SMD LED LTST-M140TLKT Datenblatt - Blau - 120° Abstrahlwinkel - 3,0V typ. - 102mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer oberflächenmontierbaren (SMD) Leuchtdiode (LED). Das Bauteil ist für automatisierte Leiterplattenbestückungsprozesse konzipiert und verfügt über eine Miniaturbauform für platzbeschränkte Anwendungen. Die primäre Lichtquelle ist ein Indiumgalliumnitrid (InGaN)-Halbleiter, der durch eine wasserklare Linse blaues Licht erzeugt.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Verpackt auf 12-mm-Tape in 7-Zoll-Durchmesser-Spulen für automatisierte Pick-and-Place-Montage.
• Standardisiertes EIA-Gehäuseformat.
• Eingang kompatibel mit IC-Logikpegeln.
• Konzipiert für die Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsgeräten.
• Geeignet für Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozesse.
• Vorkonditioniert, um JEDEC Feuchtesensitivitätsstufe 3 zu erfüllen.

1.2 Anwendungen

This LED is intended for use as a status indicator, signal light, or for symbol illumination in a wide range of electronic equipment. Typical application fields include:

• Telekommunikationsgeräte (z. B. schnurlose/Mobiltelefone, Netzwerksysteme).
• Büroautomationsgeräte (z. B. Notebook-Computer).
• Haushaltsgeräte.
• Industrielle Steuerungspanels.
• Frontplatten-Hintergrundbeleuchtung.
• Innenschilder.

2. Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem standardmäßigen SMD-Gehäuseformat. Alle kritischen Abmessungen, einschließlich Länge, Breite, Höhe und Pad-Positionen, sind in den Zeichnungen des Datenblatts mit einer Standardtoleranz von ±0,2 mm angegeben, sofern nicht anders spezifiziert. Die Linsenfarbe ist wasserklar, die Lichtquellenfarbe ist blau (InGaN).

3. Grenzwerte und Kennwerte

3.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Sie sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert.

• Verlustleistung (Pd):102 mW
• Spitzenstrom in Durchlassrichtung (IFP):100 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite)
• Dauerstrom in Durchlassrichtung (IF):30 mA DC
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C

3.2 Empfohlenes IR-Reflow-Profil

Ein empfohlenes Temperaturprofil für bleifreies Reflow-Löten wird bereitgestellt, das mit dem J-STD-020B-Standard übereinstimmt. Das Profil umfasst Vorwärm-, Halte-, Reflow- und Abkühlphasen mit einer Spitzentemperatur von maximal 260°C. Die Einhaltung dieses Profils ist entscheidend, um thermische Schäden am LED-Gehäuse während der Montage zu verhindern.

3.3 Elektrische und optische Kennwerte

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstrom (Φv):0,56 lm (Min), 1,40 lm (Max). Gemessen mit einem Sensor, der auf die CIE photopische Augenempfindlichkeit gefiltert ist.
• Lichtstärke (Iv):180 mcd (Min), 450 mcd (Max). Referenzwert, abgeleitet vom Lichtstrom.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):120 Grad (typisch). Definiert als der volle Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt.
• Dominante Wellenlänge (λd):448 nm (Min), 458 nm (Max). Repräsentiert die wahrgenommene Farbe des blauen Lichts.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):25 nm (typisch). Gibt die spektrale Reinheit der blauen Emission an.
• Durchlassspannung (VF):2,6 V (Min), 3,4 V (Max) bei IF=20mA.
• Sperrstrom (IR):10 μA (Max) bei VR=5V. Hinweis: Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur als Referenz für Leckagetests.

4. Binning-System

Die LEDs werden nach Leistungsklassen sortiert, um Konsistenz zu gewährleisten. Entwickler können Klassen auswählen, um spezifische Anforderungen an Helligkeit, Spannung und Farbe zu erfüllen.

4.1 Lichtstrom/Lichtstärke-Binning

Klassen (S1, S2, T1, T2) definieren Mindest- und Höchstwerte für Lichtstrom und korrelierte Lichtstärke bei 20mA.

4.2 Durchlassspannungs-Binning

Klassen (D6, D7, D8, D9) definieren Bereiche für die Durchlassspannung (VF) bei 20mA mit einer Toleranz von ±0,1V pro Klasse. Dies hilft bei der Auslegung konsistenter Stromtreiberschaltungen.

