grünes Produkt" klassifiziert und entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe). Das Bauteil ist zudem für Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozesse ausgelegt, dem Standardverfahren zur Montage oberflächenmontierbarer Bauteile auf Leiterplatten (PCBs).

2. Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Diese Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C und dürfen unter keinen Betriebsbedingungen überschritten werden.

• Verlustleistung:Blauer Chip: 76 mW, Roter Chip: 75 mW.
• Spitzen-Strom (Impuls):Gemessen bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Impulsbreite von 0,1 ms. Blauer Chip: 100 mA, Roter Chip: 80 mA.
• DC-Vorwärtsstrom:Der maximale kontinuierliche Vorwärtsstrom. Blauer Chip: 20 mA, Roter Chip: 30 mA.
• Betriebstemperaturbereich:-20°C bis +80°C.
• Lagertemperaturbereich:-30°C bis +100°C.
• Infrarot-Lötbedingung:Das Bauteil hält während des Reflow-Lötens eine Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden aus.

Der Betrieb der LED in der Nähe oder jenseits dieser Grenzwerte kann ihre Lebensdauer und Zuverlässigkeit erheblich verringern. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Ansteuerschaltung die Bedingungen innerhalb dieser spezifizierten Bereiche hält.

3. Elektrische und optische Kennwerte

Diese Kennwerte werden bei Ta=25°C unter Standardtestbedingungen gemessen und repräsentieren die typische Leistung des Bauteils.

3.1 Lichtstärke und Abstrahlwinkel

Die Lichtstärke (Iv) ist ein Maß für die wahrgenommene Lichtleistung, die in eine bestimmte Richtung abgestrahlt wird. Sie wird in Millicandela (mcd) gemessen.

• Blauer Chip (InGaN):Die typische Lichtstärke beträgt 45,0 mcd bei einem Vorwärtsstrom (IF) von 20 mA, mit einem spezifizierten Mindestwert von 28,0 mcd.
• Roter Chip (AlInGaP):Die typische Lichtstärke beträgt 45,0 mcd bei IF=20 mA, mit einem spezifizierten Mindestwert von 18,0 mcd.

Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt für beide Farben 130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Wertes auf der Mittelachse (0 Grad) abfällt. Ein Winkel von 130 Grad zeigt ein breites Abstrahlverhalten an, das für Anwendungen geeignet ist, die eine große Sichtbarkeit erfordern.

3.2 Spektrale Eigenschaften

Spektrale Eigenschaften definieren die Farbqualität des emittierten Lichts.

• Spitzenwellenlänge (λP):Die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum am stärksten ist. Blau: 468 nm (typisch), Rot: 639 nm (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λd):Die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und die Farbe am besten repräsentiert. Sie wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet. Blau: 470 nm (typisch), Rot: 631 nm (typisch).
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Die Breite des Emissionsspektrums bei halber maximaler Intensität. Blau: 25 nm (typisch), Rot: 20 nm (typisch). Eine geringere Halbwertsbreite deutet auf eine gesättigtere, reine Farbe hin.

3.3 Elektrische Parameter

• Durchlassspannung (VF):Der Spannungsabfall über der LED beim Betrieb mit dem spezifizierten Strom.
  • Blauer Chip: Typisch 3,3V, Maximal 3,8V bei IF=20 mA.
  • Roter Chip: Typisch 2,0V, Maximal 2,4V bei IF=20 mA.
• Sperrstrom (IR):Der maximale Leckstrom bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V. Beide Chips haben einen maximalen Sperrstrom von 10 μA.Wichtiger Hinweis:Dieser Parameter dient nur Testzwecken; die LED ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt.

ESD-Vorsicht:LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Um Schäden während der Montage und Handhabung zu vermeiden, sind geeignete ESD-Schutzmaßnahmen wie geerdete Handgelenkbänder, antistatische Matten und Handhabungsgeräte zwingend erforderlich.

4. Binning-System

Um natürliche Schwankungen im Fertigungsprozess zu berücksichtigen, werden LEDs nach Leistungsklassen (Bins) sortiert. Dies gewährleistet Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge.

