LTST-C295TGKRKT Zweifarbige SMD LED Datenblatt - 0,55mm Bauhöhe - Grün 3,8V / Rot 2,4V - 76mW / 75mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Der LTST-C295TGKRKT ist eine zweifarbige, oberflächenmontierbare (SMD) LED, die für moderne elektronische Anwendungen konzipiert ist, die kompakte Abmessungen und hochhellige Anzeigen erfordern. Diese Komponente integriert zwei unterschiedliche Halbleiterchips in einem einzigen, ultraflachen Gehäuse: einen InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Chip für grüne Emission und einen AlInGaP (Aluminiumindiumgalliumphosphid)-Chip für rote Emission. Das primäre Designziel ist es, eine zuverlässige, platzsparende Lösung für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung und Panelausleuchtung bereitzustellen, bei denen Farbunterscheidung wesentlich ist.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre außergewöhnlich geringe Bauhöhe von 0,55mm, die den Einsatz in schlanken Konsumelektronikgeräten und tragbaren Geräten erleichtert. Sie ist ROHS-konform (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und stellt somit eine umweltbewusste Wahl dar. Das Gehäuse ist nach EIA-Normen (Electronic Industries Alliance) standardisiert, was die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsanlagen und Standard-Infrarot-Reflow-Lötprozessen gewährleistet und so die Serienfertigung optimiert.

Der Zielmarkt umfasst eine breite Palette elektronischer Geräte, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Büroautomatisierungsgeräte, Kommunikationshardware, Haushaltsgeräte und verschiedene Konsumelektronik, bei denen eine zweifarbige Statusanzeige (z.B. Ein/Aus-Standby, Ladezustand, Netzwerkaktivität) auf minimalem Platzbedarf erforderlich ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert. Für den grünen Chip beträgt der maximale kontinuierliche Gleichstrom-Vorwärtsstrom 20mA, wobei unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite) ein Spitzenstrom von 100mA zulässig ist. Der rote Chip erlaubt einen etwas höheren Gleichstrom von 30mA, aber einen niedrigeren Spitzenstrom von 80mA. Die maximale Verlustleistung beträgt 76mW für den grünen und 75mW für den roten Chip, was für das thermische Management auf dicht bestückten Leiterplatten entscheidend ist. Das Bauteil ist für einen Betriebstemperaturbereich von -20°C bis +80°C ausgelegt und kann Lagertemperaturen von -30°C bis +100°C widerstehen. Es ist auch für bleifreies Infrarot-Reflow-Löten mit einer Spitzentemperatur von 260°C für bis zu 10 Sekunden qualifiziert.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Standard-Umgebungstemperatur von 25°C und einem Vorwärtsstrom (I_F) von 20mA gemessen, was der typische Arbeitspunkt ist.

Lichtstärke (I_V):Dies ist das Maß für die wahrgenommene Lichtleistung, die von der LED emittiert wird. Für den grünen Chip beträgt die minimale Intensität 112 Millicandela (mcd), mit einem typischen Bereich bis zu maximal 450 mcd. Der rote Chip hat ein Minimum von 45 mcd und ein Maximum von 180 mcd. Der weite Bereich zeigt an, dass das Bauteil in verschiedenen Helligkeitsklassen verfügbar ist.

Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Beide Farben weisen einen sehr weiten Abstrahlwinkel von 130 Grad (typisch) auf. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Wertes auf der Mittelachse abfällt, was die LED für Anwendungen geeignet macht, bei denen die Sichtbarkeit aus schrägen Blickwinkeln wichtig ist.

Wellenlängencharakteristika:Die typische Spitzenemissionswellenlänge (λ_P) des grünen Chips beträgt 530nm, mit einem Bereich der dominierenden Wellenlänge (λ_d) von 520,0nm bis 535,0nm. Die typische Spitze des roten Chips liegt bei 639nm, mit einem Bereich der dominierenden Wellenlänge von 624,0nm bis 638,0nm. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt etwa 35nm für Grün und 20nm für Rot und beschreibt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts.

Durchlassspannung (V_F):Dies ist der Spannungsabfall über der LED beim Betrieb mit dem spezifizierten Strom. Die V_Fdes grünen Chips reicht von 2,8V (min) bis 3,8V (max). Der rote Chip hat eine niedrigere V_F, die von 1,8V bis 2,4V reicht. Dieser Unterschied ist entscheidend für den Schaltungsentwurf, insbesondere wenn beide Farben von einer gemeinsamen Spannungsquelle versorgt werden, da dies möglicherweise Vorwiderstände mit unterschiedlichen Werten erfordert.

