SMD LED LTST-T180UBKT Datenblatt - Blau 468nm - 120° Abstrahlwinkel - 30mA - 108mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED). Diese Komponente ist für automatisierte Leiterplattenbestückungsprozesse (PCB) konzipiert und verfügt über eine Miniaturbauform, die ideal für platzbeschränkte Anwendungen ist. Die LED nutzt einen InGaN-Halbleiter (Indiumgalliumnitrid) zur Erzeugung von blauem Licht, eingekapselt in einem wasserklaren Linsengehäuse.

1.1 Merkmale und Kernvorteile

Die LED entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe). Sie wird auf industrieüblichen 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen geliefert, was die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten erleichtert. Das Bauteil ist IC-kompatibel ausgelegt und kann Standard-Lötprozesse mit Infrarot-Rückfluss (IR) widerstehen. Es wurde vorkonditioniert, um die JEDEC-Feuchtesensitivitätsstufe 3 zu erreichen.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese LED eignet sich für ein breites Spektrum elektronischer Geräte. Hauptanwendungsbereiche sind Telekommunikationsgeräte, Büroautomatisierung, Haushaltsgeräte und industrielle Steuerungssysteme. Typische Einsatzgebiete sind Statusanzeigen, Signal- oder Symbolbeleuchtungen sowie Frontpanel-Hintergrundbeleuchtung.

2. Tiefgehende Interpretation technischer Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Das Überschreiten dieser Grenzwerte kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Verlustleistung (Pd):108 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Bauteil als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(PEAK)):100 mA. Dies ist der maximal zulässige momentane Durchlassstrom, typischerweise unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite).
• DC-Durchlassstrom (I_F):30 mA. Dies ist der maximal empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Betrieb.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Die Funktionsfähigkeit des Bauteils ist innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs garantiert.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Das Bauteil kann innerhalb dieses Bereichs ohne Degradation gelagert werden.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Diese Parameter definieren die typische Leistung der LED unter normalen Betriebsbedingungen bei Ta=25°C.

• Lichtstärke (I_V):280 bis 560 Millicandela (mcd) bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20mA. Die Intensität wird mit einem Sensor und Filter gemessen, die der CIE-Photopischen Augenempfindlichkeitskurve entsprechen.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (auf der Achse liegenden) Wertes abfällt.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):468 Nanometer (nm) typisch. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):465 bis 475 nm bei I_F=20mA. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, abgeleitet aus dem CIE-Farbtafeldiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm typisch. Dies gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (V_F):2,6 bis 3,6 Volt bei I_F=20mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED, wenn sie Strom führt.
• Sperrstrom (I_R):10 μA maximal bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur Testzwecken.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf wichtigen Leistungsparametern in Bins sortiert, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen.

3.1 Durchlassspannungs-Bin (V_F)

Gemessen bei 20mA. Die Toleranz pro Bin beträgt ±0,1 Volt.

• D6:2,6V (Min) - 2,8V (Max)
• D7:2,8V - 3,0V
• D8:3,0V - 3,2V
• D9:3,2V - 3,4V
• D10:3,4V - 3,6V

3.2 Lichtstärke-Bin (I_V)

Gemessen in Millicandela (mcd) bei 20mA. Die Toleranz pro Bin beträgt ±11%.

• T1:280 mcd (Min) - 355 mcd (Max)
• T2:355 mcd - 450 mcd
• U1:450 mcd - 560 mcd

3.3 Dominante Wellenlängen-Bin (λ_d)

Gemessen in Nanometern (nm) bei 20mA. Die Toleranz pro Bin beträgt ±1 nm.

• AC:465,0 nm (Min) - 470,0 nm (Max)
• AD:470,0 nm - 475,0 nm

4. Analyse der Kennlinien

Typische Kennlinien werden bereitgestellt, um die Beziehung zwischen wichtigen Parametern zu veranschaulichen. Diese Kurven sind für Schaltungsdesign und Leistungsvorhersage unerlässlich.

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

Diese Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen dem durch die LED fließenden Strom und der daran anliegenden Spannung. Sie ist entscheidend für die Auswahl des geeigneten Vorwiderstands in einer Treiberschaltung.

4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm zeigt, wie die Lichtausbeute (in mcd) mit dem Durchlassstrom zunimmt. Es zeigt typischerweise einen nahezu linearen Zusammenhang innerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs und hilft Entwicklern, gewünschte Helligkeitsniveaus zu erreichen.

