LTST-S326KSTGKT-5A SMD LED Datenblatt - Zweifarbige LED (Gelb/Grün) - 5mA - 130° Abstrahlwinkel - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTST-S326KSTGKT-5A ist eine kompakte, oberflächenmontierbare zweifarbige LED, die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die zuverlässige Anzeigebeleuchtung auf minimaler Grundfläche erfordern. Dieses Bauteil integriert zwei verschiedene Halbleiterchips in einem einzigen Gehäuse: einen AlInGaP-Chip für gelbe Emission und einen InGaN-Chip für grüne Emission. Diese Konfiguration ermöglicht eine Zweifarbenanzeige mit einer einzigen Komponente und spart wertvolle Leiterplattenfläche. Die LED ist in einem standardkonformen EIA-Gehäuse mit wasserklarer Linse untergebracht, was eine hohe Lichtausbeute und einen weiten Abstrahlwinkel gewährleistet. Sie ist speziell für die Kompatibilität mit automatisierten Bestückungssystemen und Standard-Infrarot (IR) Reflow-Lötprozessen ausgelegt, was sie für Hochvolumen-Fertigungsumgebungen geeignet macht.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre Konformität mit der RoHS-Richtlinie, die Verwendung von Ultra-Helligkeits-Chip-Technologie für hohe Lichtstärke und ihr robustes Design für automatisierte Fertigungslinien. Ihre primären Zielmärkte umfassen Telekommunikationsgeräte, Büroautomatisierungsgeräte, Haushaltsgeräte, Industrie-Bedienfelder und verschiedene Unterhaltungselektronik, bei denen Statusanzeigen oder Hintergrundbeleuchtung erforderlich sind.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Ein Betrieb des Bauteils außerhalb dieser Grenzwerte kann dauerhafte Schäden verursachen.

• Verlustleistung:Gelb: 62,5 mW, Grün: 76 mW
• Spitzen-Durchlassstrom (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Puls):Gelb: 60 mA, Grün: 100 mA
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):Gelb: 25 mA, Grün: 20 mA
• Betriebstemperaturbereich (T_a):-20°C bis +80°C
• Lagertemperaturbereich:-30°C bis +100°C
• Infrarot-Lötbedingung:260°C Spitzentemperatur für maximal 10 Sekunden.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen (bei T_a=25°C, I_F=5mA)

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter Standardtestbedingungen.

• Lichtstärke (I_V):
  • Gelb: Minimum 7,1 mcd, Typisch -, Maximum 71,0 mcd
  • Grün: Minimum 28,0 mcd, Typisch -, Maximum 280,0 mcd
  • Gemessen mit einem Sensor/Filter, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad (typisch für beide Farben). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Intensität die Hälfte des Achswerts beträgt.
• Spitzenwellenlänge (λ_P):Gelb: 591 nm (typ), Grün: 530 nm (typ).
• Dominante Wellenlänge (λ_d):
  • Gelb: Min 582,0 nm, Max 596,0 nm
  • Grün: Min 520,0 nm, Max 540,0 nm
• Spektrale Bandbreite (Δλ):Gelb: 15 nm (typ), Grün: 35 nm (typ).
• Durchlassspannung (V_F):
  • Gelb: Typisch 2,0 V, Maximum 2,3 V
  • Grün: Typisch 2,8 V, Maximum 3,2 V
• Sperrstrom (I_R):Maximum 10 µA für beide Farben bei V_R=5V. Hinweis: Das Bauteil ist nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt; dieser Parameter dient nur zu Testzwecken.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt wird basierend auf der Lichtstärke in Bins sortiert, um Farb- und Helligkeitskonsistenz innerhalb einer Anwendung sicherzustellen. Die Toleranz für jedes Bin beträgt +/-15%.

3.1 Bins für Lichtstärke

Für Gelb (I_F=5mA):

• Bin K: 7,1 – 11,2 mcd
• Bin L: 11,2 – 18,0 mcd
• Bin M: 18,0 – 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 – 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 – 71,0 mcd

Für Grün (I_F=5mA):

• Bin N: 28,0 – 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 – 71,0 mcd
• Bin Q: 71,0 – 112,0 mcd
• Bin R: 112,0 – 180,0 mcd
• Bin S: 180,0 – 280,0 mcd

Die Artikelnummer LTST-S326KSTGKT-5A zeigt spezifische Bin-Auswahlen für den gelben (K) und grünen (S) Chip an. Designer sollten die für ihre Anwendung erforderlichen Bins spezifizieren, um visuelle Gleichmäßigkeit zu gewährleisten, insbesondere wenn mehrere LEDs nebeneinander verwendet werden.

