SMD LED LTST-E681VEWT Datenblatt - Abmessungen 2,8x3,5x1,9mm - Spannung 2,2V - Leistung 196mW - Rote Farbe - Technisches Dokument auf Deutsch

1. Produktübersicht

Die LTST-E681VEWT ist eine hochhelle, oberflächenmontierbare LED, die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die zuverlässige und effiziente Anzeigebeleuchtung erfordern. Dieses Bauteil nutzt einen AlInGaP-Halbleiterwerkstoff (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid), um ein lebhaftes rotes Licht zu erzeugen. Es ist in einem kompakten, industrieüblichen Gehäuse untergebracht, das mit automatisierten Bestückungsprozessen kompatibel ist und sich somit für die Serienfertigung eignet.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre Konformität mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), was die Umweltverträglichkeit sicherstellt. Sie wird auf 8 mm breitem Trägerband geliefert, das auf 7-Zoll-Spulen (178 mm Durchmesser) aufgewickelt ist – dem Standard für automatische Bestückungsgeräte. Das Bauteil ist zudem für Infrarot-Rückflusslötverfahren (IR-Reflow) ausgelegt, der vorherrschenden Methode zur Montage von SMD-Leiterplatten. Die primären Zielmärkte sind Konsumelektronik, Industrie-Bedienfelder, Kfz-Innenraumbeleuchtung und allgemeine Anzeigeanwendungen, bei denen Platz knapp und Zuverlässigkeit entscheidend ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb der LED unter Bedingungen, die diese Werte überschreiten, wird nicht empfohlen.

• Verlustleistung (Pd):196 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C als Wärme abführen kann. Eine Überschreitung dieses Limits riskiert eine Überhitzung des Halbleiterübergangs, was zu einer verkürzten Lebensdauer oder einem Totalausfall führen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):100 mA. Dies ist der maximal zulässige gepulste Durchlassstrom, spezifiziert bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 1 ms. Er liegt deutlich über dem DC-Wert und ermöglicht kurze, hochintensive Lichtblitze.
• DC-Durchlassstrom (I_F):70 mA. Dies ist der maximale kontinuierliche Durchlassstrom, der unter normalen Betriebsbedingungen an die LED angelegt werden kann.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Die LED ist für den korrekten Betrieb innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs ausgelegt.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Das Bauteil kann innerhalb dieses größeren Temperaturbereichs ohne Degradation gelagert werden, wenn es nicht in Betrieb ist.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

These parameters are measured at a standard test condition of Ta=25°C and I_F=50mA, unless otherwise noted. They define the typical performance of the device.

• Luminous Intensity (I_V): to 2800 mcd (millicandela). This is a measure of the perceived power of light emitted in a specific direction. The wide range indicates a binning system is used (detailed in Section 3). The measurement uses a sensor filtered to approximate the human eye's photopic response (CIE curve).
• Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von Ta=25°C und I_{=50mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Sie definieren die typische Leistung des Bauteils.}Lichtstärke (I):
• 900 bis 2800 mcd (Millicandela). Dies ist ein Maß für die wahrgenommene Lichtleistung in einer bestimmten Richtung. Die große Bandbreite deutet auf ein Binning-System hin (detailliert in Abschnitt 3). Die Messung erfolgt mit einem Sensor, der gefiltert ist, um der photopischen Reaktion des menschlichen Auges (CIE-Kurve) zu entsprechen._PÖffnungswinkel (2θ1/2
• ):_d120 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte des auf der Achse (0°) gemessenen Wertes abfällt. Ein Winkel von 120° deutet auf ein breites, diffuses Lichtmuster hin, das für Anwendungen geeignet ist, die eine gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln erfordern.Spitzen-Emissionswellenlänge (λ
• ):632 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts ihr Maximum erreicht. Sie liegt im roten Bereich des sichtbaren Spektrums.
• Dominante Wellenlänge (λ_F):624 nm (typisch). Abgeleitet aus dem CIE-Farbtafeldiagramm, ist dies die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe der LED am besten repräsentiert. Sie ist der Schlüsselparameter für die Farbspezifikation.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):_R20 nm (typisch). Dies ist die Breite der spektralen Emission bei halber Maximalleistung. Ein Wert von 20 nm ist charakteristisch für AlInGaP-Rot-LEDs und deutet auf eine relativ reine Farbe hin.Durchlassspannung (V_R):2,2 V (typisch) mit einer Toleranz von ±0,1V. Dies ist der Spannungsabfall über der LED, wenn sie mit dem spezifizierten Strom von 50 mA betrieben wird. Sie ist entscheidend für das Design der strombegrenzenden Schaltung.Sperrstrom (I

):

10 μA (max.) bei V

=5V. Dieser Parameter wird nur zur Qualitätssicherung getestet. Die LED ist

nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt

und das Anlegen einer Sperrspannung in der Schaltung könnte sie beschädigen.

