LTW-270TLA SMD LED Datenblatt - Seitenansicht - Weißlicht - 10mA - 3,4V Max - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTW-270TLA ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED), die speziell für seitlich abstrahlende Beleuchtungsanwendungen entwickelt wurde. Ihr primärer Einsatzzweck ist die Verwendung als Hintergrundlichtquelle für Flüssigkristallanzeigen (LCD-Panels), bei denen das Licht seitlich in die Lichtleitplatte eingekoppelt werden muss. Das Bauteil nutzt einen InGaN-Halbleiter (Indiumgalliumnitrid) zur Erzeugung von weißem Licht. Es ist in einem standardkonformen EIA-Gehäuse verpackt, auf 8 mm breitem Trägerband auf 7-Zoll-Spulen geliefert und damit voll kompatibel mit Hochgeschwindigkeits-Bestückungsautomaten und Standard-Infrarot-Reflow-Lötprozessen. Das Produkt entspricht der RoHS-Richtlinie und ist somit als umweltfreundliches Produkt klassifiziert.

2. Detaillierte Betrachtung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb bei oder über diesen Grenzwerten ist nicht garantiert. Zu den Schlüsselparametern zählt eine maximale Verlustleistung von 70 mW bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Der absolute maximale Gleichstrom-Vorwärtsstrom beträgt 20 mA. Für gepulsten Betrieb ist unter bestimmten Bedingungen ein Spitzen-Vorwärtsstrom von 100 mA zulässig: bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms. Das Bauteil hält eine maximale Sperrspannung von 5 V aus, ein Dauerbetrieb unter Sperrspannung ist jedoch untersagt. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -20°C und +80°C, während der Lagertemperaturbereich mit -55°C bis +105°C weiter gefasst ist. Ein kritischer Wert für die Montage ist die Infrarot-Lötbedingung, die 260°C für 10 Sekunden nicht überschreiten darf.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und einem Vorwärtsstrom (IF) von 10 mA, den Standard-Testbedingungen. Die Lichtstärke (Iv) beträgt mindestens 45 mcd, typischerweise maximal 180 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) ist mit typisch 130 Grad sehr weit, was für eine gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung vorteilhaft ist. Die Vorwärtsspannung (VF) liegt beim Teststrom zwischen minimal 2,8 V und maximal 3,4 V. Der Sperrstrom (IR) ist mit maximal 10 µA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5 V sehr gering. Die Farbkoordinaten, die den Weißpunkt auf dem CIE-1931-Diagramm definieren, liegen typischerweise bei x=0,31 und y=0,32. Es ist wichtig zu beachten, dass für diese Farbkoordinaten eine Toleranz von ±0,01 gilt. Zum Schutz vor Beschädigung sind während der Handhabung geeignete Maßnahmen zur elektrostatischen Entladung (ESD), wie das Tragen geerdeter Handgelenkbänder, zwingend erforderlich.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Serienfertigung sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die LTW-270TLA verwendet ein dreidimensionales Binning-System, das Vorwärtsspannung (VF), Lichtstärke (IV) und Farbton (Farbkoordinaten) abdeckt.

3.1 Vorwärtsspannungs-Binning (VF)

LEDs werden anhand ihres Spannungsabfalls bei IF=10 mA in drei VF-Bins (2, 3, 4) eingeteilt. Bin 2 umfasst 2,80 V bis 3,00 V, Bin 3 umfasst 3,00 V bis 3,20 V und Bin 4 umfasst 3,20 V bis 3,40 V. Für jedes Bin gilt eine Toleranz von ±0,1 V.

3.2 Lichtstärke-Binning (IV)

Die Lichtausbeute wird in drei Kategorien eingeteilt: P (45,0-71,0 mcd), Q (71,0-112,0 mcd) und R (112,0-180,0 mcd). Für jedes Lichtstärke-Bin gilt eine Toleranz von ±15 %.

3.3 Farbton-Binning (Farbe)

Der Weißpunkt wird präzise über Farbton-Bins gesteuert, die auf dem CIE-1931-Farbtafeldiagramm definiert sind. Die spezifizierten Bins sind A0, B3, B4, B5, B6 und C0, wobei jedes einen spezifischen viereckigen Bereich in der x,y-Koordinatenebene repräsentiert. Für die Koordinaten innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±0,01. Dieses System ermöglicht es Konstrukteuren, LEDs mit eng übereinstimmenden Farbcharakteristiken für Anwendungen auszuwählen, die ein einheitliches weißes Erscheinungsbild erfordern.

