SMD LED LTST-C19DTGKT-NB Datenblatt - 0603 Gehäuse - 2,5-3,1V - Grün - 38mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine Miniatur-Oberflächenmontage (SMD) LED-Lampe. Für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert, ist dieses Bauteil ideal für platzbeschränkte Anwendungen in einer Vielzahl von Konsum- und Industrie-Elektronikgeräten. Seine kompakte Bauform und Kompatibilität mit Hochvolumen-Fertigungsprozessen machen ihn zu einer vielseitigen Wahl für das moderne Elektronikdesign.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

Die LED bietet mehrere klare Vorteile für Entwickler und Hersteller. Sie nutzt einen Ultra-Hell-InGaN (Indiumgalliumnitrid) Halbleiterchip, der für hohe Effizienz und gute Farbreinheit im grünen Spektrum bekannt ist. Die Komponente ist vollständig mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) konform. Sie wird auf industrieüblichen 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen geliefert, was eine effiziente Handhabung durch automatisierte Bestückungsgeräte ermöglicht. Das Gehäusedesign ist mit Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen kompatibel und entspricht gängigen bleifreien (Pb-freien) Fertigungslinien.

1.2 Zielanwendungen und Märkte

Diese SMD LED eignet sich für zahlreiche Anwendungen, bei denen zuverlässige, kompakte Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtung erforderlich ist. Zu den Hauptmärkten gehören Telekommunikationsgeräte (z. B. Mobil- und Schnurlostelefone), Büroautomatisierungsgeräte (z. B. Notebooks, Netzwerksysteme) und verschiedene Haushaltsgeräte. Spezifische Anwendungen umfassen Tastatur- oder Keypad-Hintergrundbeleuchtung, Statusanzeigen für elektronische Geräte, Integration in Mikrodisplays und allgemeine Signal- oder Symbolleuchten.

2. Gehäuseabmessungen und mechanische Spezifikationen

Die LED ist in einem standardmäßigen 0603-Gehäuse untergebracht, was Abmessungen von etwa 1,6 mm Länge und 0,8 mm Breite bedeutet. Die spezifische Linse für dieses Modell ist wasserklar mit einer schwarzen Kappe, was den Kontrast verbessert, indem Streulicht reduziert wird, wenn die LED ausgeschaltet ist. Die Lichtquelle selbst ist ein InGaN-basierter grüner Chip. Alle kritischen Abmessungen sind in Millimetern angegeben, mit einer Standardtoleranz von ±0,1 mm, sofern nicht anders in der detaillierten mechanischen Zeichnung im Datenblatt angegeben.

3. Technische Spezifikationen und Kennwerte

3.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer ein dauerhafter Schaden am Bauteil auftreten kann. Sie sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C angegeben. Der maximale kontinuierliche Gleichstrom-Durchlassstrom (IF) beträgt 10 mA. Ein höherer Spitzen-Durchlassstrom von 40 mA ist unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Die maximale Verlustleistung beträgt 38 mW. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von 2000 V gemäß Human Body Model (HBM) stand. Der zulässige Betriebstemperaturbereich reicht von -20°C bis +80°C, während der Lagertemperaturbereich weiter ist, von -30°C bis +100°C. Die LED hält einer Infrarot-Reflow-Lötung bei einer Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden stand.

3.2 Empfohlenes IR-Reflow-Profil für bleifreie Prozesse

Ein empfohlenes Reflow-Lötprofil wird bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellen zu gewährleisten, ohne die LED zu beschädigen. Das Profil umfasst typischerweise eine Vorwärmphase, ein Temperaturplateau, eine Reflow-Zone mit Spitzentemperatur und eine Abkühlphase. Die Einhaltung der spezifizierten Zeit- und Temperaturgrenzen, insbesondere der 260°C-Spitze für 10 Sekunden, ist entscheidend für die Integrität des Bauteils.

3.3 Elektrische und optische Kennwerte

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 5 mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (Iv):Liegt zwischen einem Minimum von 45,0 Millicandela (mcd) und einem Maximum von 180,0 mcd. Der typische Wert liegt innerhalb dieses Bereichs. Die Messung folgt der CIE-Augempfindlichkeitskurve.
• Abstrahlwinkel (2θ½):50 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke halb so groß ist wie der auf der Mittelachse gemessene Wert.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):Typischerweise 534,0 Nanometer (nm).
• Dominante Wellenlänge (λd):Liegt zwischen 520,0 nm und 535,0 nm. Diese einzelne Wellenlänge repräsentiert am besten die wahrgenommene Farbe der LED.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typischerweise 35 nm. Dies gibt Aufschluss über die spektrale Reinheit des emittierten Lichts.
• Durchlassspannung (VF):Liegt zwischen 2,50 Volt und 3,10 Volt bei IF=5 mA.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 Mikroampere (µA) bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5 V. Hinweis: Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

4. Binning- und Klassifizierungssystem

Um Konsistenz in der Anwendung zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Schaltungs- oder ästhetische Anforderungen erfüllen.