• 3. Erklärung des Binning-SystemsUm die Konsistenz in der Serienfertigung sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die LTST-E681VEWT verwendet ein Binning-System basierend auf der Lichtstärke bei 50 mA.
• Die Bincodes (V2, W1, W2, X1, X2) repräsentieren aufsteigende Bereiche von minimaler und maximaler Lichtstärke. Beispielsweise enthält der Bincode X2 LEDs mit einer Stärke zwischen 2240 mcd und 2800 mcd. Innerhalb jedes Bins wird eine Toleranz von ±11 % angewendet. Dieses System ermöglicht es Entwicklern, die passende Helligkeitsklasse für ihre Anwendung auszuwählen und dabei Kosten und Leistung abzuwägen. Das Datenblatt zeigt für diese spezifische Artikelnummer keine separaten Bins für dominante Wellenlänge oder Durchlassspannung an, was auf eine enge Kontrolle dieser Parameter während der Fertigung schließen lässt.4. Analyse der Leistungskurven
• Während die spezifischen Diagramme im bereitgestellten Text referenziert, aber nicht vollständig detailliert sind, würden typische Kurven für eine solche LED umfassen:I-V-Kurve (Strom-Spannungs-Kurve):
• Zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Durchlassstrom und Durchlassspannung. Die Kurve weist eine deutliche "Knie"-Spannung bei etwa 1,8-2,0 V auf, nach der der Strom bei kleinen Spannungsänderungen stark ansteigt. Dies unterstreicht, warum eine Konstantstrom-Ansteuerung essenziell ist.Lichtstärke vs. Durchlassstrom:
• Zeigt, dass die Lichtausbeute annähernd proportional zum Durchlassstrom ist, aber bei sehr hohen Strömen Sättigung oder Effizienzabfall auftreten kann.Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:

Zeigt, dass die Lichtausbeute mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt. Dies ist eine kritische Überlegung für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen.

Spektrale Verteilung:

Eine Darstellung der relativen Leistung gegenüber der Wellenlänge, die einen Peak bei etwa 632 nm und eine Breite von etwa 20 nm bei halber Maximalleistung zeigt.

• Öffnungswinkeldiagramm:
• Ein Polardiagramm, das die Winkelverteilung der Lichtintensität veranschaulicht und den 120°-Öffnungswinkel mit einer Lambert- oder nahezu Lambert-Verteilung aufgrund der diffusen Linse bestätigt.
• 5. Mechanische und Gehäuseinformationen
• 5.1 Bauteilabmessungen
• Die LED entspricht einem EIA-Standard-SMD-Gehäuse. Wichtige Abmessungen (in mm) sind:
• Gesamtlänge: 3,2 mm
• Gesamtbreite: 2,8 mm

Gesamthöhe: 1,9 mm

Linsenbreite: 2,2 mm

Linsenlänge: 3,5 mm

Anschlussbreite: 0,7 mm

Anschlusslänge: 0,8 mm

Die Toleranz beträgt ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Eine detaillierte Maßzeichnung ist im Original-Datenblatt enthalten.

• 5.2 Polaritätskennzeichnung und Lötflächen-DesignDer Anodenanschluss (positiv) ist gekennzeichnet. Für zuverlässiges Löten wird ein empfohlenes Layout der Lötflächen auf der Leiterplatte (PCB) bereitgestellt, das sowohl für Infrarot- als auch für Dampfphasen-Rückflusslötverfahren optimiert ist. Ein korrektes Lötflächen-Design ist entscheidend, um "Tombstoning" (Bauteil stellt sich auf eine Seite) zu verhindern und eine zuverlässige Lötstelle mit der richtigen Menge Lotpaste zu gewährleisten.
• 6. Löt- und Montagerichtlinien6.1 Parameter für Reflow-Löten
• Das Bauteil ist mit bleifreiem (Pb-freiem) IR-Rückflusslöten kompatibel. Das empfohlene Profil sollte dem JEDEC-Standard J-STD-020B entsprechen. Wichtige Parameter umfassen:Vorwärmen:

150-200°C für maximal 120 Sekunden, um die Platine und die Bauteile allmählich zu erwärmen, das Flussmittel zu aktivieren und thermischen Schock zu verhindern.

Spitzentemperatur:

Maximal 260°C. Die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (typisch 217°C für bleifreies Lot) sollte kontrolliert werden.