4.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Klassen (AA, AB) definieren enge Bereiche für die dominante blaue Wellenlänge bei 20mA mit einer Toleranz von ±1nm pro Klasse, um Farbkonsistenz zu gewährleisten.

5. Typische Kennlinien

Das Datenblatt enthält grafische Darstellungen wichtiger Zusammenhänge:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, typischerweise bei höheren Strömen sublinear.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die Dioden-Kennlinie.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Demonstriert den negativen Temperaturkoeffizienten der Lichtleistung; die Intensität nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab.
• Abstrahlcharakteristik:Ein Polardiagramm, das die räumliche Verteilung der Lichtintensität zeigt.

6. Benutzerhinweise

6.1 Reinigung

Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, nur spezifizierte Lösungsmittel verwenden. Die LED bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol tauchen. Nicht spezifizierte Chemikalien vermeiden, die die Epoxidlinse oder das Gehäuse beschädigen könnten.

6.2 Empfohlenes Leiterplatten-Pad-Layout

Ein Land Pattern Design für die Oberflächenmontage-Pads wird bereitgestellt. Die Befolgung dieser Empfehlung gewährleistet eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, mechanische Stabilität und Wärmeableitung während des Reflow-Lötens.

6.3 Tape-and-Reel-Verpackung

Detaillierte Abmessungen für das Trägertape (Taschengröße, Teilung) und die 7-Zoll-Spule sind spezifiziert. Das Tape verwendet eine Deckfolie zum Schutz der Bauteile. Die Standardmenge pro Spule beträgt 3000 Stück.

7. Hinweise und Anwendungsnotizen

7.1 Bestimmungsgemäßer Gebrauch

Diese LED ist für elektronische Geräte des allgemeinen Gebrauchs konzipiert. Sie ist nicht für sicherheitskritische Anwendungen bewertet, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z. B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltung). Für solche Anwendungen ist eine Konsultation mit dem Hersteller erforderlich.

7.2 Lagerbedingungen

• Verschweißter Beutel:Lagern bei ≤30°C und ≤70% r.F. Innerhalb eines Jahres nach Öffnen des Beutels verwenden.
• Nach Öffnen des Beutels:Lagern bei ≤30°C und ≤60% r.F. Für Bauteile, die dem Trockenbeutel entnommen wurden, muss das IR-Reflow-Löten innerhalb von 168 Stunden (MSL Stufe 3) abgeschlossen sein.
• Längere Lagerung (geöffnet):In einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel lagern. Bei Lagerung über 168 Stunden hinaus wird vor dem Löten ein Ausheizen bei 60°C für 48 Stunden empfohlen, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

7.3 Lötprozess

Detaillierte Lötbedingungen werden bereitgestellt:

• Reflow-Löten:Dem JEDEC-konformen Profil folgen mit Vorwärmung, Spitzentemperatur ≤260°C und kontrollierter Zeit oberhalb der Liquidus-Temperatur.
• Handlöten:Falls erforderlich, einen Lötkolben bei ≤300°C für maximal 3 Sekunden verwenden, nur einmal ansetzen.

Die Einhaltung dieser Grenzwerte ist entscheidend, um eine thermische Degradation der internen Struktur der LED und der Epoxidlinse zu verhindern.

8. Designüberlegungen und technische Analyse

8.1 Stromversorgung

Der absolute maximale Dauerstrom beträgt 30mA, mit einem typischen Arbeitspunkt von 20mA. Um Langlebigkeit und stabile Lichtleistung zu gewährleisten, wird dringend empfohlen, die LED mit einer Konstantstromquelle anstatt einer Konstantspannungsquelle zu betreiben. Ein einfacher Vorwiderstand kann mit einer stabilen Spannungsversorgung verwendet werden, sein Wert muss jedoch basierend auf der spezifischen Durchlassspannungsklasse (VF) der LED und dem gewünschten Strom unter Berücksichtigung von Netzschwankungen berechnet werden.

8.2 Thermomanagement

Bei einer maximalen Verlustleistung von 102mW ist für Anzeigeanwendungen mit niedrigem Tastverhältnis im Allgemeinen keine Kühlkörpermontage erforderlich. Für Anwendungen mit hohen Umgebungstemperaturen, Dauerbetrieb bei Maximalstrom oder mehreren LEDs in enger Nachbarschaft sollte das Leiterplattenlayout jedoch ausreichend Kupferfläche um die LED-Pads herum vorsehen, um als Wärmeverteiler zu dienen. Dies hilft, eine niedrigere Sperrschichttemperatur aufrechtzuerhalten, was für die Erhaltung der Lichtleistung und der Betriebslebensdauer entscheidend ist.

