SMD LED LTST-M140TBKT Datenblatt - Größe 3,2x2,8x1,9mm - Spannung 2,8-3,8V - Leistung 80mW - Blaue Farbe - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die LTST-M140TBKT ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED), die für moderne, platzbeschränkte elektronische Anwendungen konzipiert ist. Ihr miniaturisierter Bauraum und das standardisierte EIA-Gehäuse machen sie ideal für automatisierte Bestückungsanlagen und steigern die Produktionseffizienz erheblich. Der Aufbau basiert auf InGaN-Technologie (Indiumgalliumnitrid), die für die effiziente blaue Lichtemission verantwortlich ist. Die Primärlinse ist wasserklar, wodurch die Originalfarbe der Lichtquelle ohne Verfälschung projiziert wird.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre RoHS-Konformität, die internationale Umweltstandards erfüllt, sowie ihre volle Kompatibilität mit bleifreien (Pb-free) Infrarot-Reflow-Lötprozessen. Dies macht sie für die Serienfertigung geeignet. Ihr Design zielt auf einen breiten Markt ab, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Telekommunikationsgeräte (z.B. Statusanzeigen an Routern und Modems), Büroautomationsgeräte (Drucker, Scanner), Haushaltsgeräte, Industrie-Bedienfelder und Innenraum-Beschilderung, wo zuverlässige, langlebige Anzeigebeleuchtung erforderlich ist.

2. Tiefgehende Interpretation der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden an der LED auftreten können. Ein Dauerbetrieb an oder nahe diesen Grenzen wird nicht empfohlen. Die absoluten Maximalwerte bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C sind wie folgt:

• Verlustleistung (Pd):80 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse als Wärme abführen kann, ohne dass Leistung oder Lebensdauer beeinträchtigt werden.
• Spitzen-Strom (I_F(PEAK)):100 mA. Dieser Strom ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig, speziell bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1ms. Er wird für kurze, hochintensive Lichtblitze verwendet.
• Dauer-Strom (I_F):20 mA. Dies ist der empfohlene Maximalstrom für den Dauerbetrieb mit Gleichstrom, der optimale Leistung und Langlebigkeit gewährleistet.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Die LED ist für den korrekten Betrieb innerhalb dieses weiten Temperaturbereichs ausgelegt und eignet sich für verschiedene Umgebungsbedingungen.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Das Bauteil kann innerhalb dieses Bereichs sicher gelagert werden, wenn es nicht in Betrieb ist.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standard-Testbedingungen (Ta=25°C, I_F=20mA) gemessen und definieren die Leistung der LED.

• Lichtstrom (Φ_v):0,42 bis 1,35 Lm. Dies ist die gesamte wahrgenommene Lichtleistung, die von der LED abgegeben wird. Die große Spanne resultiert aus dem Binning-System (siehe Abschnitt 3).
• Lichtstärke (I_v):140 bis 450 mcd (Millicandela). Dies misst die Lichtausbeute in eine bestimmte Richtung (typischerweise die Zentralachse). Die Lichtstärke dient als Referenz, der primäre fotometrische Wert ist der Lichtstrom.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke halb so groß ist wie in der Mitte (0°). Ein 120-Grad-Winkel zeigt ein sehr breites Abstrahlverhalten und eignet sich hervorragend für Anwendungen, bei denen die LED aus einem weiten Positionsbereich sichtbar sein muss.
• Spitzenwellenlänge (λ_P):468 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):465 bis 475 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Lichtfarbe (blau) am besten repräsentiert. Die Toleranz innerhalb eines Bins beträgt ±1 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):25 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit an; ein kleinerer Wert bedeutet monochromatischeres Licht. 25nm ist Standard für eine blaue InGaN-LED.
• Flussspannung (V_F):2,8 bis 3,8 V bei 20mA. Der Spannungsabfall über der LED im Betrieb. Er ist entscheidend für die Auslegung der Strombegrenzungsschaltung.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (max.) bei V_R=5V. Die LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur IR-Testzwecken. Das Anlegen einer Sperrspannung im Schaltungsentwurf muss vermieden werden.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Serienfertigung zu gewährleisten, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die LTST-M140TBKT verwendet ein dreidimensionales Binning-System.

3.1 Flussspannungs-Klasse (V_F)

LEDs werden nach ihrer Flussspannung bei 20mA klassifiziert. Dies hilft bei der Auslegung stabiler Treiberschaltungen, insbesondere wenn mehrere LEDs in Reihe geschaltet sind. Die Klassen sind: D7 (2,8-3,0V), D8 (3,0-3,2V), D9 (3,2-3,4V), D10 (3,4-3,6V), D11 (3,6-3,8V). Die Toleranz pro Klasse beträgt ±0,1V.