• Gesamtlötzeit:Maximal 10 Sekunden bei Spitzentemperatur. Der Reflow-Vorgang sollte auf maximal zwei Zyklen begrenzt werden.
• Es wird betont, dass das optimale Profil vom spezifischen PCB-Design, den Bauteilen, der Lotpaste und dem Ofen abhängt und für jede Anwendung charakterisiert werden sollte.6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist, muss äußerste Vorsicht walten:

Lötkolbentemperatur:

• Maximal 300°C.Lötzeit:
• Maximal 3 Sekunden pro Anschluss, und nur ein Lötzyklus ist erlaubt, um übermäßige Wärmebelastung des Kunststoffgehäuses und der internen Bonddrähte zu verhindern.6.3 Lagerbedingungen

LEDs sind feuchtigkeitsempfindliche Bauteile (MSD).

Versiegelte Verpackung:

Lagern bei ≤30°C und ≤70 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit beträgt ein Jahr bei Lagerung in der original feuchtigkeitsgeschützten Beutel mit Trockenmittel.

• Geöffnete Verpackung:Bauteile müssen innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach dem Aussetzen an Umgebungsluft (≤30°C / ≤60 % RH) verwendet werden. Wird diese Zeit überschritten, ist vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" (Gehäuserissbildung durch Dampfdruck während des Reflow) zu verhindern. Für die Langzeitlagerung geöffneter Packungen sollte ein verschlossener Behälter mit Trockenmittel oder ein Stickstoff-Desikkator verwendet werden.
• 6.4 ReinigungFalls eine Nachlötreinigung erforderlich ist, sollten nur spezifizierte alkoholbasierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute verwendet werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können die Kunststofflinse oder das Gehäuse beschädigen.
• 7. Verpackung und BestellinformationenBand-Spezifikationen:
• Die LEDs werden auf 8 mm breitem, geprägtem Trägerband geliefert.Spulen-Spezifikationen:
• Das Band ist auf einer Standard-7-Zoll-Spule (178 mm Durchmesser) aufgewickelt.Stückzahl pro Spule:
• 2000 Stück.Mindestbestellmenge (MOQ):

500 Stück für Restmengen.

Normen:

Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen.Artikelnummer:LTST-E681VEWT. Die Namenskonvention umfasst typischerweise Seriencode (LTST), Gehäuse/Stil, Farb-/Wellenlängencode (E681VE) und möglicherweise andere Varianten (WT)._{8. Anwendungshinweise und Design-Überlegungen}8.1 Design der Treiberschaltung_FLEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine stabile und gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, insbesondere beim parallelen Betrieb mehrerer LEDs, ist ein serieller strombegrenzender Widerstand_Fzwingend erforderlich_Ffür jede LED. Der Widerstandswert (R) wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_Fversorgung

- V

) / I

. Unter Verwendung der typischen V

von 2,2 V und einem gewünschten I

von 20 mA bei einer 5-V-Versorgung: R = (5V - 2,2V) / 0,02A = 140 Ohm. Ein Standard-150-Ohm-Widerstand wäre geeignet. Das direkte Ansteuern von LEDs von einer Spannungsquelle ohne Strombegrenzung führt zu übermäßigem Strom und schnellem Ausfall.

8.2 Thermomanagement

• Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (196 mW), ist ein effektives Thermomanagement dennoch wichtig, um langfristige Zuverlässigkeit und konstante Lichtausbeute zu erhalten. Stellen Sie sicher, dass die Leiterplatte über ausreichend Kupferfläche verfügt, die mit der thermischen Lötfläche der LED (falls vorhanden) oder den Anschlüssen verbunden ist, um die Wärmeabfuhr zu unterstützen. Vermeiden Sie einen dauerhaften Betrieb an den absoluten Maximalgrenzen für Strom und Temperatur.8.3 Anwendungsbereich
• Diese LED ist für allgemeine elektronische Geräte wie Bürogeräte, Kommunikationsgeräte und Haushaltsanwendungen vorgesehen. Sie ist nicht für sicherheitskritische Anwendungen ausgelegt oder qualifiziert, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z. B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltung, Verkehrssteuerung). Für solche Anwendungen müssen Bauteile mit entsprechenden Zuverlässigkeitszertifizierungen beschafft werden.9. Technischer Vergleich und Differenzierung
• Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale der LTST-E681VEWT in ihrer Klasse umfassen:Materialtechnologie:
• Verwendung von AlInGaP, das typischerweise für rote und bernsteinfarbene LEDs eine höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität bietet als ältere Technologien wie GaAsP.Helligkeit:

Mit einer maximalen Intensität von 2800 mcd bietet sie hohe Helligkeit in einem Standardgehäuse.