4. Analyse der Leistungskurven

Während das PDF auf typische Kurven verweist, können deren Eigenschaften aus den bereitgestellten Daten abgeleitet werden:

• I-V (Strom-Spannungs-) Kurve:Die Durchlassspannung (V_F) Spezifikationen deuten auf eine charakteristische exponentielle Beziehung hin. Der gelbe Chip mit einer niedrigeren typischen V_F(2,0V) wird eine leicht andere Kurvenform aufweisen als der grüne Chip (typische V_F2,8V). Eine ordnungsgemäße Strombegrenzung ist essentiell, da die V_Feinen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist.
• Lichtstärke vs. Strom:Die Intensität (I_V) ist innerhalb des spezifizierten Betriebsbereichs annähernd proportional zum Durchlassstrom (I_F). Die Effizienz kann jedoch bei sehr hohen Strömen aufgrund thermischer Effekte abnehmen.
• Temperaturkennlinien:Die Lichtausbeute sowohl für AlInGaP- (gelb) als auch InGaN-LEDs (grün) nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Der Betriebstemperaturbereich von -20°C bis +80°C definiert die Umgebungsbedingungen, unter denen die spezifizierte Leistung garantiert ist.
• Spektrale Verteilung:Die Spitzen- und dominante Wellenlänge zusammen mit der spektralen Bandbreite (Δλ) definieren die Farbreinheit. Die größere Δλ (35 nm) des grünen Chips im Vergleich zum gelben Chip (15 nm) ist typisch für InGaN-basierte grüne LEDs.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem standardmäßigen EIA-Oberflächenmontage-Gehäuseumriss. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer Standardtoleranz von ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Das Gehäuse verfügt über ein flaches Design, das für platzbeschränkte Anwendungen geeignet ist.

5.2 Pinbelegung & Polarität

Das Bauteil hat zwei Anoden (eine für jeden Chip) und eine gemeinsame Kathode. Die Pinbelegung ist wie folgt:

• Kathode 1 (C1):Mit dem grünen InGaN-Chip verbunden.
• Kathode 2 (C2):Mit dem gelben AlInGaP-Chip verbunden.

Während des Leiterplattenlayouts und der Montage muss die korrekte Polarität beachtet werden. Das empfohlene Layout der Lötpads auf der Leiterplatte wird bereitgestellt, um ein ordnungsgemäßes Löten und mechanische Stabilität zu gewährleisten.

6. Löt- & Montageanleitung

6.1 Reflow-Lötparameter (Bleifreier Prozess)

Das Bauteil ist mit Infrarot-Reflow-Lötung kompatibel. Ein mit JEDEC-Standards konformes Profil wird vorgeschlagen:

• Vorwärmtemperatur:150°C bis 200°C
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden
• Spitzen-Bauteiltemperatur:Maximal 260°C
• Zeit über 260°C:Maximal 10 Sekunden
• Anzahl der Reflow-Zyklen:Maximal zwei Mal.

Hinweis: Das tatsächliche Profil muss für das spezifische Leiterplattendesign, die verwendete Lötpaste und den Ofen charakterisiert werden.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung notwendig ist:

• Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Pad
• Anzahl der Zyklen:Nur einmal.

6.3 Lagerung & Handhabung

• ESD-Vorsichtsmaßnahmen:Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Verwenden Sie während der Handhabung Erdungsarmbänder, antistatische Matten und ordnungsgemäß geerdete Geräte.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Als oberflächenmontiertes Bauteil ist es feuchtigkeitsempfindlich.
  • Verschweißter Beutel:Lagern bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit. Innerhalb eines Jahres nach Öffnen des Beutels verwenden.
  • Nach Öffnen des Beutels:Für Komponenten, die länger als eine Woche außerhalb des Originalbeutels gelagert wurden, wird vor dem Reflow-Löten ein Ausheizen bei 60°C für mindestens 20 Stunden empfohlen, um "Popcorning" zu verhindern.
• Reinigung:Verwenden Sie nur zugelassene alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol (IPA) oder Ethylalkohol. Das Eintauchen sollte bei Raumtemperatur weniger als eine Minute dauern. Vermeiden Sie nicht spezifizierte Chemikalien.