8.3 Optisches Design

Der 120-Grad-Abstrahlwinkel ist sehr weit, was diese LED für Anwendungen geeignet macht, die eine breite Sichtbarkeit erfordern. Für fokussierteres Licht wären Sekundäroptiken (z. B. Linsen, Lichtleiter) erforderlich. Die wasserklare Linse bietet minimale Lichtstreuung, was im Vergleich zu streuenden Linsen zu einem intensiveren, punktförmigen Erscheinungsbild führt.

8.4 Wellenlänge und Farbkonsistenz

Das enge Binning für die dominante Wellenlänge (±1nm innerhalb der AA/AB-Klassen) ist ein Schlüsselmerkmal für Anwendungen, die eine konsistente blaue Farbe über mehrere Einheiten hinweg erfordern, wie z. B. in Multi-LED-Displays oder Hintergrundbeleuchtungs-Arrays. Entwickler sollten die erforderliche Wellenlängenklasse spezifizieren, um visuelle Gleichmäßigkeit sicherzustellen.

9. Vergleich und Auswahlhilfe

Bei der Auswahl einer SMD LED sind folgende Schlüsselparameter zu vergleichen: Lichtstärke/Lichtstrom (für Helligkeit), Abstrahlwinkel (für Lichtverteilung), Durchlassspannung (für Treiberdesign), dominante Wellenlänge (für Farbe) und Gehäusegröße. Diese spezielle LED bietet eine ausgewogene Kombination aus moderater Helligkeit, sehr breitem Abstrahlwinkel und standardmäßiger Blaufarbe in einem gängigen SMD-Gehäuse, was sie zu einer vielseitigen Wahl für Statusanzeigen macht. Für höhere Helligkeitsanforderungen wäre ein Bauteil aus einer höheren Lichtstromklasse (T1, T2) zu wählen. Für geringeren Stromverbrauch wäre ein Bauteil mit einer niedrigeren VF-Klasse (D6, D7) in Kombination mit einem geeigneten Strombegrenzungswiderstand vorteilhaft.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED direkt von einem 5V-Logik-Pin ansteuern?

A: Nein. Die typische Durchlassspannung beträgt etwa 3,0V, und eine 5V-Versorgung würde einen übermäßigen Strom verursachen und die LED möglicherweise zerstören. Sie müssen einen strombegrenzenden Widerstand oder eine Konstantstrom-Treiberschaltung verwenden.

F: Was ist der Unterschied zwischen Lichtstrom (lm) und Lichtstärke (mcd)?

A: Der Lichtstrom misst die gesamte in alle Richtungen abgestrahlte sichtbare Lichtleistung. Die Lichtstärke misst die Helligkeit in einer bestimmten Richtung (üblicherweise der optischen Achse). Dieses Datenblatt gibt beide Werte an, wobei die Lichtstärke ein abgeleiteter Referenzwert ist. Der breite 120°-Winkel bedeutet, dass die axiale Lichtstärke (mcd) niedriger ist als bei einer LED mit engem Winkel bei gleichem Gesamtlichtstrom (lm).

F: Warum ist die Lagerfeuchte so wichtig?

A: SMD LEDs sind feuchtigkeitsempfindliche Bauteile. Aufgenommene Feuchtigkeit kann während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses schnell verdampfen und innere Delamination, Risse oder \"Popcorning\" verursachen, was zum Ausfall führt. Die spezifizierten Lagerbedingungen und die Verarbeitungszeit (168 Stunden) verhindern dies.

F: Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

A: Der Betriebstemperaturbereich erstreckt sich von -40°C bis +85°C, was viele Außenbedingungen abdeckt. Längerer direkter Sonneneinstrahlung (UV), Feuchtigkeitseintritt und Temperaturwechsel außerhalb der spezifizierten Grenzen können jedoch die Epoxidlinse schädigen und die Lebensdauer verkürzen. Für raue Außenumgebungen sollten speziell dafür ausgelegte LEDs in Betracht gezogen werden.