SMD LED LTST-T680UBWT Datenblatt - Diffus Blau - 120° Abstrahlwinkel - 2,6-3,4V - 30mA - Deutsche Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine oberflächenmontierbare (SMD) LED. Diese Komponente ist für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert und verfügt über eine Miniaturbauform, die ideal für platzbeschränkte Anwendungen ist. Die LED nutzt einen InGaN-Halbleiterwerkstoff (Indiumgalliumnitrid), um ein diffuses blaues Licht zu erzeugen. Ihre Hauptfunktion ist die Verwendung als Statusanzeige, Signalleuchte oder für die Frontplatten-Hintergrundbeleuchtung in einer Vielzahl elektronischer Geräte.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Verpackt auf 8-mm-Band auf 7-Zoll-Spulen für die automatisierte Pick-and-Place-Montage.
• Standard-EIA-Package-Footprint (Electronic Industries Alliance).
• IC-kompatible Ansteuerungspegel (Integrated Circuit).
• Voll kompatibel mit automatischen Bestückungsgeräten.
• Geeignet für Infrarot-Reflow-Lötprozesse (IR).
• Vorkonditioniert entsprechend JEDEC-Feuchtesensitivitätsstufe 3 (Joint Electron Device Engineering Council).

1.2 Anwendungen

Diese LED eignet sich für vielfältige Anwendungen in mehreren Branchen, darunter:

• Telekommunikationsgeräte (z.B. schnurlose und Mobiltelefone).
• Büroautomatisierungsgeräte (z.B. Notebook-Computer, Netzwerksysteme).
• Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik.
• Industrielle Steuerungs- und Überwachungsgeräte.
• Status- und Stromanzeigen.
• Signal- und Symbolbeleuchtung.
• Frontplatten- und Display-Hintergrundbeleuchtung.

2. Tiefenanalyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die folgenden Werte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Verlustleistung (Pd):102 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):100 mA. Dies ist der maximal zulässige Momentanstrom, typischerweise unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite).
• DC-Durchlassstrom (I_F):30 mA. Dies ist der maximal empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Dauerbetrieb.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich, in dem die LED funktionieren soll.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Der Temperaturbereich für die Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

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

• Lichtstärke (I_V):280,0 - 710,0 mcd (Millicandela). Die Menge des abgegebenen sichtbaren Lichts, gemessen mit einem Sensor, der auf die photopische Reaktion des menschlichen Auges (CIE-Kurve) abgestimmt ist. Der große Bereich zeigt an, dass das Bauteil in verschiedenen Helligkeitsklassen verfügbar ist.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte des auf der Achse (0°) gemessenen Werts abfällt. Ein Winkel von 120° deutet auf ein breites, diffuses Lichtmuster hin, das für Anzeigeanwendungen geeignet ist.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):468 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):465 - 475 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge als Farbe der LED wahrgenommen wird, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm (typisch). Die spektrale Bandbreite, gemessen bei halber Maximalintensität (Full Width at Half Maximum - FWHM).
• Durchlassspannung (V_F):2,6 - 3,4 V. Der Spannungsabfall über der LED bei einem Betriebsstrom von 20mA. Dieser Bereich unterliegt dem Binning.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (max) bei V_R=5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur zu Testzwecken.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs anhand wichtiger elektrischer und optischer Parameter in Klassen (Bins) sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen an Helligkeit, Farbe und Spannung erfüllen.

3.1 Durchlassspannung (V_f) Klasse

Klassifiziert bei I_F= 20mA. Die Toleranz pro Klasse beträgt ±0,1V.

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

3.2 Lichtstärke (I_V) Klasse

Klassifiziert bei I_F= 20mA. Die Toleranz pro Klasse beträgt ±11%.

• T1:280,0 mcd (Min) - 355,0 mcd (Max)
• T2:355,0 mcd (Min) - 450,0 mcd (Max)
• U1:450,0 mcd (Min) - 560,0 mcd (Max)
• U2:560,0 mcd (Min) - 710,0 mcd (Max)

3.3 Dominante Wellenlänge (W_d) Klasse

Klassifiziert bei I_F= 20mA. Die Toleranz pro Klasse beträgt ±1 nm.

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

4. Analyse der Kennlinien

Typische Kennlinien (im vorliegenden Auszug nicht gezeigt, aber referenziert) würden normalerweise die Beziehung zwischen den Schlüsselparametern veranschaulichen. Entwickler sollten für diese Diagramme das vollständige Datenblatt konsultieren. Diese umfassen typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I-V-Kurve):Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Betriebsstrom bis zum Maximalwert ansteigt.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die nichtlineare V-I-Charakteristik der Diode.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt den Rückgang der Lichtausbeute bei steigender Sperrschichttemperatur, ein kritischer Faktor für das Thermomanagement.
• Spektrale Verteilung:Ein Diagramm, das die relative optische Leistung über die Wellenlängen zeigt, zentriert um die Spitzenwellenlänge von ~468 nm mit einer typischen FWHM von 20 nm.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem Standard-Oberflächenmontagegehäuse erhältlich. Alle Abmessungen sind in Millimetern (mm) mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,2 mm angegeben, sofern nicht anders spezifiziert. Die spezifische Zeichnung würde Länge, Breite, Höhe und Anschluss-/Pad-Abstände zeigen.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Pad-Design