4. Mechanische & Verpackungsinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen SMD-Gehäuse ausgeführt. Die detaillierte mechanische Zeichnung zeigt alle kritischen Abmessungen, einschließlich Gehäuselänge, -breite, -höhe und der Position der Kathodenkennzeichnung. Alle Maße sind in Millimetern angegeben, mit einer Standardtoleranz von ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Die seitlich abstrahlende Linsengeometrie ist ein Schlüsselmerkmal, das den Lichtaustritt parallel zur Montageebene lenkt.

4.2 Band- und Spulenverpackung

Die Bauteile werden auf geprägtem Trägerband mit einer Breite von 8 mm geliefert. Das Band ist auf eine Standardspule mit 7 Zoll (178 mm) Durchmesser aufgewickelt. Jede Spule enthält 4000 Stück. Die Verpackung folgt den ANSI/EIA-481-1-A-1994-Spezifikationen. Wichtige Hinweise: Leere Taschen sind mit Deckband verschlossen, eine Mindestbestellmenge von 500 Stück wird für Restposten akzeptiert, und maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Bauteile pro Spule sind zulässig.

4.3 Vorgeschlagenes Lötpad-Layout & Polarität

Ein empfohlenes Land Pattern (Lötpad-Abdruck) für das Leiterplattendesign wird bereitgestellt, um zuverlässiges Löten und korrekte mechanische Ausrichtung zu gewährleisten. Das Dokument zeigt auch die empfohlene Lötrichtung relativ zur Bandzuführung an, um den Bestückungsprozess zu optimieren. Die klare Polaritätskennzeichnung (Kathodenidentifikation) am Bauteil muss mit dem entsprechenden Pad auf der Leiterplatte übereinstimmen.

5. Löt- & Montagerichtlinien

5.1 Reflow-Lötprofil

Ein detailliertes, empfohlenes Infrarot-Reflow-Profil wird bereitgestellt. Zu den Schlüsselparametern gehören eine Vorwärmtemperatur zwischen 150°C und 200°C, eine Vorwärmzeit von maximal 120 Sekunden, eine maximale Bauteiltemperatur von 260°C und eine Verweilzeit bei dieser Spitzentemperatur von maximal 10 Sekunden. Die LED sollte unter diesen Bedingungen nicht mehr als zwei Reflow-Zyklen ausgesetzt werden. Es wird betont, dass das optimale Profil vom spezifischen Leiterplattendesign, der Lotpaste und dem Ofen abhängt, daher wird eine platinenbezogene Charakterisierung empfohlen.

5.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, sollte dies mit einer Lötspitzentemperatur von maximal 300°C durchgeführt werden. Die Kontaktzeit für jeden Anschluss muss auf maximal 3 Sekunden begrenzt werden und sollte nur einmal erfolgen.

5.3 Reinigung

Eine Reinigung nach dem Löten sollte nur bei Bedarf erfolgen. Es dürfen nur spezifizierte Chemikalien verwendet werden: Ein Tauchbad in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute wird empfohlen. Die Verwendung nicht spezifizierter chemischer Flüssigkeiten kann das LED-Gehäuse beschädigen.

6. Lagerung & Handhabung

Ungeöffnete Verpackung:LEDs in ihrer original feuchtigkeitsdichten Sperrbeutel (mit Trockenmittel) sollten bei 30°C oder weniger und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit oder weniger gelagert werden. Die Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt ein Jahr.
Geöffnete Verpackung:Sobald die Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet ist, darf das Lagerumfeld 30°C und 60 % relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten. Es wird dringend empfohlen, den IR-Reflow-Prozess innerhalb einer Woche nach dem Öffnen abzuschließen. Für eine Lagerung über eine Woche hinaus sollten die LEDs in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator aufbewahrt werden. Wenn sie länger als eine Woche außerhalb der Originalverpackung gelagert wurden, ist vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning"-Schäden während des Reflow-Lötens zu verhindern.

7. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

7.1 Zielanwendungen

Die Hauptanwendung für die LTW-270TLA ist die Verwendung als seitlich abstrahlende Lichtquelle in LCD-Hintergrundbeleuchtungseinheiten (BLUs). Ihr weiter Abstrahlwinkel hilft, das Licht gleichmäßig in den Rand einer Lichtleitplatte einzukoppeln. Sie eignet sich für gewöhnliche elektronische Geräte, einschließlich Büroautomationsgeräte, Kommunikationsausrüstung und Haushaltsgeräte.

