SMD LED LTST-C230KGKT Datenblatt - AlInGaP Grün - 20mA - 2,4V - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED). Das Produkt ist ein Reverse-Mount-Chip-LED-Typ, der die Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP)-Halbleitertechnologie zur Erzeugung von grünem Licht nutzt. Es ist für automatisierte Bestückungsprozesse ausgelegt und mit Infrarot-Reflow-Lötverfahren kompatibel, was es für die Serienfertigung geeignet macht. Das Bauteil ist auf 8-mm-Trägerband verpackt, das auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser große Spulen aufgewickelt ist, um effiziente Pick-and-Place-Operationen zu ermöglichen.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Helligkeit:Der AlInGaP-Chip bietet eine hohe Lichtstärke.
• Designkompatibilität:Verfügt über einen EIA-Standard-Gehäuse-Footprint.
• Fertigungstauglich:Kompatibel mit automatischen Bestückungsgeräten und Infrarot-Reflow-Lötprozessen.
• Umweltkonformität:Das Produkt erfüllt die RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die folgenden Werte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Verlustleistung (Pd):75 mW
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):80 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite)
• DC-Durchlassstrom (IF):30 mA
• Sperrspannung (VR):5 V
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-30°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-40°C bis +85°C
• Infrarot-Lötbedingung:260°C Spitzentemperatur für maximal 10 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter definieren die Leistung des Bauteils unter normalen Betriebsbedingungen, typischerweise gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (Iv):18,0 mcd (Minimum), 35,0 mcd (Typisch). Gemessen mit einem Sensor/Filter, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke halb so groß ist wie auf der Mittelachse gemessen.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):574 nm.
• Dominante Wellenlänge (λd):571 nm. Dies ist die aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitete Einzelwellenlänge, die die wahrgenommene Farbe am besten repräsentiert.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (VF):2,0 V (Minimum), 2,4 V (Typisch) bei IF=20mA.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Maximum) bei VR=5V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die Bauteile werden basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert, um Konsistenz in der Anwendung zu gewährleisten. Die Bincodes für dieses Produkt sind wie folgt definiert:

3.1 Binning der Durchlassspannung

Sortiert bei IF=20mA. Die Toleranz pro Bin beträgt ±0,1V.
Bin Code 4: 1,90V - 2,00V
Bin Code 5: 2,00V - 2,10V
Bin Code 6: 2,10V - 2,20V
Bin Code 7: 2,20V - 2,30V
Bin Code 8: 2,30V - 2,40V

3.2 Binning der Lichtstärke

Sortiert bei IF=20mA. Die Toleranz pro Bin beträgt ±15%.
Bin Code M: 18,0 mcd - 28,0 mcd
Bin Code N: 28,0 mcd - 45,0 mcd
Bin Code P: 45,0 mcd - 71,0 mcd

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Sortiert bei IF=20mA. Die Toleranz pro Bin beträgt ±1nm.
Bin Code C: 567,5 nm - 570,5 nm
Bin Code D: 570,5 nm - 573,5 nm
Bin Code E: 573,5 nm - 576,5 nm

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische Leistungskurven, die für das Design wesentlich sind. Obwohl die spezifischen Grafiken nicht im Text wiedergegeben sind, umfassen sie typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, wichtig für die Treiberschaltungsauslegung.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Die IV-Kennlinie, entscheidend für die Berechnung der Verlustleistung und die Auswahl von Vorwiderständen.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die thermische Drosselung der Lichtleistung, was für Anwendungen unter variierenden Umgebungsbedingungen kritisch ist.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum bei 574nm und die 15nm Halbwertsbreite zeigt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil entspricht einem EIA-Standard-Gehäuseumriss. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,10mm, sofern nicht anders angegeben. Das Datenblatt enthält eine detaillierte Maßzeichnung, die Länge, Breite, Höhe und Anschlusslagen für die Reverse-Mount-Konfiguration zeigt.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Als Reverse-Mount-Bauteil ist die Polaritätskennzeichnung auf der Leiterplatte entscheidend. Das im Datenblatt vorgeschlagene Lötpad-Layout zeigt die Geometrien für Kathoden- und Anodenpads klar an, um die korrekte Ausrichtung während der Montage sicherzustellen.

5.3 Band- und Spulenspezifikationen

Das Bauteil wird gemäß EIA-481-Standard auf 8-mm-Trägerband geliefert, aufgewickelt auf Spulen mit 7 Zoll (178 mm) Durchmesser. Jede Spule enthält 3000 Stück. Wichtige Bandspezifikationen umfassen Taschenabmessungen, Deckband und Anforderungen an Vor- und Nachlaufband, um die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten sicherzustellen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein vorgeschlagenes Infrarot-Reflow-Profil für bleifreie Prozesse wird bereitgestellt. Wichtige Parameter sind:
- Vorwärmen:150-200°C.
- Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.
- Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
- Zeit oberhalb Liquidus:Entsprechend der spezifischen Profilkurve (verwiesen auf Seite 3 des Originaldokuments).
- Kritische Grenze:Das Bauteil sollte nicht länger als 10 Sekunden 260°C ausgesetzt werden. Der Reflow-Vorgang sollte maximal zweimal durchgeführt werden.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist:
- Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.
- Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Lötstelle.
- Wichtig:Handlöten sollte nur einmal durchgeführt werden.

6.3 Lagerbedingungen

• Versiegelte Verpackung (mit Trockenmittel):Lagern bei ≤30°C und ≤90% r.F. Empfohlene Verwendung innerhalb eines Jahres nach Öffnen der Feuchtigkeitsschutzbeutel.
• Geöffnete Verpackung / Nach Exposition:Lagern bei ≤30°C und ≤60% r.F. Bauteile sollten innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) nach Exposition gegenüber Umgebungsluft IR-reflowgelötet werden (MSL 2a). Für längere Lagerung einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder einen Stickstoff-Exsikkator verwenden. Bauteile, die länger als 672 Stunden gelagert wurden, müssen vor dem Löten etwa 20 Stunden bei ca. 60°C getrocknet (gebakt) werden.

6.4 Reinigung

Nicht spezifizierte Chemikalien nicht verwenden. Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, die LED bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol eintauchen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardbestelleinheit ist eine 7-Zoll-Spule mit 3000 Stück. Für Restmengen gilt eine Mindestpackmenge von 500 Stück. Die Band- und Spulenverpackung gewährleistet Kompatibilität mit schnellen automatischen Fertigungslinien. Die Artikelnummer LTST-C230KGKT kodiert die spezifischen Eigenschaften dieses Bauteils.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, die einen kompakten, hellgrünen Indikator erfordern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:
- Statusanzeigen auf Unterhaltungselektronik (z.B. Router, Ladegeräte, Haushaltsgeräte).
- Hintergrundbeleuchtung für Folientastaturen oder kleine Displays.
- Dekorative Beleuchtung in kompakten Räumen.
- Industrie-Schalttafelanzeigen.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Immer einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber verwenden, um den Durchlassstrom auf maximal 30mA DC zu begrenzen. Der typische Arbeitspunkt liegt bei 20mA.
• Thermisches Management:Sicherstellen, dass das Leiterplattendesign eine Wärmeableitung ermöglicht, insbesondere bei Betrieb nahe dem Maximalstrom oder in hohen Umgebungstemperaturen, da die Lichtstärke mit steigender Temperatur abnimmt.
• ESD-Schutz:LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Implementieren Sie geeignete ESD-Kontrollen während der Handhabung und Montage, wie z.B. geerdete Handgelenkbänder und Arbeitsplätze.
• Sperrspannungsschutz:Die maximale Sperrspannung beträgt nur 5V. Integrieren Sie einen Schutz (z.B. eine parallel geschaltete Diode), wenn die Schaltung die LED einem potenziellen Sperrvorspannungsrisiko aussetzt.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED sind ihrReverse-Mount-Designund dieAlInGaP-Technologie. Reverse-Mount ermöglicht eine flachere Bauweise, da die LED auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte von der Betrachtungsrichtung aus montiert wird. Die AlInGaP-Technologie bietet im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaP für grüne LEDs eine höhere Effizienz und bessere Leistungsstabilität, was zu höherer Helligkeit und konsistenterer Farbe führt.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?
A: Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat (574nm). Die dominante Wellenlänge (λd) ist ein berechneter Wert (571nm) aus dem CIE-Farbdiagramm, der die vom menschlichen Auge wahrgenommene Farbe am besten repräsentiert.

F: Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung betreiben?
A: Ja, aber Sie müssen einen strombegrenzenden Widerstand verwenden. Zum Beispiel, mit einer VF von 2,4V bei 20mA, wäre der Widerstandswert R = (3,3V - 2,4V) / 0,02A = 45 Ohm. Verwenden Sie den nächstgelegenen Standardwert und prüfen Sie die Leistungsaufnahme.

F: Was bedeutet \"MSL 2a\" für die Lagerung?
A: Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 2a gibt an, dass das Bauteil bis zu 4 Wochen (672 Stunden) den Bedingungen auf der Fertigungsetage (≤60% r.F., ≤30°C) ausgesetzt werden kann, bevor es vor dem Reflow-Löten getrocknet (gebakt) werden muss, um \"Popcorning\"-Schäden zu verhindern.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf einer Statusanzeige für ein tragbares Gerät, das von einer 5V-USB-Quelle gespeist wird. Die Anzeige muss hellgrün sein und auf der Unterseite der Leiterplatte montiert werden, sichtbar durch ein kleines Fenster.

Lösung:Die LTST-C230KGKT ist aufgrund ihrer Reverse-Mount-Fähigkeit ideal. Ein einfacher Vorwiderstandskreis wird entworfen: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohm. Ein 130Ω, 1/8W Widerstand wird ausgewählt. Das Leiterplattenlayout verwendet die vorgeschlagenen Pad-Abmessungen aus dem Datenblatt. Die LED wird auf der Unterseite platziert, und das Sichtfenster im Gehäuse wird mit ihrer Position ausgerichtet. Der 130-Grad-Betrachtungswinkel gewährleistet gute Sichtbarkeit.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf dem Halbleitermaterial Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP). Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Das spezifische Verhältnis von Aluminium, Indium und Gallium im Kristallgitter bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall grün (~571nm). Die \"wasserklare\" Linse besteht aus Epoxid oder Silikon, das keinen Streustoff enthält, wodurch die intrinsische helle, gesättigte Farbe des Chips sichtbar wird.

13. Branchentrends

Der Trend bei SMD-Indikator-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtleistung pro mA), verbesserter Farbkonsistenz durch engere Binning-Toleranzen und erhöhter Zuverlässigkeit unter Hochtemperatur-Lötprozessen wie bleifreiem Reflow. Es gibt auch einen Trend zur Miniaturisierung bei gleichbleibender oder verbesserter optischer Leistung. Reverse-Mount- und Side-View-Gehäuse werden für schlanke, flache Designs in moderner Unterhaltungselektronik immer beliebter. Darüber hinaus ist die Integration mit Treiberschaltungen (z.B. eingebaute ICs für Konstantstrom oder Farbsteuerung) ein wachsendes Feld, obwohl dieses spezielle Bauteil ein diskretes Standardbauteil bleibt.