3.2 Lichtstrom/Lichtstärke-Klasse

Diese Klassifizierung kategorisiert LEDs nach ihrer Gesamtlichtausbeute. Sie gewährleistet eine einheitliche Helligkeit in einer Anordnung. Die Klassen sind: C2 (0,42-0,54 Lm / 140-180 mcd), D1 (0,54-0,67 Lm / 180-224 mcd), D2 (0,67-0,84 Lm / 224-280 mcd), E1 (0,84-1,07 Lm / 280-355 mcd), E2 (1,07-1,35 Lm / 355-450 mcd). Die Lichtstärke wird als Referenz mit einer Toleranz von ±11% pro Klasse angegeben.

3.3 Farbton-Klasse (Dominante Wellenlänge)

Diese Klassifizierung gewährleistet Farbkonstanz. Die Klassen für die dominante Wellenlänge sind: AC (465,0-470,0 nm) und AD (470,0-475,0 nm). Die Toleranz innerhalb der Klasse beträgt ±1 nm. Diese enge Kontrolle ist entscheidend für Anwendungen, die präzises Farbabgleich erfordern, wie z.B. mehrfarbige Anzeigegruppen oder Hintergrundbeleuchtung.

4. Analyse der Leistungskurven

Obwohl spezifische grafische Kurven im Datenblatt referenziert werden, sind ihre Implikationen für den Entwurf entscheidend.

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausbeute mit dem Strom ansteigt, jedoch nicht linear. Oberhalb der empfohlenen 20mA sinkt typischerweise der Wirkungsgrad und die Wärmeentwicklung steigt deutlich an.
• Flussspannung vs. Durchlassstrom:Diese exponentielle Kurve ist grundlegend für die Auswahl des korrekten Vorwiderstands oder den Entwurf eines Konstantstromtriebers. Der V_F-Wert ist nicht fest, sondern variiert mit Strom und Temperatur.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Mit steigender Temperatur nimmt die Lichtausbeute einer LED generell ab. Das Verständnis dieser Entlastung ist für Anwendungen bei hohen Umgebungstemperaturen essenziell, um ausreichende Helligkeit sicherzustellen.
• Spektrale Verteilung:Das Diagramm zeigt das Emissionsmaximum bei etwa 468nm mit einer charakteristischen Form und Halbwertsbreite, was die Blauspezifikation bestätigt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einer standardisierten SMD-Gehäuseform. Wichtige Abmessungen sind eine typische Länge von 3,2mm, Breite von 2,8mm und Höhe von 1,9mm. Alle Abmessungen haben eine Toleranz von ±0,2mm, sofern nicht anders angegeben. Die Kathode ist typischerweise durch eine Markierung auf dem Gehäuse oder eine abgeschrägte Ecke gekennzeichnet.

5.2 Empfohlene Lötflächengeometrie auf der Leiterplatte

Ein Lötflächenlayout-Diagramm wird bereitgestellt, um eine korrekte Lötstellenbildung während des Reflow-Prozesses zu gewährleisten. Die Befolgung dieser Empfehlung verhindert Probleme wie "Tombstoning" (Abheben eines Endes) oder unzureichende Lötung. Das Pad-Design berücksichtigt die thermische Masse und fördert zuverlässiges Löten.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Das Datenblatt enthält ein detailliertes Temperaturprofil, das mit J-STD-020B für bleifreie Prozesse konform ist. Wichtige Parameter sind: eine Vorwärmzone (150-200°C, max. 120 Sek.), eine Spitzentemperatur von maximal 260°C und eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (TAL), die für die verwendete Lötpaste geeignet ist. Die Einhaltung dieses Profils ist entscheidend, um thermische Schäden an der Epoxidlinse der LED und den internen Chipverbindungen zu verhindern.

6.2 Lagerung und Handhabung

Die LEDs sind feuchtigkeitsempfindlich (MSL Level 3). In ihrer versiegelten, feuchtigkeitsgeschützten Beutel mit Trockenmittel beträgt die Lagerfähigkeit ein Jahr bei Lagerung bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit. Nach Öffnen der Beutel müssen die Bauteile innerhalb von 168 Stunden (1 Woche) unter Bedingungen von ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit verarbeitet werden. Wird diese Expositionszeit überschritten, ist vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow zu verhindern.

