LTST-C19MGEBK-RR SMD LED Datenblatt - Vollfarbig RGB - 0,5 mm Bauhöhe - 20-30 mA Durchlassstrom - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen für die LTST-C19MGEBK-RR, eine Oberflächenmontage (SMD) LED-Lampe. Diese Komponente gehört zu einer Familie von Miniatur-LEDs, die speziell für automatisierte Leiterplatten (PCB)-Montageprozesse und Anwendungen entwickelt wurde, bei denen Platz eine kritische Einschränkung darstellt. Das Bauteil integriert drei verschiedene LED-Chips in einem einzigen, kompakten Gehäuse, wodurch die Emission von rotem, grünem und blauem Licht ermöglicht wird. Diese Vollfarb-Fähigkeit macht es für eine Vielzahl moderner elektronischer Geräte geeignet.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die primären Vorteile dieser LED sind ihr außergewöhnlich dünnes Profil, die hohe Helligkeit und die Einhaltung von Umwelt- und Fertigungsstandards. Ihr Design priorisiert die Kompatibilität mit hochvolumigen, automatisierten Produktionsumgebungen.

• Zielanwendungen:Die LED eignet sich gut für Telekommunikationsgeräte (schnurlose und Mobiltelefone), tragbare Computer (Notebooks), Netzwerksystemausrüstung, verschiedene Haushaltsgeräte sowie Innenraum-Beschilderung oder Display-Anwendungen.
• Hauptmerkmale:Das Bauteil entspricht der Richtlinie zur Beschränkung gefährlicher Stoffe (RoHS). Es weist eine extra dünne Bauhöhe von 0,5 mm auf. Es verwendet hochleistungsfähige Ultra-Helle InGaN- (für Grün und Blau) und AlInGaP- (für Rot) Halbleiterchips. Es wird in 8 mm breitem Band auf 7-Zoll-Spulen verpackt geliefert, entsprechend der EIA-Standardverpackung für die automatisierte Handhabung.
• Fertigungskompatibilität:Die Komponente ist für die Kompatibilität mit integrierten Schaltkreisen (I.C. kompatibel) und Standard-Automatikbestückungsgeräten ausgelegt. Sie hält Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen stand, dem Standard für die Oberflächenmontagetechnologie.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Die Leistung der LED wird unter spezifischen Umgebungs- und elektrischen Testbedingungen definiert, hauptsächlich bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Das Verständnis dieser Parameter ist für eine zuverlässige Schaltungsauslegung entscheidend.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert und sollte im Design vermieden werden.

• Verlustleistung (Pd):76 mW für Grün- und Blau-Chips; 75 mW für den Rot-Chip. Dies ist die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):100 mA für Grün/Blau, 80 mA für Rot, bei einem Tastverhältnis von 1/10 mit 0,1 ms Pulsbreite. Dieser Wert gilt für gepulsten Betrieb, nicht für kontinuierlichen Gleichstrom.
• DC-Durchlassstrom (I_F):Der maximale Dauerstrom: 20 mA für Grün- und Blau-Chips; 30 mA für den Rot-Chip.
• Temperaturbereiche:Betrieb: -20°C bis +80°C; Lagerung: -30°C bis +85°C.
• Lötbedingung:Hält einer IR-Reflow-Lötung bei einer Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden stand, was typisch für bleifreie (Pb-freie) Lötprozesse ist.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Dies sind die typischen Leistungswerte, die unter festgelegten Testbedingungen gemessen wurden. Entwickler sollten diese als Richtlinie verwenden und die minimalen und maximalen Grenzwerte beachten.

• Lichtstärke (I_V):Gemessen in Millicandela (mcd). Der Mindestwert beträgt 180 mcd, getestet bei unterschiedlichen Durchlassströmen für jede Farbe: Grün bei 2mA, Rot bei 4,8mA, Blau bei 3mA. Das Maximum beträgt 450 mcd. Die Intensität wird mit einem Sensor und Filter gemessen, die der CIE-Standard-Augenempfindlichkeitskurve entsprechen.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Der typische volle Abstrahlwinkel beträgt 120 Grad, was auf ein Weitwinkel-Abstrahlmuster hinweist.
• Wellenlängenparameter:
  • Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):Typische Werte sind 518 nm (Grün), 632 nm (Rot) und 468 nm (Blau). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung am stärksten ist.
  • Dominante Wellenlänge (λ_d):Typische Werte sind 525 nm (Grün), 624 nm (Rot) und 470 nm (Blau). Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge wahrnimmt und die die Farbe definiert.
  • Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typische Werte sind 35 nm (Grün), 20 nm (Rot) und 25 nm (Blau). Dies gibt Aufschluss über die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts.
• Durchlassspannung (V_F):Der Spannungsabfall über der LED bei Betrieb mit ihrem Teststrom. Die Bereiche sind: Grün: 2,20V min, 3,00V max; Rot: 1,70V min, 2,40V max; Blau: 2,20V min, 3,00V max.
• Sperrstrom (I_R):Maximaler Leckstrom von 50 μA (Grün/Blau) und 10 μA (Rot) bei einer angelegten Sperrspannung (V_R) von 5V. Das Bauteil ist nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt; dieser Parameter dient nur zu Testzwecken.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf gemessener Leistung in Bins sortiert. Die LTST-C19MGEBK-RR verwendet zwei primäre Binning-Kriterien.