7. Verpackung & Bestellinformationen

Die Standardverpackung für die automatisierte Montage ist:

• Band:8 mm breites, geprägtes Trägerband.
• Rolle:Rolle mit 7-Zoll (178 mm) Durchmesser.
• Stückzahl pro Rolle:3000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Die Verpackung folgt den ANSI/EIA-481 Spezifikationen. Leere Taschen sind mit Deckband versiegelt, und maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Komponenten sind zulässig.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Einschalten, Standby, Modus, Batterieladung oder Netzwerkaktivitätsanzeigen in Routern, Modems, Basisstationen und Telekommunikationsgeräten.
• Tastatur-/Keypad-Hintergrundbeleuchtung:Bereitstellung von zweifarbigem Feedback (z.B. grün für aktiv, gelb für Warnung) in Industriebedienfeldern, medizinischen Geräten oder Unterhaltungselektronik.
• Panel-Anzeigen:Auf Bedienfeldern für Haushaltsgeräte (Öfen, Waschmaschinen) und Büroautomatisierungsgeräte (Drucker, Scanner).
• Symbolische Beleuchtung:Kleine Schilder- oder Symbolbeleuchtung.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie immer einen Reihenstrombegrenzungswiderstand für jeden Farbkanal. Berechnen Sie den Widerstandswert basierend auf der Versorgungsspannung (V_CC), dem gewünschten Durchlassstrom (I_F) und der Durchlassspannung der LED (V_F). Verwenden Sie für ein robustes Design die maximale V_Faus dem Datenblatt: R = (V_CC- V_{F_max}) / I_F.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem maximalen Strom betrieben wird, um Leistung und Lebensdauer aufrechtzuerhalten.
• Optisches Design:Der 130-Grad-Abstrahlwinkel bietet weite Sichtbarkeit. Für gerichtetes Licht können externe Linsen oder Lichtleiter erforderlich sein.
• Ansteuerschaltung:Die LED ist logikpegelkompatibel und kann direkt von Mikrocontroller-GPIO-Pins (mit einem strombegrenzenden Widerstand) oder über Transistor-/MOSFET-Schalter für eine höhere Stromsteuerung angesteuert werden.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die LTST-S326KSTGKT-5A bietet spezifische Vorteile in ihrer Kategorie:

• Zwei Farben in einem Gehäuse:Beseitigt die Notwendigkeit für zwei separate SMD-LEDs, spart Leiterplattenplatz, reduziert Bestückungszeit/-kosten und vereinfacht die Stückliste (BOM).
• Hohe Helligkeit:Die Verwendung von Ultra-Helligkeits-AlInGaP- und InGaN-Chips bietet hohe Lichtstärke, was sie für Anwendungen geeignet macht, die auch bei guter Beleuchtung gute Sichtbarkeit erfordern.
• Standardisiertes Gehäuse:Der EIA-Standard-Footprint gewährleistet Kompatibilität mit einer Vielzahl bestehender Leiterplattenlayouts, Bestückungsdüsen und Zuführsystemen.
• Robuste Prozesskompatibilität:Explizit für IR-Reflow und automatisierte Montage ausgelegt, was hohe Ausbeute und Zuverlässigkeit in der Massenproduktion sicherstellt.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F1: Kann ich die gelbe und grüne LED gleichzeitig mit ihrem maximalen Dauerstrom betreiben?

A1: Nein. Die absoluten Maximalwerte geben individuelle Dauer-Durchlassströme an (Gelb: 25mA, Grün: 20mA). Ein gleichzeitiger Betrieb bei diesen Werten würde wahrscheinlich die Gesamtverlustleistungsgrenze des Gehäuses überschreiten. Für gleichzeitigen Betrieb sollten die Ströme entsprechend thermischer Überlegungen reduziert werden.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (λ_P) und dominanter Wellenlänge (λ_d)?

A2: Die Spitzenwellenlänge ist die einzelne Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine höchste Intensität hat. Die dominante Wellenlänge ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die die wahrgenommene Farbe der LED bei Kombination mit einer spezifizierten weißen Referenz entsprechen würde. λ_dsteht in engerer Beziehung zur menschlichen Farbwahrnehmung.

F3: Warum ist die Sperrstrom (I_R) Testbedingung spezifiziert, wenn das Bauteil nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt ist?

A3: Der I_R-Test ist ein Standardtest für Qualität und Zuverlässigkeit, um die Sperrschichtintegrität und Leckage zu überprüfen. Er verifiziert, dass der LED-Chip und das Gehäuse keine signifikanten Defekte aufweisen. Das Anlegen einer Sperrspannung in einer tatsächlichen Schaltung wird nicht empfohlen und kann das Bauteil beschädigen.

F4: Wie kritisch ist die 1-Wochen-Frist nach Öffnen der Feuchtigkeitssperrbeutel?

A4: Es handelt sich um eine konservative Richtlinie, um feuchtigkeitsbedingte Schäden während der Reflow-Lötung ("Popcorning") zu verhindern. Wenn die Expositionszeit überschritten wird, entfernt das Ausheizen der Komponenten wie angegeben (60°C für 20+ Stunden) effektiv aufgenommene Feuchtigkeit und stellt sie in einen lötfähigen Zustand zurück.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf einer Zweifarb-Statusanzeige für einen WLAN-Router. Grün zeigt eine stabile Internetverbindung an, und gelb zeigt einen Verbindungsversuch oder ein verschlechtertes Signal an.