6.3 Reinigung

Falls eine Reinigung nach dem Löten notwendig ist, sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropanol (IPA) oder Ethanol verwendet werden. Die LED sollte bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eingetaucht werden. Aggressive oder nicht spezifizierte Chemikalien können das Gehäusematerial und die optischen Eigenschaften beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackung erfolgt in 12mm breiter, geprägter Trägerbahn auf Spulen mit 7 Zoll (178mm) Durchmesser. Jede Spule enthält 3000 Stück. Die Bahn- und Spulenspezifikationen entsprechen ANSI/EIA 481. Für kleinere Mengen ist eine Mindestpackung von 500 Stück erhältlich. Die Bahn ist mit einem Deckband versiegelt, um die Bauteile während Transport und Handhabung zu schützen.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Stromversorgung, Netzwerkaktivität, Batterieladung und Systembereitschaft in Unterhaltungselektronik, Telekommunikationsgeräten und Industrieanlagen.
• Frontplatten-Hintergrundbeleuchtung:Beleuchtung von Tasten, Schaltern oder Symbolen auf Bedienfeldern und Geräten.
• Signal- und Symbolbeleuchtung:Verwendung in Innenraum-Beschilderung oder Geräten, wo ein klares blaues Signal benötigt wird.

8.2 Entwurfsüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber, um den Durchlassstrom für den Dauerbetrieb auf 20mA oder weniger einzustellen. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F, wobei die maximale V_Faus der Klasse verwendet wird, um sicherzustellen, dass der Strom auch bei einer niedrigen V_F LED.
• die Grenzwerte nicht überschreitet.Thermisches Management:
• Obwohl die Verlustleistung gering ist, sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen, wenn bei hohen Umgebungstemperaturen oder maximalem Strom betrieben wird, um die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten.ESD-Schutz:

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Implementieren Sie während der Montage Standard-ESD-Handhabungsvorkehrungen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu generischen blauen SMD-LEDs bietet die LTST-M140TBKT deutliche Vorteile: ein standardisiertes und gut dokumentiertes Binning-System für vorhersehbare Leistung, ein weiter 120-Grad-Betrachtungswinkel für ausgezeichnete Sichtbarkeit außerhalb der Achse und garantierte Kompatibilität mit bleifreien IR-Reflow-Prozessen, was für moderne, RoHS-konforme Fertigung essenziell ist. Ihre detaillierten und konservativen Maximalwerte und Anwendungshinweise bieten einen höheren Grad an Entwurfszuverlässigkeit.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED mit 3,3V ohne Widerstand betreiben?_FA: Nein. Die Flussspannung reicht von 2,8V bis 3,8V. Der direkte Anschluss einer 3,3V-Quelle könnte eine LED mit niedriger V

(z.B. 2,9V) überlasten und sie möglicherweise zerstören. Eine Strombegrenzungsschaltung ist immer erforderlich.

F: Warum wird die Lichtstärke als Bereich und "als Referenz" angegeben?

A: Der Lichtstrom (Lumen) ist die gesamte Lichtausbeute, während die Lichtstärke (Candela) das Licht in eine bestimmte Richtung misst. Für eine Weitwinkel-LED ist der Gesamtlichtstrom eine aussagekräftigere Metrik. Die Lichtstärke wird als hilfreiche Referenz angegeben, variiert jedoch stark mit dem Betrachtungswinkel.

F: Was bedeutet "I.C. kompatibel" in den Merkmalen?

A: Es bedeutet, dass die elektrischen Eigenschaften der LED (wie Flussspannung und Stromanforderungen) für die direkte Ansteuerung durch Standard-Integrierte-Schaltkreis-Ausgänge (IC) geeignet sind, wie z.B. Mikrocontroller-GPIO-Pins, typischerweise über einen einfachen Transistor oder Widerstand.

11. Praktischer Entwurf und AnwendungsfallFall: Entwurf einer Multi-LED-Statusleiste:_FStellen Sie sich den Entwurf einer Statusleiste mit 5 blauen LEDs für einen Netzwerk-Switch vor. Um einheitliche Helligkeit zu gewährleisten, spezifizieren Sie LEDs aus derselben Lichtstromklasse (z.B. alle aus E1). Um die Treiberschaltung zu vereinfachen, spezifizieren Sie LEDs aus einer engen Flussspannungsklasse (z.B. alle D9). Schalten Sie sie parallel, jeweils mit ihrem eigenen Vorwiderstand, berechnet unter Verwendung der maximalen V_Faus der Klasse. Dieser Ansatz kompensiert natürliche V

-Schwankungen und verhindert ungleiche Stromaufteilung, was zu konsistenter Lichtausbeute über alle Anzeigen führt.

12. Funktionsprinzip

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter. Das aktive Gebiet besteht aus InGaN. Wird eine Flussspannung angelegt, werden Elektronen und Löcher in das aktive Gebiet injiziert. Bei ihrer Rekombination wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall blau. Die wasserklare Epoxidlinse verkapselt den Halbleiterchip, bietet mechanischen Schutz und formt die Lichtausbeute in das gewünschte 120-Grad-Abstrahlmuster.

13. Entwicklungstrends