4.1 Lichtstärke-Binning

Die Lichtstärke für jede Farbe wird gemäß den folgenden Codes eingeteilt. Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt +/-15%.

Binning Blauer Chip (mcd @20mA):

• Code N: 28,0 – 45,0 mcd
• Code P: 45,0 – 71,0 mcd
• Code Q: 71,0 – 112,0 mcd
• Code R: 112,0 – 180,0 mcd

Binning Roter Chip (mcd @20mA):

• Code M: 18,0 – 28,0 mcd
• Code N: 28,0 – 45,0 mcd
• Code P: 45,0 – 71,0 mcd
• Code Q: 71,0 – 112,0 mcd

Durch die Angabe des Bin-Codes bei der Bestellung können Entwickler LEDs mit der gewünschten Helligkeitsstufe für ihre Anwendung auswählen und so eine visuelle Konsistenz über mehrere Einheiten hinweg sicherstellen.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Reflow-Lötprofil

Das Bauteil ist für bleifreie (Pb-free) Lötprozesse ausgelegt. Ein empfohlenes Infrarot (IR)-Reflow-Profil, das JEDEC-Standards entspricht, wird bereitgestellt. Zu den wichtigsten Parametern gehören:

• Vorwärmen:150°C bis 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Maximal 10 Sekunden (empfohlen für maximal zwei Reflow-Zyklen).

Das genaue Profil muss für das spezifische Leiterplattendesign, die verwendete Lötpaste und den Ofen charakterisiert werden. Das Profil auf Seite 3 des Datenblatts dient als generische Zielvorgabe.

5.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, muss äußerste Vorsicht walten:

• Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Lötstelle.
• Handlöten sollte auf einmalige Reparaturen beschränkt sein, nicht für die Serienfertigung.

5.3 Reinigung

Es sollten nur spezifizierte Reinigungsmittel verwendet werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das LED-Gehäuse beschädigen.

• Empfohlene Lösungsmittel:Ethylalkohol oder Isopropylalkohol.
• Vorgehensweise:Falls eine Reinigung notwendig ist, die LED bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eintauchen.

6. Mechanische und Verpackungsinformationen

6.1 Gehäuseabmessungen und Pinbelegung

Die LED ist in einem standardmäßigen SMD-Gehäuse ausgeführt. Die Linse ist wasserklar. Die Pinbelegung ist wie folgt:

• Pins 1, 2: Anode und Kathode für den blauen (InGaN) Chip.
• Pins 3, 4: Anode und Kathode für den roten (AlInGaP) Chip.

Detaillierte mechanische Zeichnungen sind im Datenblatt enthalten und zeigen alle kritischen Abmessungen in Millimetern. Die Toleranz für die meisten Abmessungen beträgt ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Ein empfohlener Lötpads-Layout für die Leiterplatte ist ebenfalls enthalten, um zuverlässige Lötstellenbildung und korrekte Ausrichtung während des Reflow-Lötens zu gewährleisten.

6.2 Tape-and-Reel-Verpackung

Die LEDs werden in industrieüblichem, geprägtem Trägerband geliefert.

• Spulengröße:7 Zoll Durchmesser.
• Stückzahl pro Spule:3000 Stück.
• Mindestpackmenge:500 Stück für Restmengen.
• Deckband:Leere Bauteiltaschen werden mit einem Deckband versiegelt.
• Fehlende Bauteile:Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile im Band beträgt zwei.

Diese Verpackung entspricht den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Spezifikationen und gewährleistet die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsanlagen.

7. Lagerung und Handhabung

7.1 Lagerbedingungen

• Versiegelte Verpackung (mit Trockenmittel):Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Innerhalb eines Jahres verwenden.
• Geöffnete Verpackung:Die Lagerumgebung darf 30°C und 60% RH nicht überschreiten. Für eine längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels in einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator lagern.

7.2 Trocknungsanforderungen

Wenn LEDs länger als eine Woche außerhalb ihrer originalfeuchtigkeitsgeschützten Verpackung gelagert wurden, müssen sie vor dem Löten getrocknet (gebaked) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow-Lötens zu verhindern.