3.1 Lichtstärke (I_V) Klasse

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei den Standard-Testströmen klassifiziert. Die Bin-Codes und ihre Bereiche sind:

• S1:180 mcd (Min) bis 225 mcd (Max)
• S2:225 mcd bis 285 mcd
• T1:285 mcd bis 355 mcd
• T2:355 mcd bis 450 mcd

Auf jede Lichtstärke-Bin wird eine Toleranz von +/-15% angewendet.

3.2 Farbton (Farbe)-Klasse

Dies ist ein komplexeres Binning-System basierend auf den CIE 1931-Farbkoordinaten (x, y), die Farbpunkte wissenschaftlich definieren. Das Datenblatt bietet ein detailliertes Raster von Bin-Codes (A, B, C, D und deren Untervarianten A1, B1 usw.) mit spezifischen Koordinatengrenzen, die Vierecke im Farbdiagramm bilden. Dies ermöglicht eine präzise Auswahl von LEDs mit nahezu identischer Farbausgabe. Auf die (x, y)-Koordinaten jedes Farbton-Bins wird eine Toleranz von +/-0,01 angewendet. Die dominante Wellenlänge (λ_d) wird aus diesen Koordinaten abgeleitet.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (z.B. Abb.1, Abb.5), können deren typische Eigenschaften basierend auf der verwendeten Technologie und den bereitgestellten Parametern beschrieben werden.

4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Die I-V-Beziehung für LEDs ist nichtlinear und exponentiell. Die in den Spezifikationen angegebenen Durchlassspannungen (V_F) sind Momentaufnahmen bei spezifischen Testströmen. In der Praxis wird V_Fmit steigendem I_Fzunehmen und ist auch temperaturabhängig. Die unterschiedlichen V_F-Bereiche für Rot (~1,7-2,4V) gegenüber Grün/Blau (~2,2-3,0V) erfordern eine sorgfältige Auslegung der strombegrenzenden Schaltungen, insbesondere in Mehrfarbenanwendungen.

4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Die Lichtausbeute (I_V) ist im Betriebsbereich im Allgemeinen proportional zum Durchlassstrom (I_F). Die Effizienz kann jedoch bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung sinken. Das Datenblatt spezifiziert unterschiedliche Testströme für jede Farbe, um vergleichbare Helligkeitsniveaus zu erreichen, was die unterschiedlichen Effizienzen der InGaN- und AlInGaP-Chip-Technologien widerspiegelt.

4.3 Temperatureigenschaften

Die LED-Leistung ist temperaturabhängig. Die Lichtstärke nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Der spezifizierte Betriebstemperaturbereich von -20°C bis +80°C definiert die Umgebungsbedingungen, unter denen das Bauteil die veröffentlichten Spezifikationen erfüllt. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement auf der Leiterplatte ist für die Aufrechterhaltung von Leistung und Lebensdauer unerlässlich, insbesondere angesichts des dünnen Profils des Bauteils, das eine begrenzte thermische Masse haben kann.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Pinbelegung

Die LED wird in einem Standard-SMD-Gehäuse geliefert. Die Linse ist wasserklar. Die internen Quellenfarben und ihre entsprechenden Pinbelegungen sind: InGaN Grün an Pins 1 und 4; AlInGaP Rot an Pins 2 und 5; InGaN Blau an Pins 3 und 6. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer typischen Toleranz von ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Die ultradünne Bauhöhe von 0,5 mm ist ein wesentliches mechanisches Merkmal.