4.1 Binning der Durchlassspannung (VF)

Bins sind für den Durchlassspannungsabfall bei IF=5 mA definiert. Code E2 deckt 2,5 V bis 2,7 V ab, E3 deckt 2,7 V bis 2,9 V ab und E4 deckt 2,9 V bis 3,1 V ab. Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±0,1 V.

4.2 Binning der Lichtstärke (Iv)

Bins sind für die Lichtausbeute bei IF=5 mA definiert. Code P deckt 45,0 bis 71,0 mcd ab, Q deckt 71,0 bis 112,0 mcd ab und R deckt 112,0 bis 180,0 mcd ab. Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±15 %.

4.3 Binning der dominanten Wellenlänge (Farbton)

Bins sind für den Farbpunkt (dominante Wellenlänge) definiert. Code AP deckt 520,0 bis 525,0 nm ab, AQ deckt 525,0 bis 530,0 nm ab und AR deckt 530,0 bis 535,0 nm ab. Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±1 nm.

5. Typische Kennlinien und grafische Daten

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die bei einer Umgebungstemperatur von 25°C aufgezeichnet sind. Diese Diagramme bieten einen visuellen Einblick in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen. Typische Kurven umfassen die Beziehung zwischen Durchlassspannung und Durchlassstrom (V-I-Kurve), die Änderung der Lichtstärke mit dem Durchlassstrom, den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Lichtstärke und die relative spektrale Leistungsverteilung, die die Spitzenwellenlänge und spektrale Breite zeigt. Die Analyse dieser Kurven ist für die Schaltungsentwicklung wesentlich, z. B. für die Auswahl geeigneter Vorwiderstände und das Verständnis der Leistung unter verschiedenen thermischen Bedingungen.

6. Benutzerhandbuch und Handhabungshinweise

6.1 Reinigungsverfahren

Nicht spezifizierte chemische Reinigungsmittel sollten vermieden werden, da sie das LED-Gehäuse beschädigen können. Falls eine Reinigung nach dem Löten oder aufgrund von Kontamination erforderlich ist, ist die empfohlene Methode, die LEDs bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol zu tauchen. Die Bauteile sollten anschließend gründlich getrocknet werden.

6.2 Empfohlenes PCB-Land Pattern

Eine detaillierte Zeichnung des empfohlenen Lötpad-Layouts auf der Leiterplatte wird bereitgestellt. Die Einhaltung dieses Musters gewährleistet eine korrekte Lötnahtbildung, gute mechanische Haftung und korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses. Das Design berücksichtigt die Abmessungen der Komponente und fördert eine zuverlässige elektrische Verbindung.

6.3 Band- und Spulenverpackungsspezifikationen

Die LEDs werden in geprägter Trägerbandverpackung mit Schutzdeckband geliefert, auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser-Spulen aufgewickelt. Die Standardspulenmenge beträgt 4000 Stück. Detaillierte Abmessungen für die Bandtasche, die Teilung und die Spulennabe sind spezifiziert, um die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten sicherzustellen. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Standards.

7. Wichtige Hinweise und Anwendungsnotizen

7.1 Bestimmungsgemäße Anwendung und Zuverlässigkeit

Diese LED ist für den Einsatz in Standard-Elektronikgeräten konzipiert. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern oder bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z. B. Luftfahrt, Medizingeräte, Sicherheitssysteme), ist vor der Integration eine spezielle technische Beratung zwingend erforderlich, um die Eignung und den potenziellen Bedarf an zusätzlicher Prüfung oder Qualifikation zu bewerten.

7.2 Lagerbedingungen und Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Eine ordnungsgemäße Lagerung ist entscheidend, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die während der Reflow-Lötung zu \"Popcorning\" oder Delaminierung führen kann. Ungeöffnete Feuchtigkeitssperrbeutel sollten bei ≤30°C und ≤90 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und die Bauteile innerhalb eines Jahres verwendet werden. Sobald der Originalbeutel geöffnet ist, sind die LEDs mit der Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) 3 bewertet. Das bedeutet, sie müssen innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach der Exposition gegenüber einer Umgebung von ≤30°C/60 % relativer Luftfeuchtigkeit einer IR-Reflow-Lötung unterzogen werden. Für eine Lagerung über diesen Zeitraum hinaus außerhalb des Originalbeutels sollten sie in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel aufbewahrt werden. Bauteile, die die 168-Stunden-Bodenlebensdauer überschreiten, erfordern vor dem Löten einen Trocknungsprozess (Backen bei ca. 60°C für mindestens 20 Stunden), um Feuchtigkeit zu entfernen.

7.3 Lötrichtlinien

Zwei Lötmethoden werden behandelt. Für die Reflow-Lötung sollte das Profil die Vorwärmung auf 150-200°C begrenzen, mit einer maximalen Vorwärmzeit von 120 Sekunden. Die Spitzentemperatur darf 260°C nicht überschreiten, und die Zeit über dieser Temperatur sollte auf maximal 10 Sekunden begrenzt sein. Der Reflow sollte maximal zweimal durchgeführt werden. Für das Handlöten mit einem Lötkolben sollte die Lötspitzentemperatur 300°C nicht überschreiten, und die Kontaktzeit sollte auf 3 Sekunden pro Lötstelle begrenzt sein, idealerweise in einem einzigen Arbeitsgang. Es wird betont, dass das optimale Reflow-Profil vom spezifischen PCB-Design, den Komponenten und der verwendeten Lötpaste abhängt und entsprechend charakterisiert werden sollte.

8. Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladung (ESD)

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Spannungsspitzen. Um latenten oder katastrophalen Schaden zu verhindern, müssen während der Handhabung und Montage strenge ESD-Kontrollmaßnahmen umgesetzt werden. Dazu gehören die Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Handschuhe und die Sicherstellung, dass alle Arbeitsplätze, Werkzeuge und Maschinen ordnungsgemäß geerdet sind. Die 2000-V-HBM-Bewertung zeigt ein grundlegendes Schutzniveau an, aber die Vermeidung der Exposition gegenüber ESD-Quellen ist immer die primäre Strategie.

9. Designüberlegungen und Schaltungsintegration

Bei der Integration dieser LED in eine Schaltung müssen mehrere Faktoren berechnet werden. Ein Vorwiderstand ist fast immer erforderlich, wenn sie von einer Spannungsquelle angesteuert wird. Sein Wert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung - VF_LED) / IF, wobei VF_LED die Durchlassspannung des gewählten Bins ist und IF der gewünschte Treiberstrom (nicht mehr als 10 mA Gleichstrom). Beispiel: Bei einer 5-V-Versorgung und einer typischen VF von 2,8 V bei 5 mA wäre der Widerstand (5 - 2,8) / 0,005 = 440 Ohm. Ein Standard-470-Ohm-Widerstand wäre eine geeignete Wahl. Entwickler sollten auch die thermische Umgebung berücksichtigen, da erhöhte Umgebungstemperaturen die Lichtausbeute verringern und die Langzeitzuverlässigkeit beeinträchtigen. Ausreichender Abstand auf der Leiterplatte kann zur Wärmeableitung beitragen.

10. Leistungsanalyse und Vergleichskontext

Die Verwendung eines InGaN-Chips für grüne Emission repräsentiert moderne Standardtechnologie und bietet im Vergleich zu älteren Technologien gute Effizienz und Farbstabilität. Das 0603-Gehäuse gehört zu den kleinsten gängigen SMD-LED-Abmessungen und ermöglicht hochdichte Layouts. Der spezifizierte Lichtstärkebereich und Abstrahlwinkel machen diese Komponente gut geeignet für direkt sichtbare Statusanzeigen und niedrige Hintergrundbeleuchtung. Die detaillierte Binning-Struktur ermöglicht eine präzise Auswahl in Anwendungen, bei denen Farbkonsistenz oder Durchlassspannungsanpassung über mehrere LEDs hinweg wichtig ist, wie z. B. in Multi-LED-Arrays oder Displays.

11. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

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

A: Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die einzelne Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat. Die dominante Wellenlänge (λd) wird aus den Farbkoordinaten im CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge eines reinen monochromatischen Lichts, das für das menschliche Auge die gleiche Farbe wie die LED zu haben scheint. λd ist oft relevanter für die Farbspezifikation.

F: Kann ich diese LED ohne Vorwiderstand betreiben?

A: Nein. Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Der direkte Anschluss an eine Spannungsquelle führt zu übermäßigem Stromfluss, der schnell die Maximalwerte überschreitet und die Komponente zerstört. Ein Reihenwiderstand oder eine Konstantstrom-Treiberschaltung ist unerlässlich.

F: Warum ist die Lager- und Handhabungs-Feuchtigkeitsempfindlichkeit (MSL) wichtig?

A: Kunststoff-SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und einen Innendruck erzeugen, der das Gehäuse zum Reißen bringen oder vom Chip ablösen kann (\"Popcorning\"). Die Einhaltung der MSL-Bewertungen und Trocknungsverfahren verhindert diesen Fehlermodus.

F: Wie interpretiere ich die Bin-Codes bei der Bestellung?

A: Die vollständige Produktspezifikation wird durch eine Kombination von Bins für VF, Iv und Farbton definiert (z. B. E3-Q-AP). Für konsistente Ergebnisse in einer Produktionscharge ist es ratsam, die erforderlichen Bin-Codes oder einen zulässigen Bereich bei der Auftragserteilung anzugeben.

12. Technologieübersicht und Trends

Diese LED nutzt InGaN-Halbleitermaterial, das der Standard für die Herstellung von hochhellen blauen, grünen und weißen LEDs ist. Der Trend bei SMD LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro elektrischem Watt), kleinerer Gehäusegrößen für mehr Designflexibilität und verbesserter Farbwiedergabe und -konsistenz. Die Fertigungsprozesse konzentrieren sich auf engere Binning-Toleranzen und verbesserte Zuverlässigkeit, um den Anforderungen von Automobil-, Industrie- und Konsumanwendungen gerecht zu werden. Der Übergang zur bleifreien (Pb-freien) Lötung, wie in diesem Datenblatt behandelt, ist mittlerweile ein universeller Industriestandard, der durch Umweltvorschriften vorangetrieben wird.