Sperrstrom (I_R):Der maximale Sperrleckstrom beträgt für beide Chips 10µA, wenn eine Sperrspannung (V_R) von 5V angelegt wird. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Bauteil nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt ist; dieser Parameter dient nur Testzwecken.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Serienfertigung sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Der LTST-C295TGKRKT verwendet ein Binning-System für Lichtstärke und dominierende Wellenlänge.

3.1 Lichtstärke-Binning

Für dengrünenChip sind die Klassen mit R, S und T bezeichnet und decken Lichtstärkebereiche von 112,0-180,0 mcd, 180,0-280,0 mcd bzw. 280,0-450,0 mcd ab. Für denrotenChip decken die Klassen P, Q und R 45,0-71,0 mcd, 71,0-112,0 mcd bzw. 112,0-180,0 mcd ab. Auf jede Lichtstärkeklasse wird eine Toleranz von +/-15% angewendet.

3.2 Binning der dominierenden Wellenlänge

Anwendbar auf den grünen Chip entsprechen die Wellenlängenklassen AP, AQ und AR den Bereichen der dominierenden Wellenlänge von 520,0-525,0nm, 525,0-530,0nm bzw. 530,0-535,0nm. Die Toleranz für jede Wellenlängenklasse beträgt enge +/-1nm, was eine präzise Farbkonsistenz innerhalb einer ausgewählten Klasse gewährleistet.

4. Analyse der Kennlinien

Während spezifische grafische Kurven im Datenblatt (Seiten 6-7) referenziert werden, sind ihre Implikationen Standard. DieI-V (Strom-Spannungs)-Kennliniewürde die für Dioden typische exponentielle Beziehung zeigen, wobei der Knick der Durchlassspannung für den grünen (InGaN) Chip höher ist als für den roten (AlInGaP) Chip. Dierelative Lichtstärke in Abhängigkeit vom Vorwärtsstrom-Kurve würde zeigen, dass die Lichtausbeute bis zu einem gewissen Punkt annähernd linear mit dem Strom ansteigt, danach fällt die Effizienz aufgrund von Erwärmung. Dierelative Lichtstärke in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur-Kurve ist kritisch; bei den meisten LEDs nimmt die Lichtausbeute mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Entwickler müssen diese thermische Entlastung berücksichtigen, insbesondere beim Betrieb nahe der Maximalwerte oder bei hohen Umgebungstemperaturen. Diespektrale Verteilung-Kurven würden die schmalen Emissionsbänder zeigen, die um die Spitzenwellenlängen zentriert sind, wobei das grüne Band breiter ist als das rote.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Polarität

Die LED wird in einem standardmäßigen SMD-Gehäuse geliefert. Das wesentliche mechanische Merkmal ist ihre Höhe von 0,55mm. Die Pinbelegung ist klar definiert: Pins 1 und 3 sind für die grüne Anode/Kathode, und Pins 2 und 4 sind für die rote Anode/Kathode. Der genaue Footprint und die Maßzeichnung sind im Datenblatt angegeben, was für das Leiterplatten-Land-Pattern-Design wesentlich ist. Die Linse ist wasserklar, sodass die wahre Chipfarbe sichtbar ist.

5.2 Empfohlenes Lötpad-Design

Ein empfohlener Lötpad-Layout ist enthalten, um zuverlässiges Löten und korrekte mechanische Stabilität zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser Empfehlungen hilft, "Grabstein-Effekte" (Bauteil steht auf einer Seite auf) während des Reflow zu verhindern und stellt eine gute Lötnahtbildung für stabile Verbindungen sicher.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das Bauteil ist mit Infrarot-Reflow-Lötprozessen kompatibel, dem Standard für die SMD-Montage. Ein empfohlenes Reflow-Profil für bleifreies Lot wird bereitgestellt, das JEDEC-Standards entspricht. Wichtige Parameter umfassen eine Vorwärmphase (typisch 150-200°C für bis zu 120 Sekunden), einen kontrollierten Anstieg auf eine Spitzentemperatur von maximal 260°C und eine Zeit oberhalb der Liquidus-Temperatur (TAL), in der die Spitzentemperatur maximal 10 Sekunden gehalten wird. Das Profil zielt darauf ab, thermischen Schock zu minimieren und gleichzeitig die vollständige Ausbildung der Lötstellen sicherzustellen.