• Trocknungsbedingung:Etwa 60°C für mindestens 20 Stunden.
• Reflow nach Öffnen:Es wird empfohlen, das IR-Reflow-Löten innerhalb einer Woche nach dem Öffnen der Originalverpackung abzuschließen.

8. Anwendungshinweise und Vorsichtsmaßnahmen

8.1 Bestimmungsgemäße Verwendung

Diese LED ist für den Einsatz in gewöhnlichen elektronischen Geräten konzipiert, einschließlich Bürogeräten, Kommunikationsgeräten und Haushaltsgeräten. Sie ist nicht für sicherheitskritische Anwendungen vorgesehen, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z. B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltungssysteme, Verkehrssicherheitssysteme), ohne vorherige Konsultation und spezifische Qualifizierung.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand oder eine Konstantstromquelle, um sicherzustellen, dass der Vorwärtsstrom (IF) den maximalen DC-Nennwert (20 mA für Blau, 30 mA für Rot) nicht überschreitet.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, kann eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen helfen, niedrigere Sperrschichttemperaturen aufrechtzuerhalten, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur, und so die Lichtausbeute und Lebensdauer zu erhalten.
• Sperrspannungsschutz:Da das Bauteil nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt ist, sollten Schaltungsentwürfe verhindern, dass eine Sperrspannung an den LED-Anschlüssen anliegt.
• Ansteuerung beider Farben:Die beiden Chips sind elektrisch unabhängig. Sie können separat oder gemeinsam mit geeigneter Schaltungstechnik angesteuert werden. Bei gleichzeitiger Ansteuerung beider Chips muss die Gesamtverlustleistung des Gehäuses berücksichtigt werden.

9. Typische Anwendungsszenarien

Die Zweifarben-Fähigkeit dieser LED macht sie vielseitig für verschiedene Anzeige- und Statusanzeigefunktionen.

• Statusanzeigen:Verwendung in Unterhaltungselektronik, Netzwerkgeräten und Industrie-Steuerungen, um verschiedene Betriebszustände anzuzeigen (z. B. Ein/Aus-Standby, Netzwerkaktivität, Fehlerzustände).
• Zweifarbige Displays:Kann in einfachen Segmentdisplays oder als Hintergrundbeleuchtung für Tasten verwendet werden, bei denen zwei Farben benötigt werden.
• Automobil-Innenraumbeleuchtung:Für nicht-kritische Innenraum-Ambientebeleuchtung, obwohl eine spezifische automobiltaugliche Qualifizierung erforderlich wäre.
• Geräte-Benutzerschnittstellen:Bietet klare, mehrstufige Rückmeldungen auf Waschmaschinen, Öfen oder Audiogeräten.

10. Leistungsanalyse und Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Leistungskennlinien, die für eine vertiefte Designanalyse unerlässlich sind. Obwohl die spezifischen Grafiken hier nicht im Text wiedergegeben sind, veranschaulichen sie typischerweise folgende Zusammenhänge:

• Vorwärtsstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie):Zeigt den nichtlinearen Zusammenhang, der entscheidend für die Berechnung der erforderlichen Treiberspannung und des Reihenwiderstandswerts ist.
• Lichtstärke vs. Vorwärtsstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, und hilft bei der Optimierung von Helligkeit gegenüber Stromverbrauch.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Reduzierung der Lichtleistung mit steigender Temperatur, was für Designs in Umgebungen mit erhöhten Temperaturen kritisch ist.
• Spektrale Verteilung:Grafiken, die die relative Intensität über die Wellenlängen darstellen und die Spitzen- und dominante Wellenlänge sowie die spektrale Reinheit bestätigen.

Entwickler sollten auf diese Kennlinien zurückgreifen, um das Bauteilverhalten unter nicht standardmäßigen Bedingungen (unterschiedliche Ströme oder Temperaturen) vorherzusagen und eine robuste Leistung über den vorgesehenen Betriebsbereich sicherzustellen.