Technisches Datenblatt für Reverse-Mount SMD LED LTST-C230TGKT - Grün 530nm - 3,2V - 76mW - Deutsch

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer hochhellen, reverse-mount Oberflächenmontage-LED (SMD LED). Das Bauteil nutzt einen InGaN-Halbleiterchip zur Erzeugung von grünem Licht. Es ist für automatisierte Bestückungsprozesse ausgelegt und mit Infrarot-Reflow-Lötverfahren kompatibel, was es für die Großserienfertigung in der Elektronik geeignet macht. Die LED ist auf 8 mm breitem Band verpackt, das auf 7-Zoll-Rollen aufgewickelt ist, und entspricht damit der EIA-Standardverpackung für eine konsistente Handhabung und Platzierung.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• RoHS-konform & Umweltfreundliches Produkt:Gefertigt ohne die Verwendung gefährlicher Stoffe wie Blei, Quecksilber und Cadmium, erfüllt Umweltvorschriften.
• Reverse-Mount-Design:Das Gehäuse ist für die Montage konzipiert, bei der die lichtemittierende Fläche zur Leiterplatte (PCB) zeigt, was spezielle optische Designs oder platzsparende Layouts ermöglicht.
• Ultrahelle InGaN-Chip-Technologie:Das InGaN-Materialsystem ermöglicht hohe Lichtausbeute und eine klar definierte grüne Lichtfarbe.
• Automatisierungskompatibilität:Die Band-und-Rolle-Verpackung und der standardisierte Footprint gewährleisten die Kompatibilität mit schnellen automatischen Bestückungsgeräten (Pick-and-Place).
• Reflow-lötbar:Hält den standardmäßigen Infrarot-Reflow-Lötprofilen in SMT-Montagelinien stand.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Limits, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):76 mW
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(peak)):100 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite)
• DC-Durchlassstrom (I_F):20 mA
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-20°C bis +80°C
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-30°C bis +100°C
• Infrarot-Lötbedingung:260°C Spitzentemperatur für maximal 10 Sekunden.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C unter spezifizierten Testbedingungen.

• Lichtstärke (I_V):Reicht von mindestens 71,0 mcd bis maximal 450,0 mcd bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA. Gemessen mit einem Sensor, der auf die photopische Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges (CIE-Kurve) gefiltert ist.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte ihres Spitzenwerts (auf der Achse) abfällt.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):530 nm. Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):525 nm (typisch). Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe der LED wahrnimmt, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):35 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit an; ein kleinerer Wert bedeutet eine monochromatischere Lichtquelle.
• Durchlassspannung (V_F):Typisch 3,20V, mit einer Spanne von 2,80V bis 3,60V bei I_F= 20 mA.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung (V_R) von 5V.Wichtig:Diese LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Testparameter dient nur zur Charakterisierung des Leckstroms.

2.3 Hinweis zu elektrostatischer Entladung (ESD)

Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Spannungsspitzen. Richtige ESD-Schutzmaßnahmen sind während der Handhabung zwingend erforderlich, einschließlich der Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Handschuhe und der Sicherstellung, dass alle Geräte ordnungsgemäß geerdet sind, um latente oder katastrophale Ausfälle zu verhindern.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen (Bins) sortiert. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen erfüllen.

3.1 Durchlassspannungs-Binning (Einheit: V @ 20mA)

Toleranz pro Bin: ±0,1V.

• D7:2,80 – 3,00V
• D8:3,00 – 3,20V
• D9:3,20 – 3,40V
• D10:3,40 – 3,60V

3.2 Lichtstärke-Binning (Einheit: mcd @ 20mA)

Toleranz pro Bin: ±15%.

• Q:71,0 – 112,0 mcd
• R:112,0 – 180,0 mcd
• S:180,0 – 280,0 mcd
• T:280,0 – 450,0 mcd

3.3 Dominante Wellenlänge-Binning (Einheit: nm @ 20mA)

Toleranz pro Bin: ±1nm.

• AP:520,0 – 525,0 nm
• AQ:525,0 – 530,0 nm
• AR:530,0 – 535,0 nm

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien (z.B. relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom, Durchlassspannung vs. Temperatur, Spektralverteilung). Diese Kurven sind wesentlich, um das Bauteilverhalten unter nicht-standardisierten Bedingungen zu verstehen.