Die Komponente hat eine Anode und eine Kathode. Die Polarität wird typischerweise durch eine Markierung auf dem Gehäuse oder durch ein asymmetrisches Pad-Design angezeigt. Das Datenblatt enthält ein empfohlenes PCB-Land-Pattern (Lötfläche) sowohl für die Infrarot- als auch für die Dampfphasen-Reflow-Lötung, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und Ausrichtung sicherzustellen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Empfohlenes IR-Reflow-Profil (Bleifrei)

Das Lötprofil sollte den J-STD-020B-Standards für bleifreie Prozesse entsprechen. Zu den Schlüsselparametern gehören:

• Vorwärmtemperatur:150°C bis 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Sollte gemäß den Lotpastenspezifikationen gesteuert werden.
• Gesamtlötzeit:Maximal 10 Sekunden bei Spitzentemperatur (maximal zwei Reflow-Zyklen erlaubt).

Hinweis:Das optimale Profil hängt vom spezifischen PCB-Design, der Lotpaste und dem Ofen ab. Das angegebene Profil ist ein generisches Ziel basierend auf JEDEC-Standards.

6.2 Handlötung (Lötkolben)

• Kolbentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Lötstelle.
• Einschränkung:Bei Verwendung eines Lötkolbens nur einmaliges Löten.

6.3 Lagerbedingungen

• Verschweißte Verpackung (mit Trockenmittel):Lagern bei ≤30°C und ≤70% rF. Innerhalb eines Jahres verwenden.
• Geöffnete Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤60% rF. Es wird empfohlen, die IR-Reflow-Montage innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach dem Öffnen abzuschließen.
• Verlängerte Lagerung (außerhalb der Tüte):In einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre lagern.
• Wenn länger als 168 Std. exponiert:Vor dem Löten mindestens 48 Stunden bei ca. 60°C backen, um Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflows zu verhindern.

6.4 Reinigung

Wenn nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie nur spezifizierte Lösungsmittel. Tauchen Sie die LED bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol. Verwenden Sie keine nicht spezifizierten chemischen Flüssigkeiten.

7. Verpackung und Handhabung

7.1 Band- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden in geprägter Trägerbandverpackung für die automatisierte Montage geliefert.

• Spulendurchmesser:7 Zoll.
• Bandbreite:8 mm.
• Menge pro Spule:2000 Stück.
• Leere Taschen sind mit Deckband versiegelt.
• Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen.
• Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Komponenten (leere Taschen) beträgt zwei.

8. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

8.1 Ansteuerungsmethode

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim parallelen Betrieb mehrerer LEDs sicherzustellen, wird dringend empfohlen, für jede LED einen Reihenstrombegrenzungswiderstand zu verwenden oder sie mit einer Konstantstromquelle anzusteuern. Der direkte Parallelbetrieb von LEDs an einer Spannungsquelle kann aufgrund der natürlichen Streuung der Durchlassspannung (V_F) -Charakteristik, selbst innerhalb derselben Klasse, zu erheblichen Helligkeitsschwankungen führen.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (max. 102 mW), ist ein ordnungsgemäßes thermisches Design für die Aufrechterhaltung der LED-Lebensdauer und einer konsistenten Leistung unerlässlich. Stellen Sie sicher, dass das PCB-Pad-Design eine ausreichende Wärmeableitung bietet, insbesondere beim Betrieb bei oder nahe dem maximalen DC-Strom (30mA) oder bei hohen Umgebungstemperaturen. Eine übermäßige Sperrschichttemperatur verringert die Lichtausbeute und beschleunigt den Degradationsprozess.

8.3 Anwendungsbereich und Vorsichtsmaßnahmen

Diese Komponente ist für den Einsatz in gewöhnlichen elektronischen Geräten ausgelegt. Für Anwendungen, die eine außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei deren Ausfall Leben oder Gesundheit gefährdet wären (z.B. Luftfahrt, Medizin, Sicherheitssysteme), ist vor der Integration eine spezifische technische Beratung erforderlich. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb mit Sperrspannung ausgelegt.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED sind ihrbreiter Abstrahlwinkel von 120°mit einer diffusen Linse, die eine weiche, gleichmäßige Ausleuchtung bietet, ideal für Frontplattenanzeigen. Die Verwendung vonInGaN-Technologieermöglicht eine effiziente blaue Lichtemission. Ihre Kompatibilität mit standardmäßigenIR-Reflow-Prozessenund derJEDEC-Stufe-3-Vorkonditionierung macht sie geeignet für moderne, hochvolumige PCB-Montagelinien. Die umfassendeBinning-Strukturfür Spannung, Intensität und Wellenlänge ermöglicht eine präzise Auswahl, um anwendungsspezifische Anforderungen an Farb- und Helligkeitskonsistenz zu erfüllen.