6.2 Handhabungs- und Lagerungsvorsichtsmaßnahmen

ESD-Empfindlichkeit (Elektrostatische Entladung):LEDs sind anfällig für Schäden durch statische Elektrizität. Es wird dringend empfohlen, sie in einer ESD-geschützten Umgebung unter Verwendung von Erdungsarmbändern und geerdeter Ausrüstung zu handhaben.

Feuchtigkeitssensitivität:Während das Bauteil in einer feuchtigkeitsdichten Beutel mit Trockenmittel versandt wird, sollten die Komponenten nach dem Öffnen der Beutel innerhalb einer Woche verwendet werden, wenn sie unter Umgebungsbedingungen (<30°C, <60% rel. Feuchte) gelagert werden. Für längere Lagerung nach dem Öffnen sollten sie in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre aufbewahrt werden. Komponenten, die länger als eine Woche außerhalb der Originalverpackung gelagert wurden, erfordern vor dem Löten einen Trocknungsprozess (ca. 60°C für mindestens 20 Stunden), um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow zu verhindern.

6.3 Reinigung

Wenn eine Reinigung nach dem Löten notwendig ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel verwendet werden. Das Eintauchen der LED in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute wird empfohlen. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Kunststoffgehäuse oder die Linse beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Der LTST-C295TGKRKT wird in industrieüblicher Verpackung für die automatisierte Montage geliefert. Die Komponenten sind auf 8mm breite, geprägte Trägerbänder platziert, die dann auf 7-Zoll (178mm) Durchmesser große Spulen aufgewickelt werden. Jede volle Spule enthält 4000 Stück. Für kleinere Mengen ist eine Mindestverpackung von 500 Stück erhältlich. Die Band- und Spulenspezifikationen entsprechen ANSI/EIA-481. Das Deckband versiegelt die Komponententaschen, und die Spule enthält Ausrichtungsindikatoren für das korrekte Laden in die Maschine.

8. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Jeder Farbchip (grün und rot) muss unabhängig angesteuert werden. Ein Vorwiderstand in Reihe ist für jede LED zwingend erforderlich, um den gewünschten Vorwärtsstrom (typisch 20mA) einzustellen. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F. Aufgrund der unterschiedlichen Durchlassspannungen der grünen und roten Chips führt die Verwendung einer gemeinsamen Versorgungsspannung zu unterschiedlichen Widerstandswerten für jede Farbe, um denselben Strom zu erreichen. Zum Beispiel, mit einer 5V-Versorgung: R_grün= (5V - 3,3V) / 0,02A = 85Ω; R_rot= (5V - 2,1V) / 0,02A = 145Ω (unter Verwendung typischer V_F-Werte).

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist ein ordnungsgemäßes thermisches Design auf der Leiterplatte dennoch wichtig für Langlebigkeit und stabile Leistung. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche um die Lötpads herum, die als Kühlkörper wirkt, insbesondere bei Betrieb in hohen Umgebungstemperaturen oder nahe den maximalen Stromwerten. Vermeiden Sie die Platzierung wärmeerzeugender Komponenten direkt neben der LED.

8.3 Optisches Design

Der weite Abstrahlwinkel von 130 Grad macht diese LED für Anwendungen geeignet, die eine breite Sichtbarkeit erfordern. Für stärker gerichtetes Licht können externe Linsen oder Lichtleiter verwendet werden. Die wasserklare Linse liefert die reinste Farbe vom Chip, aber diffundierte Linsen oder Beschichtungen können extern aufgebracht werden, wenn ein weicheres, gleichmäßigeres Erscheinungsbild gewünscht ist.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Das primäre Unterscheidungsmerkmal des LTST-C295TGKRKT ist seine Zweifarben-Fähigkeit in einem ultraflachen 0,55mm-Gehäuse. Im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs spart es Leiterplattenplatz und vereinfacht die Montage. Die Verwendung von InGaN für Grün bietet eine höhere Effizienz und Helligkeit im Vergleich zu älteren Technologien wie GaP. Der AlInGaP-Rot-Chip bietet hohe Effizienz und ausgezeichnete Farbreinheit. Seine Kompatibilität mit Standard-Reflow-Prozessen und Band-und-Spulen-Verpackung macht ihn zu einer kosteneffektiven Wahl für die Serienfertigung im Vergleich zu exotischeren oder manuell montierten Lösungen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich die grüne und rote LED gleichzeitig ansteuern?

