LTST-S327TBJRKT SMD LED Datenblatt - Zweifarbig (Blau/Rot) - 20mA/25mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer kompakten, oberflächenmontierbaren Zweifarben-LED. Das Bauteil integriert zwei unterschiedliche Leuchtchips in einem einzigen Gehäuse: Einen, der blaues Licht mittels InGaN-Technologie erzeugt, und einen, der rotes Licht mittels AlInGaP-Technologie erzeugt. Diese Konfiguration ist für platzbeschränkte Anwendungen konzipiert, die mehrere Anzeigefarben von einem einzigen Bauteil-Footprint benötigen.

1.1 Merkmale

• Konform mit den RoHS-Umweltrichtlinien.
• Seitensichtbares Gehäusedesign mit verzinnten Anschlüssen für verbesserte Lötbarkeit.
• Verwendung von hocheffizienten InGaN- (Blau) und AlInGaP- (Rot) Halbleiterchips.
• Geliefert auf 8-mm-Tape, aufgewickelt auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser Spulen für die automatisierte Bestückung.
• Gehäuse entspricht den EIA-Standardumrissen (Electronic Industries Alliance).
• Entworfen für Kompatibilität mit integrierten Schaltkreisen (I.C.-kompatibel).
• Geeignet für den Einsatz mit automatischen Pick-and-Place-Bestückungsgeräten.
• Hält Standard-Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen stand.

1.2 Anwendungen

Dieses Bauteil eignet sich für eine breite Palette elektronischer Geräte, die kompakte, zuverlässige Statusanzeigen oder Hintergrundbeleuchtung erfordern. Typische Anwendungsbereiche sind:

• Telekommunikationsgeräte (z. B. schnurlose/Mobiltelefone).
• Büroautomatisierungsgeräte und Netzwerksysteme.
• Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik.
• Industriesteuerungen und Instrumententafeln.
• Tastatur- oder Keypad-Hintergrundbeleuchtung.
• Status- und Stromanzeigen.
• Mikrodisplays und Symbolbeleuchtung.
• Signal- und Symbolleuchten.

2. Gehäuseabmessungen und Konfiguration

Das Bauteil ist in einem standardmäßigen SMD-Gehäuse (Surface-Mount Device) untergebracht. Die Linse ist wasserklar, um die wahre Chipfarbe sichtbar zu machen. Die Pinbelegung ist wie folgt: Pin A1 ist die Anode für den Blau (InGaN)-Chip, und Pin A2 ist die Anode für den Rot (AlInGaP)-Chip. Die Kathoden sind gemeinsam. Alle Maßtoleranzen betragen ±0,1 mm, sofern nicht anders in der detaillierten mechanischen Zeichnung (im Originaldatenblatt referenziert) angegeben.

3. Grenzwerte und Kenngrößen

3.1 Absolute Maximalwerte

Belastungen über diese Grenzwerte hinaus können dauerhafte Schäden am Bauteil verursachen. Alle Grenzwerte sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C angegeben.

• Verlustleistung:Blau: 76 mW, Rot: 62,5 mW.
• Spitzen-Strom in Durchlassrichtung(1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Puls): Blau: 100 mA, Rot: 60 mA.
• Dauerstrom in Durchlassrichtung (IF):Blau: 20 mA, Rot: 25 mA.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +85°C.
• Infrarot-Reflow-Löten:Hält einer Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden stand.

3.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Typische Leistungsparameter gemessen bei Ta=25°C und IF=20mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (IV):
  • Blau: Minimum 28,0 mcd, Typisch -, Maximum 180,0 mcd.
  • Rot: Minimum 18,0 mcd, Typisch -, Maximum 112,0 mcd.
  • Gemessen mit einem Filter, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ½):Ungefähr 130 Grad für beide Farben. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt.
• Spitzenwellenlänge (λP):Blau: 468 nm (Typisch), Rot: 639 nm (Typisch).
• Dominante Wellenlänge (λd):
  • Blau: Min. 465 nm, Max. 475 nm.
  • Rot: Min. 624 nm, Max. 638 nm.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):Blau: 15 nm (Typisch), Rot: 20 nm (Typisch).
• Durchlassspannung (VF) @ IF=20mA:
  • Blau: Minimum 2,8V, Maximum 3,8V.
  • Rot: Minimum 1,6V, Maximum 2,4V.
• Sperrstrom (IR) @ VR=5V:Maximum 10 µA für beide Farben. Hinweis: Das Bauteil ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt; dieser Parameter dient nur Testzwecken.