10. Häufig gestellte Fragen (Basierend auf technischen Parametern)

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

Peak-Wellenlänge (λ_P):Die Wellenlänge am höchsten Punkt der spektralen Ausgangskurve der LED (typisch 468 nm).Dominante Wellenlänge (λ_d):Die einzelne Wellenlänge, die die vom menschlichen Auge wahrgenommene Farbe definiert, berechnet aus den CIE-Farbkoordinaten (465-475 nm). Bei monochromatischen LEDs wie dieser blauen liegen sie oft nahe beieinander, aber die dominante Wellenlänge ist für die Farbangabe relevanter.

10.2 Kann ich diese LED dauerhaft mit 30mA betreiben?

Ja, 30mA ist der maximal empfohleneDC-Durchlassstrom. Der Betrieb am absoluten Maximalwert erzeugt jedoch mehr Wärme und kann die Langzeitzuverlässigkeit verringern. Für eine optimale Lebensdauer und Stabilität ist es ratsam, wenn die Helligkeitsanforderungen der Anwendung es zulassen, mit einem niedrigeren Strom wie 20mA (der Testbedingung) zu betreiben.

10.3 Warum ist der Lichtstärkebereich so groß (280-710 mcd)?

Dieser Bereich stellt die Gesamtspanne über alle verfügbaren Helligkeitsklassen (T1, T2, U1, U2) dar. Eine spezifische Bestellung gilt für eine einzelne Klasse (z.B. U1: 450-560 mcd). Das Binning-System stellt sicher, dass Sie LEDs mit konsistenter Helligkeit innerhalb eines definierten, engeren Bereichs erhalten.

10.4 Wie ist der "120° Abstrahlwinkel" zu interpretieren?

Dies ist dervolleAbstrahlwinkel (2θ_1/2). Er bedeutet den Winkel von einer Seite, an dem die Intensität auf 50% des Achsenwerts abfällt, bis zur gegenüberliegenden Seite, an dem sie ebenfalls auf 50% abfällt. Die LED emittiert also nutzbares Licht über einen sehr breiten 120-Grad-Kegel, wodurch sie aus vielen Seitenwinkeln sichtbar ist.

11. Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario:Entwurf eines Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter mit mehreren blauen LEDs zur Anzeige von Link-Aktivität und Stromversorgung.

1. Bauteilauswahl:Wählen Sie die Helligkeitsklasse U1 (450-560 mcd) für gute Sichtbarkeit in einer Büroumgebung. Wählen Sie die Wellenlängenklasse AC (465-470 nm) für einen konsistenten Blauton über alle Anzeigen hinweg.
2. Schaltungsdesign:Verwenden Sie eine 3,3V-Versorgungsspannung. Unter Annahme einer typischen V_Faus der D7-Klasse (2,9V) und einem Ziel-I_Fvon 20mA, berechnen Sie den Vorwiderstand: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F= (3,3V - 2,9V) / 0,02A = 20 Ω. Verwenden Sie einen 20 Ω, 1/10W Widerstand pro LED.
3. PCB-Layout:Setzen Sie das empfohlene Lötpad-Layout aus dem Datenblatt um. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand zwischen den LEDs, damit sich die diffusen Lichtmuster nicht überlappen.
4. Montage:Befolgen Sie das angegebene IR-Reflow-Profil. Schließen Sie die Platinenmontage innerhalb von 168 Stunden nach dem Öffnen der Feuchtigkeitsschutztüte ab.
5. Ergebnis:Ein Panel mit gleichmäßigen, hellblauen Anzeigen, die aus einem weiten Winkel gut sichtbar sind und für die gesamte Produktlebensdauer zuverlässig sind.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED ist ein Halbleiter-Photonikbauteil. Ihr Kern ist ein Chip aus InGaN-Materialien, der einen p-n-Übergang bildet. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung des Übergangs (ca. 2,6-3,4V) überschreitet, werden Elektronen und Löcher über den Übergang injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Bandlückenenergie des InGaN-Halbleiters bestimmt die Wellenlänge des Photons, die in diesem Fall im blauen Bereich des sichtbaren Spektrums liegt (~468 nm). Die eingebaute diffuse Linse streut das Licht und verbreitert das Abstrahlmuster auf einen Abstrahlwinkel von 120 Grad.

13. Technologietrends

Oberflächenmontierbare LEDs entwickeln sich weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), kleinerer Gehäusegrößen und verbesserter Farbkonstanz. Es wird zunehmend Wert auf engere Binning-Toleranzen sowohl für die Farbart als auch für den Lichtstrom gelegt, um den Anforderungen von Anwendungen mit präziser Farbabstimmung, wie z.B. Vollfarbdisplays und Architekturbeleuchtung, gerecht zu werden. Darüber hinaus verbessern Fortschritte bei Verpackungsmaterialien die thermische Leistung, was höhere Betriebsströme und eine größere Lichtausbeute bei Miniaturbauformen ermöglicht. Die Kompatibilität mit standardmäßigen, hochgeschwindigen SMT-Montageprozessen bleibt eine grundlegende Anforderung, die Designs vorantreibt, die robust gegenüber den thermischen und mechanischen Belastungen der Reflow-Lötung sind.