• I-V/L-I-Kennlinien:Zeigen die Beziehung zwischen Durchlassstrom (I_F), Durchlassspannung (V_F) und Lichtausgang (Lichtstärke). Die Lichtausgabe ist im Allgemeinen proportional zum Strom, aber die Effizienz kann bei sehr hohen Strömen aufgrund von Erwärmung abnehmen.
• Temperaturabhängigkeit:Die Durchlassspannung nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab, während auch die Lichtstärke abnimmt. Designer müssen das Thermomanagement berücksichtigen, um eine konstante Helligkeit zu gewährleisten.
• Spektralverteilung:Ein Diagramm, das die Lichtleistung über die Wellenlängen zeigt, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 530 nm mit einer typischen Halbwertsbreite von 35 nm.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED kommt in einem standardmäßigen SMD-Gehäuse. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Zeichnung enthält wichtige Maße wie Gesamtlänge, Breite, Höhe und die Größe/Position der Kathoden-/Anodenpads.

5.2 Vorgeschlagenes Lötpad-Layout

Ein empfohlenes PCB-Land Pattern (Footprint) wird bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellenbildung während des Reflow-Lötens zu gewährleisten. Die Einhaltung dieses Musters hilft, Tombstoning (Bauteil stellt sich auf) zu verhindern und sorgt für eine korrekte Ausrichtung.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Das Bauteil verfügt über eine Markierung oder ein physisches Merkmal (z.B. eine Kerbe, eine abgeschrägte Ecke oder einen Punkt), um die Kathode zu identifizieren. Die korrekte Polarität muss beim PCB-Layout und der Bestückung beachtet werden.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein vorgeschlagenes Infrarot-Reflow-Profil für bleifreie Lötprozesse wird bereitgestellt. Wichtige Parameter sind:

• Vorwärmen:150–200°C für maximal 120 Sekunden, um die Platine langsam zu erwärmen und das Flussmittel zu aktivieren.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit über Liquidus:Das Bauteil sollte der Spitzentemperatur maximal 10 Sekunden ausgesetzt sein. Der Reflow-Vorgang sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

Das Profil basiert auf JEDEC-Standards, um eine zuverlässige Montage ohne Beschädigung des LED-Gehäuses zu gewährleisten.

6.2 Handlötung (falls erforderlich)

Falls manuelles Löten erforderlich ist, verwenden Sie eine temperaturgeregelte Lötstation:

• Lötspitzentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Pad. Auf einen Lötzyklus beschränken.

6.3 Reinigung

Falls eine Nachlötreinigung notwendig ist, verwenden Sie nur spezifizierte Lösungsmittel, um die Kunststofflinse und das Gehäuse nicht zu beschädigen. Empfohlene Mittel sind Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei normaler Raumtemperatur. Die Tauchzeit sollte weniger als eine Minute betragen. Verwenden Sie keine Ultraschallreinigung, es sei denn, sie wurde ausdrücklich als sicher für dieses Bauteil verifiziert.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Band und Rolle

• Trägerbandbreite:8 mm.
• Rollen-Durchmesser:7 Zoll.
• Stückzahl pro Rolle:3000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Taschenversiegelung:Leere Taschen sind mit Deckband versiegelt.
• Fehlende Bauteile:Gemäß Spezifikation (ANSI/EIA 481) sind maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende LEDs zulässig.

8. Lagerung und Handhabung

• Verschlossene Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit beträgt ein Jahr bei Lagerung in der original Feuchtigkeitssperrbeutel mit Trockenmittel.
• Geöffnete Verpackung:Für Bauteile, die aus dem versiegelten Beutel entnommen wurden, darf das Lagerumfeld 30°C und 60% RH nicht überschreiten. Es wird empfohlen, die IR-Reflow-Lötung innerhalb von 672 Stunden (28 Tage, MSL 2a) nach der Entnahme abzuschließen. Für eine längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder einen Stickstoff-Exsikkator. Bauteile, die länger als 672 Stunden exponiert waren, sollten vor der Bestückung etwa 20 Stunden bei ca. 60°C getrocknet (gebaked) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow zu verhindern.

9. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

9.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese hochhelle grüne LED eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, die Statusanzeige, Hintergrundbeleuchtung oder dekorative Beleuchtung erfordern, einschließlich:

• Unterhaltungselektronik (z.B. Anzeigen an Geräten, Audioequipment).
• Industrielle Bedienfelder und Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs).
• Automobil-Innenraumbeleuchtung (für nicht-kritische Anwendungen, weitere Qualifikation erforderlich).
• Beschilderung und dekorative Lichtstreifen.

Kritischer Hinweis:Dieses Produkt ist für gewöhnliche elektronische Geräte bestimmt. Für Anwendungen, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (Luftfahrt, Medizingeräte, Sicherheitssysteme), ist eine Konsultation mit dem Hersteller bezüglich der Eignung und zusätzlicher Zuverlässigkeitsanforderungen vor dem Design-in unerlässlich.

9.2 Schaltungsdesign

• Strombegrenzung:Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Verwenden Sie stets einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand oder eine Konstantstrom-Treiber-Schaltung, um den maximalen DC-Durchlassstrom (20 mA) nicht zu überschreiten. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F.
• Spannungsauswahl:Berücksichtigen Sie in Ihrem Design das Durchlassspannungs-Bin (D7-D10), um eine korrekte Stromregelung über alle Einheiten hinweg sicherzustellen, insbesondere bei der Reihenschaltung mehrerer LEDs.
• Sperrspannungsschutz:Da das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist, müssen Schaltungsdesigns sicherstellen, dass keine Sperrspannung an der LED anliegt. In Schaltungen, wo Sperrspannung möglich ist (z.B. AC-Kopplung oder induktive Lasten), sollte ein Schutzdiode parallel zur LED (in Sperrrichtung zur LED) in Betracht gezogen werden.

9.3 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (76 mW), ist ein effektives Thermomanagement auf der PCB entscheidend für die langfristige Zuverlässigkeit und konstante Lichtausgabe. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche um die Lötpads herum, die als Kühlkörper wirkt, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem maximalen Strom.

10. Technischer Vergleich & Differenzierung

Diese Reverse-Mount LED bietet spezifische Vorteile:

• Verglichen mit Standard-Top-Emitting-LEDs:Das Reverse-Mount-Design ermöglicht innovative optische Lösungen, bei denen Licht durch die PCB geleitet oder von ihr reflektiert wird, was dünnere Produktdesigns oder spezifische Lichtleiter ermöglicht.
• Verglichen mit nicht automationsfreundlichen Gehäusen:Die Band-und-Rolle-Verpackung und die robuste SMD-Bauweise bieten im Vergleich zu Durchsteck-LEDs oder lose verpackten Bauteilen erhebliche Kosten- und Zuverlässigkeitsvorteile in der automatisierten Großserienmontage.
• Verglichen mit LEDs mit breiterem Abstrahlwinkel:Der 130-Grad-Abstrahlwinkel bietet eine gute Balance zwischen weiter Sichtbarkeit und Vorwärtsintensität. Für Anwendungen, die einen sehr schmalen Strahl erfordern, wäre eine gelinsete Version oder ein anderes Gehäuse besser geeignet.

11. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

11.1 Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Peak-Wellenlänge (λ_P):Die spezifische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Es ist eine physikalische Messung aus dem Spektrum.
Dominante Wellenlänge (λ_d):Die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe des Lichts wahrnimmt. Sie wird aus den CIE-Farbkoordinaten berechnet. Für eine monochromatische grüne LED liegen diese Werte oft nahe beieinander, wie hier der Fall ist (530 nm vs. 525 nm).

11.2 Kann ich diese LED direkt mit einer 5V-Versorgung betreiben?

No.Das direkte Anschließen einer 5V-Versorgung an die LED würde versuchen, einen sehr hohen Strom durch sie zu treiben, was mit Sicherheit den absoluten Grenzwert überschreiten und sofortigen Ausfall verursachen würde. Sie müssen stets einen Strombegrenzungsmechanismus verwenden, wie z.B. einen Widerstand. Zum Beispiel, bei einer 5V-Versorgung und einer typischen V_Fvon 3,2V bei 20 mA, wäre ein Reihenwiderstand von (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohm (ein Standard-91-Ohm-Widerstand) erforderlich.

