Technisches Datenblatt für die Zweifarb-SMD-LED LTST-C235TBKFWT - Gehäuseabmessungen - Blau/Orange - 3,3V/2,0V - 76mW/75mW

1. Produktübersicht

Die LTST-C235TBKFWT ist eine zweifarbige, oberflächenmontierbare (SMD) LED, die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die kompakte, zuverlässige und helle Anzeigelösungen erfordern. Sie integriert zwei unterschiedliche Halbleiterchips in einem einzigen EIA-Standardgehäuse: einen InGaN-Chip (Indiumgalliumnitrid) für blaue Emission und einen AlInGaP-Chip (Aluminiumindiumgalliumphosphid) für orange Emission. Diese Konfiguration ermöglicht vielseitige Signalgebung und Statusanzeige mit nur einer Bauteilfläche.

Das Produkt ist als "grünes Produkt" klassifiziert, erfüllt die ROHS-Konformitätsstandards (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und eignet sich somit für Märkte mit strengen Umweltvorschriften. Es wird auf 8-mm-Trägerband auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen verpackt, was die hochautomatisierte Bestückung in der Serienfertigung von Elektronik erleichtert.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Zweifarbige Lichtquelle:Kombiniert blaue (InGaN) und orange (AlInGaP) Lichtemission von separaten Chips.
• Hohe Helligkeit:Nutzt Ultrahell-Chip-Technologie für hohe Lichtstärke.
• Fertigungskompatibilität:Voll kompatibel mit automatischen Bestückungsgeräten und Standard-Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen.
• IC-Kompatibilität:Kann direkt von den meisten Logikpegel-Ausgängen angesteuert werden.
• Standardisierte Verpackung:EIA-Standardgehäuse gewährleistet breite Kompatibilität mit Industriedesigns und Fertigungslinien.

2. Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der für die LTST-C235TBKFWT-LED spezifizierten elektrischen und optischen Parameter. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):Blau: 76 mW, Orange: 75 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED im Gleichstrombetrieb als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Stromstärke (I_FP):Blau: 100 mA, Orange: 80 mA. Dies ist der maximal zulässige Momentanstrom unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Eine Überschreitung kann zu katastrophalem Ausfall führen.
• Gleichstrom-Stromstärke (I_F):Blau: 20 mA, Orange: 30 mA. Dies ist der empfohlene maximale Dauer-Vorwärtsstrom für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb.
• Temperaturbereiche:Betrieb: -20°C bis +80°C; Lagerung: -30°C bis +100°C.
• Lötbedingung:Hält Infrarot-Reflow-Löten mit einer Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden stand.

2.2 Elektrische & Optische Kenndaten

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter spezifizierten Testbedingungen.

• Lichtstärke (I_V):Gemessen in Millicandela (mcd) bei I_F= 20 mA. Blau: Min. 18,0, Typ. 45,0, Max. 280,0. Orange: Min. 28,0, Typ. Wert nicht angegeben, Max. lt. Tabelle nicht anwendbar. Dies gibt die wahrgenommene Helligkeit der LED für das menschliche Auge an.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typisch 130 Grad für beide Farben. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Achswertes abfällt, und definiert die Strahlausbreitung.
• Spitzenwellenlänge (λ_P):Blau: 468 nm (Typ.), Orange: 611 nm (Typ.). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Blau: 470 nm (Typ.), Orange: 605 nm (Typ.). Dies ist die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe der LED am besten repräsentiert, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Blau: 25 nm (Typ.), Orange: 17 nm (Typ.). Dies misst die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts.
• Flussspannung (V_F):Bei I_F= 20 mA. Blau: Typ. 3,30V, Max. 3,80V. Orange: Typ. 2,00V, Max. 2,40V. Dies ist der Spannungsabfall über der LED im Betrieb.
• Sperrstrom (I_R):Max. 10 μA für beide bei V_R= 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur der Charakterisierung des Leckstroms.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die Lichtstärke von LEDs kann von Charge zu Charge variieren. Ein Binning-System wird verwendet, um LEDs basierend auf ihrer gemessenen Leistung in Gruppen (Bins) zu sortieren, um Konsistenz für den Endanwender sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die LTST-C235TBKFWT verwendet Buchstabencodes zur Bezeichnung der Intensitätsbereiche. Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt +/-15%.