Öffnungswinkel:

Der 120° breite Öffnungswinkel mit diffuser Linse bietet eine ausgezeichnete Sichtbarkeit außerhalb der Achse, was für Statusanzeigen gegenüber LEDs mit schmalem Strahl bevorzugt wird.

Prozesskompatibilität:

Volle Kompatibilität mit automatisierter SMT-Montage und standardmäßigen bleifreien Reflow-Profilen reduziert die Fertigungskomplexität und -kosten.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Kann ich diese LED ohne einen Serienwiderstand betreiben, wenn meine Stromversorgung genau 2,2 V liefert?

A: Nein. Die Durchlassspannung hat eine Toleranz (±0,1 V) und variiert mit der Temperatur. Eine leichte Überspannung würde einen großen, unkontrollierten Stromanstieg verursachen und die LED möglicherweise zerstören. Verwenden Sie immer einen Strombegrenzungsmechanismus.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge ist die Stelle, an der die meiste Lichtenergie physikalisch emittiert wird. Die dominante Wellenlänge wird aus den Farbkoordinaten berechnet und repräsentiert die Farbe, die das menschliche Auge wahrnimmt. Bei monochromatischen LEDs wie dieser roten liegen sie oft nahe beieinander, aber die dominante Wellenlänge ist der Schlüsselparameter für die Farbabstimmung.

F: Meine Platine wird nach dem Löten gewaschen. Ist diese LED kompatibel?A: Das Datenblatt spezifiziert die Reinigung nur mit alkoholbasierten Lösungsmitteln (Isopropyl- oder Ethylalkohol) für weniger als eine Minute. Viele wässrige oder aggressive Flussmittelreiniger können das Gehäuse beschädigen. Überprüfen Sie die Kompatibilität mit Ihrem spezifischen Reinigungsprozess.

F: Warum gibt es eine 168-Stunden-Bodenlebensdauer nach dem Öffnen der Beutel?

1. A: Das Kunststoffgehäuse nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf. Während der hohen Hitze des Reflow-Lötens kann diese Feuchtigkeit schnell zu Dampf werden und einen Innendruck verursachen, der das Gehäuse zum Reißen bringen oder innere Schichten delaminieren kann ("Popcorning"). Die 168-Stunden-Grenze und das Ausheizverfahren managen dieses Risiko.11. Praktisches Anwendungsbeispiel_FSzenario:

2. Entwurf einer Stromstatusanzeige für einen 12-V-DC-Router.Entwurfsschritte:_FTreibersstrom wählen:

3. Wählen Sie einen konservativen I P_Rvon 15 mA für lange Lebensdauer und geringere Wärmeentwicklung._F²Widerstand berechnen:²Verwendung der typischen V

4. = 2,2 V. R = (12V - 2,2V) / 0,015A = 653 Ohm. Verwenden Sie den nächstgelegenen Standardwert, 680 Ohm.Widerstandsleistung berechnen:

5. = I* R = (0,015)

* 680 = 0,153 W. Ein Standard-1/4-W-Widerstand (0,25 W) ist ausreichend.

PCB-Layout:

Platzieren Sie die LED und ihren 680-Ω-Widerstand nahe beieinander. Befolgen Sie das empfohlene Lötflächenlayout aus dem Datenblatt für zuverlässiges Löten.

Montage:

• Verwenden Sie das JEDEC-konforme bleifreie Reflow-Profil. Wenn die Platten mehr als 7 Tage nach dem Öffnen des LED-Beutels bestückt werden, heizen Sie die LEDs zuerst aus.12. Funktionsprinzip
• Die Lichtemission in der LTST-E681VEWT basiert auf Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang aus AlInGaP-Materialien. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die das eingebaute Potenzial des Übergangs übersteigt, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, setzen sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall rot bei etwa 624-632 nm. Die diffuse Epoxidharzlinse über dem Chip dient dazu, das Licht aus dem Halbleiter zu extrahieren und seine Winkelverteilung in ein breites 120-Grad-Muster zu formen.13. Technologietrends
• Die Optoelektronikindustrie für Anzeige-LEDs entwickelt sich ständig weiter. Allgemeine Trends, die für Bauteile wie die LTST-E681VEWT relevant sind, umfassen:Erhöhte Effizienz:
• Fortschritte in der Materialwissenschaft zielen darauf ab, mehr Lumen pro Watt (lm/W) zu erzeugen, was eine hellere Ausgabe bei gleichem Strom oder die gleiche Helligkeit bei geringerem Stromverbrauch und weniger Wärme ermöglicht.Miniaturisierung:
• Während Standardgehäuse wie dieses weiterhin vorherrschend sind, besteht ein ständiger Druck, die Grundfläche und Höhe für immer schlankere elektronische Geräte zu reduzieren.Verbesserte Zuverlässigkeit: