Technisches Datenblatt für die SMD-LED LTST-C230KRKT - Rückmontage-Chip - Rot - 20mA Durchlassstrom - 2,4V Durchlassspannung

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die technischen Spezifikationen einer hochhellen, rückmontierbaren chipförmigen SMD-LED. Das Bauteil nutzt ein fortschrittliches AlInGaP-Halbleitermaterial (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid), das für hohe Lichtausbeute und exzellente Farbreinheit bekannt ist, insbesondere im roten Spektrum. Das Hauptkonstruktionsmerkmal ist die Rückmontage-Konfiguration, die es für Anwendungen geeignet macht, bei der die LED auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte relativ zur Lichtemissionsrichtung montiert wird. Das Gehäuse entspricht EIA-Standards, ist für die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten ausgelegt und für bleifreie Infrarot-Reflow-Lötprozesse qualifiziert. Es wird auf industrieüblichen 8-mm-Trageringen auf 7-Zoll-Spulen geliefert, um eine effiziente Serienfertigung zu ermöglichen.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Diese Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Die maximale kontinuierliche Verlustleistung beträgt 75 mW. Der DC-Durchlassstrom sollte unter normalen Betriebsbedingungen 30 mA nicht überschreiten. Für gepulsten Betrieb ist ein Spitzendurchlassstrom von 80 mA bei einem strengen Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms zulässig. Das Bauteil hält eine Sperrspannung von bis zu 5 V aus. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -30°C bis +85°C, während der Lagertemperaturbereich etwas weiter ist, von -40°C bis +85°C. Das Bauteil ist für eine Infrarot-Reflow-Lötung mit einer Spitzentemperatur von 260°C für eine Dauer von 10 Sekunden ausgelegt, was gängigen bleifreien Bestückungsprofilen entspricht.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei Ta=25°C mit einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA gemessen, was der Standardtestbedingung entspricht. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Wert von 54,0 Millicandela (mcd) mit einem spezifizierten Mindestwert von 18,0 mcd. Diese Intensität wird mit einer Sensor- und Filterkombination gemessen, die der photopischen (CIE) menschlichen Augenempfindlichkeitskurve entspricht. Das Bauteil verfügt über einen sehr großen Abstrahlwinkel (2θ1/2) von 130 Grad, definiert als der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (auf der Achse liegenden) Wertes abfällt. Die Peak-Emissionswellenlänge (λP) beträgt typischerweise 639 Nanometer (nm), während die dominante Wellenlänge (λd), die die Farbe wahrnehmungsgemäß definiert, typischerweise 631 nm beträgt. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt 20 nm, was auf eine relativ schmale spektrale Bandbreite charakteristisch für die AlInGaP-Technologie hinweist. Die Durchlassspannung (VF) misst typischerweise 2,4 V mit einem Maximum von 2,4 V bei 20 mA. Der Sperrstrom (IR) ist auf maximal 10 μA begrenzt, wenn eine Sperrvorspannung von 5 V angelegt wird.

3. Erläuterung des Binning-Systems

4. Analyse der Leistungskennlinien

Obwohl im Datenblatt auf spezifische grafische Kennlinien verwiesen wird (z.B. Abb.1 für die spektrale Verteilung, Abb.5 für das Abstrahlwinkeldiagramm), sind deren Datenpunkte nicht im Text angegeben. Typischerweise würden solche Kurven den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke zeigen (nahezu linearer Anstieg bis zur Sättigung), den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Lichtstärke (Abnahme mit steigender Temperatur) und die detaillierte spektrale Leistungsverteilung mit einem Peak um 639 nm. Diese Kurven sind entscheidend, um das Verhalten des Bauteils unter nicht standardmäßigen Betriebsbedingungen zu verstehen und für präzises optisches Systemdesign.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil entspricht einem standardmäßigen EIA-Gehäuseumriss. Detaillierte Gehäuseabmessungen sind in den Datenblattzeichnungen angegeben, einschließlich Länge, Breite, Höhe und Elektrodenpad-Größen, alle in Millimetern mit einer typischen Toleranz von ±0,10 mm angegeben. Die Bezeichnung "Rückmontage" ist entscheidend für das Leiterplattenlayout; das Bauteil muss korrekt ausgerichtet sein, damit das Licht durch die Platine austritt. Das Datenblatt enthält vorgeschlagene Lötpad-Abmessungen, um eine zuverlässige Lötstelle und korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses sicherzustellen. Die Polarität ist durch die Gehäusekennzeichnung oder das Pad-Design angegeben.

6. Richtlinien für Lötung und Montage

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Infrarot-Reflow-Profil für bleifreie Prozesse wird bereitgestellt. Zu den wichtigsten Parametern gehören eine Vorwärmzonentemperatur zwischen 150°C und 200°C, eine maximale Vorwärmzeit von bis zu 120 Sekunden, eine maximale Bauteilkörpertemperatur von 260°C und eine Zeit oberhalb von 260°C, die auf maximal 10 Sekunden begrenzt ist. Es wird empfohlen, dass das Profil den JEDEC-Standards entspricht und für das spezifische Leiterplattendesign, die verwendete Lötpaste und den Ofen in der Produktion charakterisiert wird.

6.2 Handhabung und Lagerung

Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Während der Handhabung sind geeignete ESD-Vorkehrungen wie geerdete Handgelenkbänder und antistatische Arbeitsplätze zwingend erforderlich. Für die Lagerung gilt: Wenn die originale feuchtigkeitsgeschützte Beutel mit Trockenmittel ungeöffnet ist, sollte das Bauteil bei ≤30°C und ≤90 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert und innerhalb eines Jahres verwendet werden. Sobald der Beutel geöffnet ist, sollte die Lagerumgebung 30°C und 60 % RH nicht überschreiten. Bauteile, die länger als 672 Stunden (28 Tage, MSL 2a) Umgebungsbedingungen ausgesetzt waren, sollten vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow zu verhindern.

6.3 Reinigung

Wenn eine Reinigung nach dem Löten erforderlich ist, sollten nur spezifizierte alkoholbasierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol verwendet werden. Die LED sollte bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eingetaucht werden. Die Verwendung nicht spezifizierter oder aggressiver chemischer Reiniger kann das LED-Gehäusematerial beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Produkt wird im Tape-and-Reel-Format geliefert, das mit automatischen Bestückungsgeräten kompatibel ist. Die Bandbreite beträgt 8 mm. Die Spulen haben einen Durchmesser von 7 Zoll und enthalten typischerweise 3000 Stück pro voller Spule. Für Mengen unter einer vollen Spule gilt eine Mindestpackmenge von 500 Stück für Restposten. Die Verpackung folgt den ANSI/EIA-481-Spezifikationen. Das Band ist mit einem Deckband über leeren Taschen versiegelt, und die maximal zulässige Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile im Band beträgt zwei.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese rückmontierbare LED ist ideal für Hintergrundbeleuchtungsanwendungen, bei denen ein flaches Profil erforderlich ist, wie z.B. in Folientastaturen, Frontplattenanzeigen und LCD-Hintergrundbeleuchtungen, bei denen die LED auf der Rückseite der Leiterplatte montiert ist. Ihr großer Abstrahlwinkel macht sie geeignet für Flächenbeleuchtung oder Statusanzeigen, die aus einem breiten Blickwinkel sichtbar sein müssen. Die hohe Helligkeit und stabile rote Farbe machen sie auch für Automobilinnenraumbeleuchtung, Statusleuchten in Unterhaltungselektronik und Anzeigen in Industrieanlagen anwendbar.

8.2 Designüberlegungen

Ansteuerungsmethode:

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit und Farbe zu gewährleisten und einen thermischen Durchbruch zu verhindern, müssen sie von einer Konstantstromquelle oder über einen strombegrenzenden Widerstand angesteuert werden. Die Datenblattparameter basieren auf 20 mA; ein Betrieb mit anderen Strömen beeinflusst Intensität, Spannung und Lebensdauer.Thermisches Management:
Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist die Einhaltung der Grenzwerte für die Sperrschichttemperatur entscheidend für die Langzeitzuverlässigkeit. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem maximalen Strom betrieben wird.Optisches Design:
Der große 130-Grad-Abstrahlwinkel liefert ein diffuses Lichtmuster. Für stärker gebündeltes Licht können externe Linsen oder Lichtleiter erforderlich sein. Das Rückmontage-Design erfordert eine passend dimensionierte Öffnung in der Leiterplatte oder Frontplatte für den Lichteintritt.9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu traditionellen bedrahteten LEDs oder standardmäßigen, von oben abstrahlenden SMD-LEDs ist das Hauptunterscheidungsmerkmal dieses Bauteils seine Rückmontagefähigkeit, die eine einzigartige mechanische Integration ermöglicht. Die Verwendung von AlInGaP-Technologie bietet Vorteile gegenüber älteren GaAsP- oder GaP-LEDs, darunter eine deutlich höhere Lichtausbeute (mehr Lichtausgang pro elektrischer Leistungseinheit), eine bessere Temperaturstabilität von Farbe und Ausgangsleistung sowie eine überlegene Langzeitzuverlässigkeit. Die Kombination aus hoher Helligkeit, großem Abstrahlwinkel und Kompatibilität mit automatisierten Hochtemperatur-Reflow-Prozessen macht sie zu einer modernen, kosteneffektiven Lösung für seriengefertigte elektronische Baugruppen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was bedeutet "Rückmontage"?