7.2 Schaltungsdesign

Ein Vorwiderstand ist unerlässlich, wenn die LED von einer Spannungsquelle angesteuert wird, um den gewünschten Vorwärtsstrom einzustellen (z. B. 10 mA für Tests, bis zu 20 mA maximaler Gleichstrom). Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Quelle - VF_LED) / I_LED. Die für die Berechnung verwendete Vorwärtsspannung (VF) sollte der Maximalwert aus dem Datenblatt (3,4 V) oder der entsprechende Bin-Wert sein, um sicherzustellen, dass der Strom unter ungünstigsten Bedingungen niemals den absoluten Maximalwert überschreitet.

7.3 Thermomanagement

Obwohl das Bauteil selbst einen geringen Leistungsverbrauch hat, ist ein geeignetes thermisches Design auf der Leiterplatte für die Langzeitzuverlässigkeit dennoch wichtig, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem Maximalstrom. Der Derating-Faktor für den Gleichstrom-Vorwärtsstrom beträgt 0,25 mA/°C über 25°C. Dies bedeutet, dass der zulässige Dauerstrom linear mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Eine ausreichende Kupferfläche um die Lötpads herum kann zur Wärmeableitung beitragen.

8. Technischer Vergleich & Auswahlhilfe

Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal der LTW-270TLA ist ihre seitlich abstrahlende Linsengeometrie, die sich von oben abstrahlenden LEDs unterscheidet. Bei der Auswahl einer LED für kantenbeleuchtete Hintergrundbeleuchtung ist ein Seitenansichtstyp zwingend erforderlich. Konstrukteure müssen Parameter wie Lichtstärke (zur Erzielung der Zielhelligkeit), Abstrahlwinkel (für Gleichmäßigkeit), Vorwärtsspannung (für Treiberdesign und Energieeffizienz) und Farbton-Bins (für Farbkonsistenz über mehrere LEDs) vergleichen. Der weite 130-Grad-Abstrahlwinkel ist ein bedeutender Vorteil für die Hintergrundbeleuchtung. Das detaillierte Binning-System ermöglicht eine präzise Abstimmung der elektrischen und optischen Eigenschaften in Arrays, was entscheidend ist, um sichtbare Helligkeits- oder Farbverläufe in der endgültigen Anzeige zu verhindern.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen "Typisch" und "Max/Min"-Werten in der Kennwerttabelle?
A: "Typisch" repräsentiert den zu erwartenden Durchschnittswert unter Standardtestbedingungen. "Min" und "Max" definieren die garantierten Leistungsgrenzen für alle Bauteile; jeder Einzelwert eines Parameters wird zwischen dem spezifizierten Min- und Max-Wert liegen.

F: Kann ich diese LED mit einer Konstantspannungsquelle betreiben?
A: Nein. LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ihre Vorwärtsspannung hat eine Toleranz und variiert mit der Temperatur. Ein Betrieb mit konstanter Spannung (selbst der "typische" VF) kann zu übermäßigem Strom und schnellem Ausfall führen. Verwenden Sie stets einen Konstantstromtreiber oder eine Spannungsquelle mit einem in Reihe geschalteten strombegrenzenden Widerstand.

F: Warum ist der Bin-Code wichtig?
A: Der Bin-Code (z. B. für VF, IV, Farbton) gibt Ihnen die spezifische Leistungsuntergruppe der LED an. Für die Produktion stellt die Bestellung von LEDs aus demselben Bin eine konsistente Helligkeit, Farbe und Leistungsaufnahme über alle Einheiten Ihres Produkts hinweg sicher, was für die Qualität entscheidend ist.

F: Wie interpretiere ich das Farbtafeldiagramm und die Bins?
A: Das CIE-1931-Diagramm bildet alle wahrnehmbaren Farben ab. Die (x,y)-Koordinaten lokalisieren den Weißpunkt der LED. Die Bins (A0, B3 usw.) sind vordefinierte Bereiche auf dieser Karte. LEDs aus demselben Bin emittieren Licht einer sehr ähnlichen weißen Farbe (z. B. kaltweiß, neutralweiß).

10. Funktionsprinzipien & Technologie

Die LTW-270TLA basiert auf InGaN-Halbleitertechnologie. Wenn eine Vorwärtsspannung angelegt wird, die das Sperrschichtpotenzial der Diode übersteigt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Schichten bestimmt die Wellenlänge des emittierten Lichts. Um aus einem Halbleiter, der von Natur aus blaues Licht emittiert, weißes Licht zu erzeugen, wird typischerweise eine Phosphorbeschichtung auf den blauen LED-Chip aufgebracht. Ein Teil des blauen Lichts wird durch den Phosphor in längere Wellenlängen (gelb, rot) umgewandelt, und die Mischung aus blauem und umgewandeltem Licht wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen. Das Seitenansichtsgehäuse enthält eine geformte Linse, die dieses emittierte Licht seitlich formt und lenkt.