4.3 Spektrale Leistungsverteilung

Diese Kurve stellt die relative Lichtintensität über der Wellenlänge dar, zeigt das Maximum bei etwa 468nm und die spektrale Halbwertsbreite von etwa 20nm, wodurch die blauen Farbcharakteristika definiert werden.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem EIA-Standard-SMD-Gehäuse. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,2mm angegeben, sofern nicht anders spezifiziert. Die Zeichnung umfasst wichtige Maße wie Gehäuselänge, -breite, -höhe und Anschlussabstand.

5.2 Empfohlenes Lötflächenlayout auf der Leiterplatte

Ein Lötflächenmuster für Infrarot- oder Dampfphasen-Rückflusslöten wird bereitgestellt. Dies zeigt die empfohlenen Kupferflächenabmessungen und -abstände auf der Leiterplatte, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, mechanische Stabilität und Wärmemanagement zu gewährleisten.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode (Minuspol) ist typischerweise durch eine Markierung auf dem Gehäuse gekennzeichnet, wie z.B. eine Kerbe, einen Punkt oder eine abgeschrägte Ecke. Die korrekte Polarisierungsausrichtung ist während der Bestückung kritisch.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 IR-Rückflusslötprofil

Ein empfohlenes Temperaturprofil für bleifreie Lötprozesse wird bereitgestellt, konform mit J-STD-020B. Wichtige Parameter umfassen:

• Vorwärmtemperatur:150°C bis 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb der Liquidustemperatur:Maximal 10 Sekunden (maximal zwei Rückflusszyklen erlaubt).

Profile sollten für das spezifische Leiterplattendesign, die Komponenten und die verwendete Lötpaste charakterisiert werden.

6.2 Lagerbedingungen

Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit beträgt ein Jahr bei Lagerung im original feuchtigkeitsgeschützten Beutel mit Trockenmittel.
Geöffnete Verpackung:Für Komponenten, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollte die Lagerumgebung 30°C und 60% RH nicht überschreiten. Es wird empfohlen, den IR-Rückfluss innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) abzuschließen. Bei Lagerung über diesen Zeitraum hinaus, vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden konditionieren (backen).

6.3 Reinigung

Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie alkoholbasierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute. Vermeiden Sie nicht spezifizierte chemische Flüssigkeiten.

6.4 Handlöten (Lötkolben)

Falls Handlöten erforderlich ist, begrenzen Sie die Lötspitzentemperatur auf maximal 300°C und die Lötzeit auf maximal 3 Sekunden pro Anschluss. Dies sollte nur einmal durchgeführt werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Trägerband- und Spulenspezifikationen

Die LEDs sind in 8 mm breiten, geprägten Trägerbändern verpackt, die auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser-Spulen aufgewickelt sind. Jede Spule enthält 5000 Stück. Die Taschenabmessungen des Bandes und die Spulennaben-/Flanschabmessungen sind in detaillierten Zeichnungen angegeben, die den ANSI/EIA-481-Spezifikationen entsprechen.

7.2 Verpackungshinweise

• Leere Komponententaschen sind mit einem Deckband versiegelt.
• Die Mindestpackmenge für Restposten beträgt 500 Stück.
• Pro Spule sind maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Komponenten (Lampen) zulässig.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim parallelen Betrieb mehrerer LEDs sicherzustellen, sollte ein Vorwiderstand in Reihe zu jeder einzelnen LED geschaltet werden. Eine einfache Treiberschaltung besteht aus einer Spannungsquelle (V_CC), einem Reihenwiderstand (R_S) und der LED. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, wobei V_Fdie Durchlassspannung der LED beim gewünschten Strom I_F.

ist.