A: Es bedeutet, dass die LED so konstruiert ist, dass sie mit ihrer lichtemittierenden Fläche nach unten zur Platine hin auf die Leiterplatte gelötet wird. Das Licht tritt durch eine Öffnung in der Leiterplatte aus oder wird reflektiert, was eine sehr flache Installation ermöglicht.
F: Kann ich diese LED direkt von einem 3,3-V- oder 5-V-Logikausgang ansteuern?

A: Nicht direkt ohne einen Vorwiderstand. Die typische Durchlassspannung beträgt 2,4 V bei 20 mA. Ein strombegrenzender Widerstand muss basierend auf der Versorgungsspannung (Vsupply), der LED-Durchlassspannung (Vf) und dem gewünschten Strom (If) berechnet werden: R = (Vsupply - Vf) / If. Beispiel: Bei einer 5-V-Versorgung: R = (5 V - 2,4 V) / 0,020 A = 130 Ohm (nächstgelegener Normwert verwenden).
F: Wie interpretiere ich den Bincode?

A: Der Bincode (z.B. N, P, Q) auf dem Spulenetikett gibt den garantierten minimalen und maximalen Lichtstärkebereich für die LEDs auf dieser Spule an. Die Auswahl eines höheren Bincodes (wie Q oder R) stellt hellere LEDs sicher, kann aber mit höheren Kosten verbunden sein.
F: Ist vor dem Löten immer ein Trocknen erforderlich?

A: Trocknen ist erforderlich, wenn die Bauteile länger als die spezifizierte Lagerzeit (Floor Life) Umgebungsbedingungen (außerhalb ihres Trockenbeutels) ausgesetzt waren, was für MSL 2a 672 Stunden (28 Tage) beträgt. Dies verhindert feuchtigkeitsbedingte Gehäuserisse während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses.
11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fallbeispiel: Design einer flachen Statusanzeigetafel

Ein Designer erstellt ein Bedienfeld mit mehreren Statusanzeigen. Der Platz hinter der Frontplatte ist extrem begrenzt. Durch die Verwendung der rückmontierbaren LED können die LEDs auf der Rückseite der Hauptsteuerungs-Leiterplatte platziert werden. Die Leiterplatte hat an jeder Anzeigeposition präzise gebohrte Löcher. Im montierten Zustand scheint das LED-Licht durch diese Löcher nach oben und beleuchtet lichtdurchlässige Symbole auf der Frontplatte. Dies macht separate LED-Halter oder Lichtleiter überflüssig, reduziert die Teileanzahl, die Montagezeit und die Gesamtdicke des Produkts. Der Designer verwendet einen Konstantstrom-Treiber-IC, um alle LEDs zu versorgen, und stellt so eine gleichmäßige Helligkeit unabhängig von leichten Durchlassspannungsschwankungen sicher. Er spezifiziert Bin P- oder Q-LEDs, um ausreichende Helligkeit auch bei Diffusion durch das Frontplattensymbol zu garantieren.
12. Einführung in das Technologieprinzip

Die LED basiert auf einem AlInGaP-Halbleitermaterial, das auf einem Substrat gewachsen wird. Wenn eine Durchlassspannung an den P-N-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren. Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der Aluminium-, Indium-, Gallium- und Phosphid-Atome im Kristallgitter bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts vorgibt – in diesem Fall Rot um 631-639 nm. Der Chip wird dann in ein Kunststoffgehäuse eingekapselt, das den Halbleiterchip schützt, mechanische Stabilität bietet und oft eine Linse zur Formung des Lichtaustrittsmusters enthält, was zu dem großen 130-Grad-Abstrahlwinkel führt.

13. Technologieentwicklungstrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), erhöhter Leistungsdichte, verbessertem Farbwiedergabeindex und größerer Zuverlässigkeit. Für Anzeige-LEDs wie diese schreitet die Miniaturisierung bei gleichbleibender oder steigender Lichtleistung fort. Ein weiterer starker Fokus liegt auf der Erweiterung des verfügbaren Farbspektrums und der Verbesserung der Farbkonsistenz (engeres Binning). Fortschritte in der Gehäusetechnologie zielen auf eine bessere thermische Leistung ab, um höhere Treiberströme zu unterstützen, und auf eine verbesserte Kompatibilität mit rauen Umgebungsbedingungen und anspruchsvollen Bestückungsprozessen wie doppelseitigem Reflow-Löten.

The general trend in LED technology is toward higher efficiency (more lumens per watt), increased power density, improved color rendering, and greater reliability. For indicator-type LEDs like this one, miniaturization continues while maintaining or increasing light output. There is also a strong focus on broadening the range of available colors and improving color consistency (tighter binning). Packaging technology advances aim for better thermal performance to support higher drive currents and for enhanced compatibility with harsh environmental conditions and demanding assembly processes like double-sided reflow soldering.