Umsetzung:

1. Die LED ist auf der Frontplatten-Leiterplatte platziert. Die gemeinsame Kathode ist mit Masse verbunden.
2. Die grüne Anode (C1) ist über einen strombegrenzenden Widerstand mit einem Mikrocontroller-GPIO-Pin (z.B. 3,3V) verbunden. R_grün = (3,3V - 3,2V_max) / 0,005A = 20Ω (22Ω Standardwert verwenden).
3. Die gelbe Anode (C2) ist über einen weiteren Widerstand mit einem anderen GPIO-Pin verbunden. R_gelb = (3,3V - 2,3V_max) / 0,005A = 200Ω (220Ω Standardwert verwenden).
4. Die Mikrocontroller-Firmware steuert die Pins: Setzt den grünen Pin auf High für eine stabile Verbindung, setzt den gelben Pin auf High für Suche/Verschlechterung und setzt beide auf Low für Aus.
5. Der weite 130°-Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Anzeige aus verschiedenen Winkeln in einem typischen Raum sichtbar ist.

Dieses Design verwendet eine einzelne Komponente, um zwei klare visuelle Zustände bereitzustellen, was die Montage vereinfacht und Platz spart im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten LEDs.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Die LTST-S326KSTGKT-5A basiert auf der Festkörper-Halbleiter-Lichtemission. Sie enthält zwei verschiedene Halbleitermaterialien in ihrem Gehäuse:

• Gelbe Emission (AlInGaP):Das gelbe Licht wird von einem Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP) Chip erzeugt. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Chips und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die der gelben Wellenlänge (~590 nm) entspricht.
• Grüne Emission (InGaN):Das grüne Licht wird von einem Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) Chip erzeugt. Das Funktionsprinzip ist dasselbe (Elektrolumineszenz), aber das InGaN-Materialsystem hat eine größere Bandlückenabstimmbarkeit. Durch Anpassen des Indiumgehalts kann die Emissionswellenlänge über das blaue, grüne und cyanfarbene Spektrum variiert werden. Die Erzielung einer hocheffizienten grünen Farbe mit InGaN ist anspruchsvoller als bei blau, was sich in der breiteren spektralen Breite widerspiegelt.

Die wasserklare Epoxidharzlinse verkapselt die Chips, bietet mechanischen Schutz, formt den Lichtausgangsstrahl und bietet Umgebungsschutz.

13. Branchentrends & Entwicklungen

Der Markt für SMD-LEDs wie die LTST-S326KSTGKT-5A entwickelt sich weiter, angetrieben durch mehrere Schlüsseltrends:

• Erhöhte Miniaturisierung:Die Nachfrage nach noch kleineren Gehäusegrößen (z.B. 0402, 0201 metrisch) besteht weiterhin, um dichtere Elektronik und neue Formfaktoren wie Wearables zu ermöglichen.
• Höhere Effizienz & Leuchtdichte:Fortlaufende Verbesserungen in der epitaktischen Wachstumstechnologie und im Chipdesign führen zu LEDs mit höherer Lichtausbeute (mehr Lichtausbeute pro elektrischem Watt), was einen geringeren Stromverbrauch oder hellere Anzeigen bei gleichem Strom ermöglicht.
• Farbkonsistenz & Fortgeschrittenes Binning:Engere Binning-Toleranzen für Wellenlänge (Farbe) und Intensität werden zum Standard, insbesondere für Anwendungen, bei denen mehrere LEDs perfekt übereinstimmen müssen, wie z.B. in Vollfarbdisplays oder Anzeigearrays.
• Integration & Intelligente Funktionen:Der Trend geht über einfache diskrete LEDs hinaus hin zu integrierten Lösungen, wie LEDs mit eingebauten strombegrenzenden Widerständen, Treiber-ICs oder sogar Mikrocontrollern für adressierbare RGB-LEDs (z.B. WS2812).
• Zuverlässigkeit & Eignung für raue Umgebungen:Die Entwicklung konzentriert sich auf die Verbesserung der Leistung und Lebensdauer unter höheren Temperaturen, Feuchtigkeit und chemischer Belastung, was Anwendungen in Automobil-, Industrie- und Außenbereichen erweitert.

Bauteile wie die LTST-S326KSTGKT-5A stellen eine ausgereifte, zuverlässige und kosteneffektive Lösung für Standard-Anzeigeanwendungen dar, während neuere Technologien die Grenzen für spezialisierte, hochleistungsfähige Anwendungen verschieben.