3.3 Wichtige Hinweise zu den Kenngrößen

• Lichtstärke und dominante Wellenlänge sind Schlüsselparameter für Farbkonstanz und Helligkeit.
• Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Beim Umgang müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen (Handgelenkerdungsbänder, geerdete Geräte) verwendet werden.
• Das Anlegen einer Sperrspannung ist kein normaler Betriebszustand und sollte im Schaltungsdesign vermieden werden.

4. Binning-System

Um eine gleichbleibende Helligkeit sicherzustellen, werden die LEDs basierend auf ihrer Lichtstärke bei 20mA sortiert (gebinned). Jeder Bin hat einen definierten Minimal- und Maximalwert mit einer Toleranz von ±15 % innerhalb des Bins.

4.1 Lichtstärke-Bins

Blau-Chip (mcd @ 20mA):

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

Rot-Chip (mcd @ 20mA):

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

Dieses Binning ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Helligkeitsanforderungen für ihre Anwendung erfüllen, und gewährleistet so visuelle Konsistenz in der Produktion.

5. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien, die für die Designanalyse wesentlich sind. Diese Kurven stellen grafisch die Beziehung zwischen Schlüsselparametern dar und liefern Einblicke, die über die tabellierten Minimal-/Typisch-/Maximalwerte hinausgehen.

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Diese Kurve zeigt die exponentielle Beziehung für beide Chips (Blau und Rot). Sie ist entscheidend für das Design der strombegrenzenden Schaltung. Die unterschiedlichen Schwellspannungen (niedriger für Rot, höher für Blau) müssen berücksichtigt werden, wenn die Chips von einer gemeinsamen Spannungsquelle mit separaten Vorwiderständen angesteuert werden.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt. Sie ist im empfohlenen Betriebsbereich im Allgemeinen linear, wird aber bei höheren Strömen sättigen. Der Betrieb nahe dem absoluten Maximalstrom wird aus Effizienz- und Langlebigkeitsgründen nicht empfohlen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Demonstriert die thermische Reduzierung der Lichtleistung. Beide LED-Typen zeigen eine Verringerung der Lichtstärke bei steigender Umgebungstemperatur. Dies ist besonders wichtig für Designs, bei denen die LED hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt sein kann oder bei hohen Strömen betrieben wird, die signifikante interne Wärme erzeugen.
• Spektrale Verteilung:Veranschaulicht die relative Strahlungsleistung gegenüber der Wellenlänge für jeden Chip und zeigt die Spitzenwellenlänge und spektrale Bandbreite.

6. Mechanik, Bestückung und Handhabung

6.1 Gehäuse und Leiterplattenlayout

Das Datenblatt enthält detaillierte mechanische Zeichnungen des Bauteils, einschließlich Drauf-, Seiten- und Untersicht mit kritischen Abmessungen. Ein empfohlenes Leiterplatten-Pad-Layout (Land Pattern) wird ebenfalls bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität während und nach dem Reflow-Prozess zu gewährleisten. Die Einhaltung dieses empfohlenen Footprints ist für eine zuverlässige Bestückung entscheidend.

6.2 Lötrichtlinien

Das Bauteil ist mit Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen kompatibel, dem Standard für die SMD-Bestückung. Ein empfohlenes Reflow-Temperaturprofil, das den JEDEC-Standards für bleifreies Löten entspricht, wird bereitgestellt. Zu den Schlüsselparametern dieses Profils gehören:

• Vorwärmen:150°C bis 200°C.
• Zeit über Liquidus (TAL):Sollte innerhalb der Standard-Prozessfenster liegen.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit bei Spitzentemperatur:Maximal 10 Sekunden.
• Das Bauteil sollte nicht mehr als zwei Reflow-Zyklen ausgesetzt werden.
• Für manuelle Nacharbeit mit einem Lötkolben sollte die Lötspitzentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit auf 3 Sekunden pro Lötstelle begrenzt sein.

6.3 Reinigung

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

6.4 Lagerung und Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Die LEDs sind in einer feuchtigkeitssperrenden Beutel mit Trockenmittel verpackt, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die während des Reflow-Prozesses zu "Popcorning" (Gehäuserissen) führen kann. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) ist mit Stufe 3 bewertet.

• Versiegelter Beutel:Lagern bei ≤ 30°C und ≤ 90 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit beträgt ein Jahr ab dem Versiegelungsdatum des Beutels.
• Nach dem Öffnen:Die Lagerumgebung sollte 30°C / 60 % RH nicht überschreiten. Die Bauteile sollten innerhalb einer Woche verwendet werden. Wenn sie länger außerhalb des Originalbeutels gelagert werden, müssen sie vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet (gebaked) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen.

7. Verpackung für die Produktion

Die Bauteile werden auf einer geprägten Trägerfolie für die automatisierte Bestückung geliefert. Die Folienbreite beträgt 8 mm. Die Folie ist auf eine Standardspule mit 7 Zoll (178 mm) Durchmesser aufgewickelt. Jede Spule enthält 3000 Stück. Detaillierte Abmessungen für die Folientaschen, die Deckfolie und die Spule werden bereitgestellt, um die Kompatibilität mit den Zuführungen automatisierter Bestückungsgeräte sicherzustellen. Die Verpackungsspezifikation folgt den ANSI/EIA-481-Standards.

8. Anwendungsaspekte und Vorsichtsmaßnahmen

8.1 Designaspekte

• Strombegrenzung:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein externer Vorwiderstand muss in Reihe mit jedem Chip (Blau und Rot) geschaltet werden, wenn diese an eine Spannungsquelle angeschlossen werden. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F, wobei V_Fdie Durchlassspannung der LED beim gewünschten Strom I_Fist. Verwenden Sie den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom unter allen Bedingungen das Limit nicht überschreitet.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, trägt eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte um die thermischen Pads (falls vorhanden) oder eine angemessene Leiterbahnbreite zur Wärmeableitung bei, was die LED-Leistung und -Lebensdauer erhält, insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen.
• ESD-Schutz:Integrieren Sie ESD-Schutzdioden auf empfindlichen Signalleitungen, die mit den LED-Anoden verbunden sind, wenn diese zu Steckverbindern oder benutzerzugänglichen Bereichen führen.

8.2 Typische Schaltungskonfiguration

Es wird eine gemeinsame Kathodenkonfiguration verwendet. Um die blauen und roten LEDs unabhängig zu steuern:

• Schließen Sie die gemeinsame Kathode (C) an Masse an.
• Schließen Sie die blaue Anode (A1) über einen Vorwiderstand (R_Blau) an die positive Versorgungsspannung an.
• Schließen Sie die rote Anode (A2) über einen separaten Vorwiderstand (R_Rot) an die positive Versorgungsspannung an.
• R_Blauund R_Rotwerden aufgrund der unterschiedlichen V_F-Werte der Chips für denselben gewünschten Strom unterschiedliche Werte haben.
• Jede Anode kann dann von einem Mikrocontroller-GPIO-Pin oder einem Schalttransistor angesteuert werden.

8.3 Zuverlässigkeit und Anwendungsbereich

Das Bauteil ist für den Einsatz in Standard-Handels- und Industrie-Elektronikgeräten ausgelegt. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall die Sicherheit gefährden könnte (z. B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltung, Verkehrssteuerung), sind zusätzliche Qualifikationen und Konsultationen mit dem Bauteilhersteller zwingend erforderlich. Die Spezifikationen in diesem Datenblatt sind unter den angegebenen Testbedingungen garantiert. Die Leistung in der endgültigen Anwendung hängt von einem korrekten Schaltungsdesign, dem Leiterplattenlayout und der Einhaltung der Handhabungs- und Bestückungsrichtlinien ab.