• 8.2 DesignüberlegungenWärmemanagement:
• Stellen Sie sicher, dass das Leiterplattendesign eine ausreichende Wärmeableitung ermöglicht, insbesondere beim Betrieb nahe der maximalen Strom- oder Leistungsgrenzwerte.Optisches Design:
• Der breite 120°-Abstrahlwinkel macht diese LED geeignet für Anwendungen, die eine breite Ausleuchtung oder Sichtbarkeit aus mehreren Winkeln erfordern. Erwägen Sie Linsen oder Lichtleiter, wenn ein stärker gebündelter Strahl benötigt wird.ESD-Schutz:

Obwohl nicht explizit angegeben, sollten während der Handhabung und Bestückung Standardvorkehrungen gegen elektrostatische Entladung (ESD) beachtet werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED sind die Kombination einer relativ hohen Lichtstärke (bis zu 560 mcd) mit einem sehr breiten 120-Grad-Abstrahlwinkel. Die InGaN-Technologie ermöglicht eine effiziente blaue Lichtemission. Ihre Kompatibilität mit automatisierter Bestückung und Standard-IR-Rückflussprozessen macht sie zu einer kosteneffektiven Wahl für die Serienfertigung. Die detaillierte Binning-Struktur ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit engen Parametertoleranzen für Anwendungen auszuwählen, die Farb- oder Helligkeitskonsistenz erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?_PDie Spitzenwellenlänge (λ_d) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Die dominante Wellenlänge (λ

) ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Diagramm) und repräsentiert die Einzelwellenlänge der reinen Spektralfarbe, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Für monochromatische LEDs wie diese blaue sind sie oft nahe beieinander, aber nicht identisch.

10.2 Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung ohne Widerstand betreiben?_FEs wird nicht empfohlen. Die Durchlassspannung (V_F) liegt zwischen 2,6V und 3,6V. Der direkte Anschluss an eine 3,3V-Versorgung könnte zu übermäßigem Strom führen, wenn die V

der LED niedriger als 3,3V ist, und sie möglicherweise beschädigen. Verwenden Sie immer einen Reihen-Vorwiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

10.3 Warum sind die Lagerbedingungen für eine geöffnete Verpackung strenger als für eine versiegelte?

Die versiegelte Verpackung enthält Trockenmittel, um ein sehr niedriges Feuchtigkeitsniveau aufrechtzuerhalten und das feuchtigkeitsempfindliche Bauteil zu schützen. Einmal geöffnet, ist die LED der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt, die in das Kunststoffgehäuse eindringen kann. Während des Rückflusslötens kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit sich schnell ausdehnen und innere Delamination oder \"Popcorning\" verursachen, was das Gehäuse zum Reißen bringt. Die 168-Stunden-Bodenlebensdauer und die Backanforderungen sind Vorsichtsmaßnahmen gegen diesen Fehlermodus.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel
Szenario: Entwurf eines Multi-LED-Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter.
Das Panel benötigt 10 blaue Status-LEDs. Eine gleichmäßige Helligkeit ist aus ästhetischen und funktionalen Gründen entscheidend.
1. Designschritte:Schaltungsdesign:_FVerwenden Sie eine 5V-Schiene. Unter Annahme einer typischen V_Fvon 3,2V aus dem D8-Bin und einem Ziel-I
2. von 20mA, berechnen Sie den Vorwiderstand: R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohm. Ein Standard-91-Ohm-Widerstand kann verwendet werden. Platzieren Sie einen Widerstand in Reihe mit jeder LED und schalten Sie alle 10 LED-Widerstands-Paare parallel an die 5V-Versorgung.Komponentenauswahl:_FSpezifizieren Sie beim Bestellen die erforderlichen Bins: z.B. V_V-Bin D8, I_d-Bin U1 (für hohe Helligkeit), λ
3. -Bin AC für konsistenten Blauton.Leiterplattenlayout:
4. Setzen Sie das empfohlene Lötflächenlayout aus dem Datenblatt um. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand zwischen den LEDs zur Wärmeableitung.Bestückung:

Befolgen Sie die Richtlinien für das IR-Rückflussprofil. Wenn die Platten in Chargen bestückt werden, die die 168-Stunden-Bodenlebensdauer für geöffnete Komponenten überschreiten, führen Sie den 60°C/48-Stunden-Backprozess vor dem Löten durch.

12. Prinzipielle Einführung

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen wird Elektrolumineszenz genannt. In einer InGaN-LED bewirkt elektrische Energie, dass sich Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters rekombinieren und Energie in Form von Photonen (Licht) freisetzen. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts, in diesem Fall blau (~468 nm), wird durch die Bandlückenenergie des InGaN-Materials bestimmt. Die wasserklare Epoxidlinse dient zum Schutz des Halbleiterchips, zur Formung des Lichtstrahls (was zum 120°-Abstrahlwinkel führt) und zur Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz.

13. Entwicklungstrends