A: Ja, aber sie müssen von separaten Schaltungen angesteuert werden (d.h. unabhängige Strompfade mit ihren eigenen Vorwiderständen). Ein paralleler Betrieb von einem einzigen Widerstand wird aufgrund ihrer unterschiedlichen Durchlassspannungseigenschaften nicht empfohlen, da dies zu einer ungleichmäßigen Stromverteilung führen würde.

F: Was bedeuten die Binning-Codes (R, S, T, AP, AQ, etc.) in der Teilenummer oder Bestellung?

A: Diese Codes spezifizieren die Leistungsklasse der LED in Bezug auf Lichtstärke und dominierende Wellenlänge. Für ein konsistentes Erscheinungsbild in einem Produkt ist die Spezifikation und Verwendung von LEDs aus derselben Klasse entscheidend. Konsultieren Sie den Lieferanten für verfügbare Klassen.

F: Ist ein Kühlkörper für diese LED erforderlich?

A: Im Allgemeinen nein, aufgrund ihrer geringen Verlustleistung (≤76mW). Dennoch werden gute thermische Designpraktiken auf der Leiterplatte, wie die Verwendung von thermisch entlasteten Pads, die mit einer Massefläche verbunden sind, für eine optimale Lebensdauer empfohlen, insbesondere in Hochtemperaturumgebungen.

F: Kann ich diese LED für eine Sperrspannungsanzeige verwenden?

A: Nein. Das Datenblatt stellt ausdrücklich klar, dass das Bauteil nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt ist. Das Anlegen einer Sperrspannung über 5V kann Schäden verursachen. Für den Schutz vor umgekehrter Polarität sollte eine externe Diode in der Schaltung verwendet werden.

11. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

Fallstudie 1: Statusanzeige für tragbare Geräte:In einem Smartphone oder Tablet könnte diese LED in der Nähe eines USB-Anschlusses verwendet werden. Der grüne Chip könnte "vollständig geladen" anzeigen, während der rote Chip "Ladevorgang läuft" anzeigen könnte. Das ultraflache Profil ermöglicht es, in die engen mechanischen Beschränkungen moderner Geräte zu passen.

Fallstudie 2: Industrielle Bedienfeldanzeige:Auf einem Maschinenbedienfeld kann die zweifarbige LED klare Zustandsinformationen liefern. Zum Beispiel Grün für "System bereit", Rot für "Fehler oder Alarm". Der weite Abstrahlwinkel stellt sicher, dass der Status von verschiedenen Positionen auf der Werkhalle aus sichtbar ist.

Fallstudie 3: Automobil-Innenraumbeleuchtung:Obwohl nicht für die Hauptbeleuchtung, könnte sie für dezente Tastenhintergrundbeleuchtung oder Akzentbeleuchtung verwendet werden, wobei die Farbe basierend auf dem Modus wechselt (z.B. Normal- vs. Nachtmodus). Die robuste Bauweise und das qualifizierte Lötprofil machen sie für automobilelektronische Module geeignet, obwohl spezifische Automotive-Qualifikationen erforderlich sein können.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Der Betrieb einer LED basiert auf Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die Farbe (Wellenlänge) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. DasInGaN-Materialsystem hat eine größere Bandlücke, was die Emission von grünem, blauem und weißem Licht ermöglicht. DasAlInGaP-Materialsystem ist besonders effizient für die Erzeugung von rotem, orangem und gelbem Licht. Durch die Unterbringung zweier solcher Chips in einem Gehäuse wird eine kompakte Zweifarbenquelle geschaffen.

13. Branchentrends und Entwicklung

Der Trend bei SMD-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro Watt), kleinerer Gehäusegrößen und größerer Integration. Zweifarbige und RGB (Rot-Grün-Blau)-LEDs werden immer häufiger, da sie dynamische Farbmischung und anspruchsvollere Benutzeroberflächen ermöglichen. Es gibt auch einen starken Drang zu verbesserter Zuverlässigkeit und Leistung unter höheren Temperaturbedingungen, um den Anforderungen der Automobil- und Industriemärkte gerecht zu werden. Darüber hinaus unterstützt der Trend zur Miniaturisierung, wie in diesem 0,55mm hohen Gehäuse zu sehen, die Entwicklung immer dünnerer Konsumelektronik. Die zugrundeliegenden Halbleitermaterialien, insbesondere für Grün und Blau, sind Gegenstand laufender Forschung, um ihre Effizienz zu verbessern, eine Herausforderung, die historisch als "Green Gap" bekannt ist.