5.2 Empfohlene PCB-Lötfläche

Das Datenblatt enthält eine Zeichnung, die das empfohlene Kupferpad-Layout auf der Leiterplatte zum Löten der LED zeigt. Die Einhaltung dieses Footprints ist entscheidend für zuverlässige Lötstellen, korrekte Ausrichtung und effektive Wärmeableitung während des Reflow-Prozesses und des Betriebs.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötbedingung

Für bleifreie (Pb-freie) Lötprozesse wird ein empfohlenes Reflow-Profil mit einer Spitzentemperatur von 260°C, die 10 Sekunden gehalten wird, bereitgestellt. Dies ist ein Standardprofil für viele SMD-Komponenten und stellt sicher, dass das LED-Gehäuse nicht durch übermäßige Hitze beschädigt wird.

6.2 Reinigung

Wenn eine Reinigung nach dem Löten erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Chemikalien verwendet werden. Das Datenblatt empfiehlt, die LED bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol zu tauchen. Nicht spezifizierte Chemikalien könnten das Gehäusematerial beschädigen.

6.3 Vorsicht vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Die LED-Chips sind empfindlich gegenüber statischer Elektrizität und Spannungsspitzen. Es wird dringend empfohlen, geeignete ESD-Schutzmaßnahmen bei der Handhabung dieser Bauteile zu verwenden: Erdungsarmbänder, antistatische Handschuhe und sicherzustellen, dass alle Geräte und Maschinen ordnungsgemäß geerdet sind.

6.4 Lagerbedingungen

Versiegelte Verpackung:LEDs sollten bei 30°C oder weniger und 90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) oder weniger gelagert werden. Wenn sie in einer feuchtigkeitsgeschützten Tüte mit Trockenmittel verpackt sind, sollten sie innerhalb eines Jahres verwendet werden.
Geöffnete Verpackung:Die Lagerumgebung sollte 30°C oder 60% RH nicht überschreiten. Komponenten, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb einer Woche einer IR-Reflow-Lötung unterzogen werden (Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3, MSL 3). Für eine längere Lagerung außerhalb der Originaltüte sollten sie in einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre aufbewahrt werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Band- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden in industrieüblichem geprägtem Trägerband mit einer Breite von 8 mm geliefert, das auf 7-Zoll (178 mm) Spulen gewickelt ist. Jede volle Spule enthält 4000 Stück. Das Band hat ein Deckband, um die Komponententaschen zu verschließen. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen. Für Restmengen beträgt die Mindestpackungsmenge 500 Stück.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Tastatur/Keypad-Hintergrundbeleuchtung:Ihr dünnes Profil und die RGB-Fähigkeit machen sie ideal zur Beleuchtung von Tasten an tragbaren Geräten, möglicherweise mit Farbwechsel-Effekten.
• Statusanzeigen:Kann mehrfarbige Statusinformationen (z.B. Rot für Fehler, Grün für Bereit, Blau für Aktiv) in einem einzigen Komponenten-Footprint bereitstellen.
• Mikro-Displays und Symbolleuchten:Geeignet für kleine, farbige Informationsanzeigen oder zur Hintergrundbeleuchtung von Symbolen auf Bedienfeldern.

8.2 Designüberlegungen

• Stromtreiber:Verwenden Sie Konstantstromtreiber oder geeignete strombegrenzende Widerstände für jeden Farbkanal unabhängig, aufgrund ihrer unterschiedlichen V_F- und I_F characteristics.
• -Eigenschaften.Wärmemanagement:
• Stellen Sie sicher, dass das Leiterplattendesign eine Wärmeableitung von der LED-Lötfläche ermöglicht, insbesondere wenn mit maximalem oder nahezu maximalem Strom betrieben wird.Optisches Design:
• Der 120-Grad-Abstrahlwinkel bietet eine breite Abstrahlung. Erwägen Sie Diffusoren oder Lichtleiter, wenn eine gleichmäßigere oder gerichtete Ausgabe erforderlich ist.Binning für Konsistenz:_VFür Anwendungen, die eine einheitliche Farbe und Helligkeit über mehrere Einheiten hinweg erfordern, geben Sie die erforderlichen I

- und Farbton-Bin-Codes während der Beschaffung an.

9. Technischer Vergleich und DifferenzierungDie LTST-C19MGEBK-RR unterscheidet sich hauptsächlich durch ihreultradünne Bauhöhe von 0,5 mm, was für zunehmend schlanke Unterhaltungselektronik vorteilhaft ist. Die Integration vondrei Hochleistungs-Chips (InGaN für G/B, AlInGaP für R)in einem Gehäuse bietet im Vergleich zu älteren, phosphorkonvertierten weißen LEDs oder weniger effizienten Chip-Technologien eine überlegene Helligkeit und Farbraum. Ihre volle Kompatibilität mitautomatisierten Montageprozessen (Band-und-Spule, IR-Reflow)

macht sie zu einer kosteneffektiven Wahl für die Hochvolumenfertigung und unterscheidet sie von LEDs, die manuelles Löten erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)
F: Kann ich alle drei Farben (RGB) von einer einzigen Konstantstromquelle ansteuern?_FA: Nein. Die Durchlassspannungsbereiche (V

) unterscheiden sich erheblich zwischen dem Rot-Chip und den Grün/Blau-Chips. Sie müssen von separaten stromgeregelten Schaltungen angesteuert werden oder individuell berechnete strombegrenzende Widerstände haben.
F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?_PA: Spitzenwellenlänge (λ_d) ist das physikalische Maximum des Lichtspektrums, das die LED emittiert. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist die wahrgenommene einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge mit der Farbe assoziiert. λ

ist relevanter für die Farbangabe in Displays und Beleuchtung.
F: Die MSL ist mit 3 bewertet. Was bedeutet das für meinen Fertigungsprozess?

A: Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 bedeutet, dass das Gehäuse bis zu 168 Stunden (7 Tage) den Bedingungen auf der Werkstattfläche (≤30°C/60% RH) ausgesetzt sein kann, bevor es gelötet werden muss. Wenn diese Zeit überschritten wird, müssen die Teile möglicherweise gebacken werden, um aufgenommene Feuchtigkeit vor dem Reflow zu entfernen, um "Popcorning"-Schäden zu verhindern.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel
Szenario: Entwurf einer mehrfarbigen Statusanzeige für ein tragbares IoT-Gerät.
Das Design erfordert eine einzelne, winzige Komponente, um den Netzwerkstatus (Blau: Verbindungsaufbau, Grün: Verbunden, Rot: Fehler) und den Batteriestatus (Grün: Hoch, Rot: Niedrig) anzuzeigen. Die LTST-C19MGEBK-RR wird aufgrund ihrer Dünnheit und RGB-Fähigkeit ausgewählt. Der Entwickler:
1. Legt die Leiterplatte unter Verwendung des empfohlenen Pad-Footprints aus._F2. Entwirft drei separate Low-Side-MOSFET-Schaltschaltungen, jede mit einem in Reihe geschalteten Widerstand, der für den spezifischen V
-Bereich der Ziel-Farbe (Rot, Grün, Blau) berechnet wurde, um den gewünschten Strom zu erreichen (z.B. 15mA für gute Helligkeit bei geringer Leistung).
3. Stellt sicher, dass die Mikrocontroller-GPIO-Pins den erforderlichen Strom aufnehmen können.
4. Gibt beim Bestellen ein enges Farbton-Bin (z.B. B1 für Grün) an, um sicherzustellen, dass die "verbundene" grüne Farbe über alle Produktionseinheiten hinweg konsistent ist.

5. Plant den Montageprozess so, dass die Spule nach dem Öffnen innerhalb des MSL-3-Zeitrahmens verwendet wird.

12. Prinzipielle Einführung
- Die Lichtemission in LEDs basiert auf Elektrolumineszenz in Halbleitermaterialien. Wenn eine Durchlassspannung über den p-n-Übergang des Chips angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. Dieses Bauteil verwendet:Indiumgalliumnitrid (InGaN):
- Ein Verbindungshalbleiter, dessen Bandlücke durch Anpassen des Indiumgehalts eingestellt werden kann. Er wird hier zur Erzeugung von grünem und blauem Licht verwendet.Aluminiumindiumgalliumphosphid (AlInGaP):

Ein weiterer Verbindungshalbleiter, hervorragend geeignet zur Erzeugung von hocheffizientem rotem und bernsteinfarbenem Licht. Die wasserklare Linse ermöglicht es, die intrinsische Chipfarbe direkt ohne Farbkonvertierung zu sehen.

13. EntwicklungstrendsDie Entwicklung von SMD-LEDs wie dieser folgt mehreren klaren Branchentrends:Miniaturisierung(dünnere, kleinere Footprints), um schlankere Endprodukte zu ermöglichen.Erhöhte Effizienz(höhere Lichtstärke pro mA), um den Stromverbrauch in batteriebetriebenen Geräten zu reduzieren.Verbesserte Farbwiedergabe und Farbraumdurch fortschrittliche Chipmaterialien wie InGaN und AlInGaP für lebendigere und genauere Displays.Verbesserte Zuverlässigkeit und Standardisierung