11.3 Warum sind die Lagerbedingungen nach dem Öffnen der Packung so streng?

SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und internen Druck erzeugen, der zur Delamination des Gehäuses oder zum Riss des Chips führen kann (ein Phänomen bekannt als "Popcorning" oder "feuchtigkeitsinduzierte Spannung"). Die spezifizierten Lagerbedingungen und Trocknungsanforderungen sind dazu ausgelegt, dieses Risiko zu mindern.

12. Design-in Fallstudie

Szenario:Entwurf einer Statusanzeige für ein tragbares Medizingerät, die ein klares, hellgrünes Signal erfordert. Die PCB ist dicht bestückt, und die Anzeige muss auf der Unterseite montiert werden, wobei das Licht durch ein kleines Loch im Gehäuse geleitet wird.
Lösung:Die Reverse-Mount LED ist eine ideale Wahl. Sie kann auf der Unterseite der PCB platziert werden, wobei ihre emittierende Fläche zur Platze zeigt. Eine kleine Via oder Öffnung in der PCB-Kupferschicht direkt unter der LED lässt Licht zum Lichtleiter des Gehäuses durchtreten. Der 130-Grad-Abstrahlwinkel gewährleistet eine gute Kopplung in den Lichtleiter. Der Designer wählt die BinsAQ(525-530 nm) für eine konsistente grüne Farbe undSoderTfür hohe Helligkeit. Ein Konstantstromtreiber, eingestellt auf 15-18 mA, wird verwendet, um lange Lebensdauer und stabile Ausgabe zu gewährleisten, wobei die Streuung der Durchlassspannungs-Bins berücksichtigt wird. Strenge ESD- und Feuchtigkeitskontrollverfahren werden während der Montage eingehalten.

13. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf InGaN-Halbleitertechnologie. In einer LED fließt elektrischer Strom über einen p-n-Übergang, der aus verschiedenen Halbleitermaterialien gebildet wird (InGaN für den aktiven Bereich). Wenn sich Elektronen mit Löchern in diesem aktiven Bereich rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die spezifische Zusammensetzung von Indium, Gallium und Nitrid bestimmt die Bandlücke des Materials, was direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert. Ein höherer Indiumanteil verschiebt die Emission im Allgemeinen zu längeren Wellenlängen (z.B. grün, gelb, rot), wobei grüne InGaN-LEDs aufgrund materialtechnischer Herausforderungen eine bedeutende technische Errungenschaft darstellen. Der Chip ist in einem Kunststoffgehäuse eingekapselt, das eine Linse zur Formung des Lichts und zum Schutz des Halbleiterchips enthält.

14. Branchentrends

Der Markt für SMD-LEDs entwickelt sich weiter mit mehreren wichtigen Trends:

• Erhöhte Effizienz (lm/W):Laufende Material- und Verpackungsforschung zielt darauf ab, mehr Licht (Lumen) aus derselben elektrischen Eingangsleistung (Watt) zu extrahieren, um Energieverbrauch und thermische Belastung zu reduzieren.
• Miniaturisierung:Gehäuse werden kleiner (z.B. 0201, 01005 metrische Größen), um höhere Bestückungsdichten auf Platinen und neue Anwendungen in ultra-kompakten Geräten zu ermöglichen.
• Verbesserte Farbkonsistenz & Binning:Fortschritte in der epitaktischen Wachstumstechnologie und Fertigungskontrolle führen zu engeren Leistungsverteilungen, reduzieren den Bedarf an umfangreichem Binning und vereinfachen die Lieferketten für farbkritische Anwendungen.
• Integration:Es gibt einen Trend zur Integration mehrerer LED-Chips (RGB, RGBW) in ein einziges Gehäuse oder zur Kombination von LEDs mit Treibern und Steuer-ICs, um "intelligente" Beleuchtungsmodule zu schaffen.
• Zuverlässigkeit & Lebensdauer:Fokus auf die Verbesserung der Leistung unter Hochtemperatur- und Hochstrombedingungen, um den Anforderungen von Automobil-, Industrie- und Außenbeleuchtungsanwendungen gerecht zu werden.

Das in diesem Datenblatt beschriebene Bauteil stellt eine ausgereifte, zuverlässige und weit verbreitete Lösung in dieser sich entwickelnden Landschaft dar.