Blauchip-Bins:

- M: 18,0 - 28,0 mcd

- N: 28,0 - 45,0 mcd

- P: 45,0 - 71,0 mcd

- Q: 71,0 - 112,0 mcd

- R: 112,0 - 180,0 mcd

Orangechip-Bins:

- N: 28,0 - 45,0 mcd

- P: 45,0 - 71,0 mcd

- Q: 71,0 - 112,0 mcd

- R: 112,0 - 180,0 mcd

- S: 180,0 - 280,0 mcd

Dieses System ermöglicht es Entwicklern, einen Helligkeitsgrad auszuwählen, der den Anforderungen ihrer Anwendung entspricht, sei es für hohe Sichtbarkeit bei Umgebungslicht oder für stromsparende Anzeigen.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische Diagramme verwiesen wird (z.B. Abb.1, Abb.5), liefern typische Leistungskurven für solche LEDs wichtige Entwurfsinformationen.

4.1 Vorwärtsstrom vs. Flussspannung (I-V-Kurve)

Die I-V-Beziehung ist exponentiell. Für den blauen Chip (InGaN, V_F~3,3V) weist die Kurve im Vergleich zum orangen Chip (AlInGaP, V_F~2,0V) einen steileren Knick auf. Dies erfordert unterschiedliche Vorwiderstandswerte bei Ansteuerung von derselben Spannungsquelle, um denselben Zielstrom (z.B. 20mA) zu erreichen.

4.2 Lichtstärke vs. Vorwärtsstrom

Die Lichtstärke ist innerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs annähernd proportional zum Vorwärtsstrom. Die Effizienz (Lichtausbeute pro elektrischer Eingangsleistung) nimmt jedoch bei sehr hohen Strömen typischerweise aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung ab. Der Betrieb bei oder unterhalb des empfohlenen Gleichstrom-Vorwärtsstroms gewährleistet optimale Effizienz und Langlebigkeit.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Die LED-Leistung ist temperaturabhängig. Mit steigender Sperrschichttemperatur:

- Nimmt die Lichtstärke im Allgemeinen ab.

- Die Flussspannung für einen gegebenen Strom nimmt typischerweise leicht ab.

- Die dominante Wellenlänge kann sich verschieben (üblicherweise zu längeren Wellenlängen).

Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement im Leiterplattendesign ist entscheidend, um eine konsistente optische Leistung über den Betriebstemperaturbereich aufrechtzuerhalten.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Pinbelegung

Das Bauteil entspricht einem EIA-Standard-SMD-LED-Fußabdruck. Die spezifischen Abmessungen sind in den Zeichnungen des Datenblatts angegeben. Die Pinbelegung ist für den korrekten Betrieb entscheidend:

- Pins 1 und 2: Anode und Kathode für denBlauenInGaN-Chip.

- Pins 3 und 4: Anode und Kathode für denOrangenAlInGaP-Chip.

Die Konsultierung der Gehäusezeichnung ist unerlässlich, um die Anoden-/Kathodenpolarität für jede Farbe zu identifizieren und falsche Verbindungen beim Leiterplattenlayout zu vermeiden.

5.2 Empfohlenes Lötpad-Design

Das Datenblatt enthält empfohlene Lötpad-Abmessungen. Die Einhaltung dieser Empfehlungen gewährleistet eine zuverlässige Lötstelle, eine korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses und unterstützt die Wärmeableitung vom LED-Gehäuse. Deutliche Abweichungen von diesen Pad-Layouts können zu "Tombstoning" (Aufstellen des Bauteils), schlechten Lötfilletten oder reduzierter thermischer Leistung führen.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das Datenblatt enthält ein empfohlenes IR-Reflow-Profil für bleifreie Lötprozesse. Wichtige Parameter sind:

- Vorwärmen:150-200°C, um die Leiterplatte allmählich zu erwärmen und das Flussmittel zu aktivieren.

- Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden, um thermischen Schock zu verhindern.

- Spitzentemperatur:Maximal 260°C.

- Zeit oberhalb Liquidus:Das Profil auf Seite 3 zeigt die kritische Reflow-Zone; das Bauteil sollte für eine angemessene Zeit (z.B. 60-90 Sekunden) Temperaturen ausgesetzt sein, die zum Schmelzen des Lots ausreichen (typisch 217°C+ für SnAgCu).

- Abkühlrate:Ein kontrolliertes Abkühlen wird empfohlen, um die Belastung der Lötstellen zu minimieren.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist:

- Verwenden Sie einen temperaturgeregelten Lötkolben mit maximal 300°C.

- Begrenzen Sie die Lötzeit auf maximal 3 Sekunden pro Lötstelle.

- Wenden Sie die Hitze auf das Leiterplattenpad an, nicht direkt auf den LED-Körper, um thermische Schäden an der Kunststofflinse und dem Halbleiterchip zu verhindern.

6.3 Reinigung

Falls eine Nachlötreinigung erforderlich ist:

- Verwenden Sie nur spezifizierte Reinigungsmittel. Nicht spezifizierte Chemikalien können die Epoxidlinse der LED beschädigen und Trübung oder Rissbildung verursachen.

- Empfohlene Lösungsmittel sind Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei normaler Raumtemperatur.

- Die Tauchzeit sollte weniger als eine Minute betragen, um das Eindringen von Lösungsmitteln zu verhindern.

6.4 Lagerung und Handhabung

• ESD-Vorsichtsmaßnahmen:LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Verwenden Sie Handgelenksbänder, antistatische Matten und ordnungsgemäß geerdete Geräte während der Handhabung.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Als oberflächenmontiertes Kunststoffgehäuse ist es feuchtigkeitsempfindlich. Wenn die original versiegelte Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet wird, sollten die Bauteile innerhalb einer Woche verwendet oder vor dem Reflow-Löten getrocknet (z.B. bei 60°C für 20 Stunden) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning"-Schäden während des Lötens zu verhindern.
• Langzeitlagerung:Für geöffnete Verpackungen lagern bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit. Für längere Lagerung verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel.

7. Verpackung und Bestellung

7.1 Band- und Spulenspezifikationen

Die Standardverpackung ist 8-mm-geprägtes Trägerband auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser-Spulen.

- Menge pro Spule:3000 Stück.

- Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.

- Deckband:Leere Taschen sind mit Deckband versiegelt.

- Fehlende Bauteile:Gemäß Verpackungsstandard (ANSI/EIA 481-1-A-1994) sind maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende LEDs zulässig.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Die Zweifarb-Fähigkeit ermöglicht mehrere Status (z.B. blau für "Ein/Standby", orange für "Fehler/Laden", beide für einen dritten Zustand).
• Unterhaltungselektronik:Netztasten, Verbindungsstatus (Wi-Fi/Bluetooth), Batterieladeanzeigen bei Laptops, Routern und Peripheriegeräten.
• Industrielle Bedienfelder:Maschinenstatus, Betriebsmodus-Anzeige.
• Automobil-Innenraumbeleuchtung:Stromsparende Akzent- oder Anzeigebeleuchtung, wobei spezifische Automotive-Qualifikationen erforderlich wären.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand für jeden LED-Chip, um den Vorwärtsstrom einzustellen. Berechnen Sie den Widerstandswert als R = (V_quelle- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design, das sicherstellt, dass I_Fselbst bei Bauteiltoleranzen nicht überschritten wird, die maximale V_Faus dem Datenblatt.
• Ansteuerschaltung:Die LEDs sind mit Mikrocontroller-GPIO-Pins kompatibel. Stellen Sie sicher, dass der GPIO den erforderlichen Strom (20-30mA) senken/ziehen kann. Für höhere Ströme oder zum Multiplexen vieler LEDs verwenden Sie Transistor-Treiber oder spezielle LED-Treiber-ICs.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, sollte das Leiterplattenlayout ausreichend Kupferfläche um die Lötpads als Kühlkörper vorsehen, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder maximalem Strom.
• Optisches Design:Der 130-Grad-Abstrahlwinkel bietet ein breites, diffuses Lichtmuster, das für die direkte Betrachtung geeignet ist. Für Lichtleitereinsätze hilft der breite Winkel, Licht effektiv in den Leiter zu koppeln.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTST-C235TBKFWT bietet spezifische Vorteile in ihrer Klasse:

• Zweifach-Chip vs. Einzel-Chip:Im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs spart dieses Bauteil Leiterplattenfläche, reduziert die Bauteilanzahl und vereinfacht die Bestückung.
• Chip-Technologie:Die Verwendung von InGaN für Blau und AlInGaP für Orange repräsentiert ausgereifte, hocheffiziente Halbleitertechnologien für ihre jeweiligen Farben und bietet gute Helligkeit und Zuverlässigkeit.
• Gehäuse-Standardisierung:Das EIA-Standardgehäuse gewährleistet direkte Kompatibilität mit einer Vielzahl bestehender Leiterplatten-Fußabdrücke und Designbibliotheken und reduziert so das Designrisiko.
• Prozesskompatibilität:Volle Kompatibilität mit IR-Reflow und automatisierter Bestückung macht es ideal für die kostensensitive Serienfertigung.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F1: Kann ich die blaue und die orange LED gleichzeitig mit ihrem maximalen Gleichstrom betreiben?

A1: Ja, aber Sie müssen die gesamte Verlustleistung berücksichtigen. Gleichzeitiger Betrieb bei 20mA (Blau) und 30mA (Orange) führt zu einer Verlustleistung von etwa (3,3V*0,02A) + (2,0V*0,03A) = 0,126W. Dies liegt unter den individuellen Maximalwerten, erfordert jedoch die Überprüfung, ob die kombinierte thermische Belastung die Fähigkeit des Gehäuses zur Wärmeableitung in Ihrem spezifischen Layout nicht überschreitet.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A2: Spitzenwellenlänge (λ_P) ist die physikalische Wellenlänge des höchsten Intensitätspunktes im Emissionsspektrum. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Diagramm), der die "Farbe" definiert, die wir sehen. Für monochromatische LEDs liegen sie oft nahe beieinander. Für LEDs mit breiterem Spektrum können sie sich unterscheiden.

F3: Wie interpretiere ich den Bin-Code bei der Bestellung?

A3: Der Bin-Code (z.B. "P" für Blau, "Q" für Orange) spezifiziert den garantierten minimalen und maximalen Lichtstärkebereich für diese Charge. Sie müssen bei der Bestellung den gewünschten Bin(s) angeben, um eine gleichmäßige Helligkeit über Ihren Produktionslauf sicherzustellen. Wenn nicht angegeben, können Sie Bauteile aus jedem verfügbaren Bin innerhalb des Gesamtbereichs des Produkts erhalten.

F4: Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

A4: Der Betriebstemperaturbereich (-20°C bis +80°C) deckt viele Außenbedingungen ab. Für den langfristigen Außeneinsatz müssen jedoch zusätzliche Faktoren berücksichtigt werden, die in diesem Datenblatt nicht abgedeckt sind: UV-Beständigkeit der Linse (gegen Vergilbung), Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechsel und Schutz vor Feuchtigkeitseintritt. Für kritische Außenanwendungen konsultieren Sie den Hersteller bezüglich erweiterter Zuverlässigkeitsdaten oder ziehen Sie speziell für den Außeneinsatz qualifizierte Produkte in Betracht.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer Zweifarb-Netztaste für einen Netzwerk-Switch

Ein Designer benötigt eine LED, um sowohl den Netzstatus (Ein/Aus) als auch die Netzwerkaktivität (Aktiv/Leerlauf) auf einer einzigen Taste anzuzeigen.

Umsetzung:

1. Die LTST-C235TBKFWT wird hinter einer lichtdurchlässigen Tastenkappe platziert.

2. Der Mikrocontroller steuert die LEDs an:

- Dauerhaft Orange:Netz ist EIN, Gerät startet/ist im Leerlauf.

- Dauerhaft Blau:Netz ist EIN, Gerät ist voll betriebsbereit und im Leerlauf.

- Blinkend Blau:Netz ist EIN, Netzwerkaktivität wird erkannt.

- Aus:Netz ist AUS.

3. Vorwiderstände werden für jede Farbe separat berechnet. Für eine 3,3V-MCU-Spannung: R_Blau= (3,3V - 3,3V) / 0,02A = 0Ω (theoretisch). In der Praxis wird ein kleiner Widerstand (z.B. 10Ω) verwendet, um den Einschaltstrom zu begrenzen und den Spannungsabfall am MCU-Pin zu berücksichtigen. R_Orange= (3,3V - 2,0V) / 0,02A = 65Ω (ein Standardwert von 68Ω wird verwendet).

4. Der breite 130-Grad-Abstrahlwinkel gewährleistet eine gleichmäßige Ausleuchtung der Taste aus verschiedenen Betrachtungswinkeln.

Ergebnis:Eine saubere, kompakte Benutzeroberfläche mit klarer Mehrzustandsrückmeldung unter Verwendung nur einer Bauteilfläche, was das Leiterplattenlayout und die Bestückung vereinfacht.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Lichtemissionsprinzip:LEDs sind Halbleiterdioden. Wenn eine Flussspannung angelegt wird, überqueren Elektronen den p-n-Übergang und rekombinieren mit Löchern im aktiven Bereich. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts wird durch die Bandlückenenergie des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt.

Materialwissenschaft:

- InGaN (Indiumgalliumnitrid):Dieses Materialsystem ermöglicht die Einstellung der Bandlücke, um Licht von Ultraviolett über Grün bis Blau zu erzeugen. Der blaue Chip in dieser LED verwendet diese Technologie.

- AlInGaP (Aluminiumindiumgalliumphosphid):Dieses Materialsystem wird für hochhelle LEDs im gelben, orangen und roten Spektrum verwendet. Der orange Chip in dieser LED verwendet diese Technologie.

Die Kombination dieser beiden ausgereiften Materialtechnologien in einem Gehäuse bietet eine zuverlässige Lösung für Zweifarb-Anwendungen.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Das Feld der SMD-LEDs entwickelt sich ständig weiter. Allgemeine Trends, die für Bauteile wie die LTST-C235TBKFWT relevant sind, umfassen:

• Erhöhte Effizienz (lm/W):Fortlaufende Verbesserungen in der epitaktischen Schichtabscheidung und im Chipdesign führen zu höherer Lichtausbeute, was mehr Lichtausgang bei gleicher elektrischer Eingangsleistung bedeutet.
• Miniaturisierung:Während dieses Produkt ein Standardgehäuse verwendet, strebt die Industrie für platzbeschränkte Anwendungen wie Mobilgeräte nach kleineren Fußabdrücken (z.B. 0402, 0201).
• Verbesserte Farbkonstanz:Engere Binning-Toleranzen und Fortschritte in der Fertigungskontrolle führen zu LEDs mit konsistenterer Farbart und Helligkeit von Charge zu Charge.
• Höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer:Verbesserungen bei Gehäusematerialien (Epoxid, Bondrahmen) und Chipstrukturen zielen darauf ab, die Betriebslebensdauer zu verlängern und die Leistung unter Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsbedingungen zu verbessern.
• Integration:Über Zweifarb-LEDs hinaus gibt es einen Trend zur Integration weiterer Funktionen, wie RGB (Rot, Grün, Blau) LEDs in einem einzigen Gehäuse oder sogar der Kombination von LEDs mit Steuer-ICs (wie Treiber- oder Sequenzer-Chips) zu komplexeren Modulen.

Die LTST-C235TBKFWT stellt eine etablierte, zuverlässige Lösung in dieser sich entwickelnden Landschaft dar und bietet eine ausgewogene Leistung, Kosten und Fertigbarkeit für Mainstream-Zweifarb-Anzeigeanwendungen.