SMD LED LTST-C950KGKT Datenblatt - AlInGaP Grün - 25mA - 62,5mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hochhelle, oberflächenmontierbare LED, die für automatisierte Bestückungsprozesse konzipiert ist. Das Bauteil nutzt einen fortschrittlichen AlInGaP-Halbleiterchip zur Erzeugung von grünem Licht und bietet in einem kompakten Gehäuse eine überlegene Lichtausbeute und Zuverlässigkeit. Es ist für den Einsatz in platzbeschränkten elektronischen Anwendungen entwickelt, bei denen konstante Leistung und einfache Fertigung entscheidend sind.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Kuppellinsendesign für optimierte Lichtausbeute und Betrachtungswinkel.
• Verwendet eine ultrahelle AlInGaP-Chip-Technologie.
• Geliefert auf industrieüblichen 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-(178-mm)-Spulen für automatisierte Bestückungsgeräte.
• Kompatibel mit Standard-Infrarot-Reflow-Lötverfahren.
• Logikpegel-kompatibler Treiberstrom.

1.2 Anwendungen

Diese LED eignet sich für eine breite Palette von Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen in verschiedenen Branchen, darunter:

• Telekommunikationsgeräte (z.B. Mobiltelefone, Netzwerk-Switches).
• Büroautomatisierungsgeräte (z.B. Drucker, Scanner).
• Konsumelektronik und Haushaltsgeräte.
• Industrielle Steuerungspanels und -geräte.
• Tastatur- und Keypad-Hintergrundbeleuchtung.
• Status- und Stromanzeigen.
• Mikrodisplays und symbolische Leuchten.

2. Bauteilabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen SMD-Gehäuse untergebracht. Die Linsenfarbe ist wasserklar, und die Lichtquelle ist ein AlInGaP-Chip, der grünes Licht emittiert. Alle Maßtoleranzen betragen ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Für genaue Maße des Bauteilkörpers, der Kathodenkennzeichnung und der Lötflächengeometrie siehe die Maßzeichnungen im Originaldatenblatt.

3. Grenzwerte und Kennwerte

3.1 Absolute Maximalwerte

Belastungen über diese Grenzwerte hinaus können das Bauteil dauerhaft beschädigen. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Verlustleistung (Pd):62,5 mW
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(peak)):60 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite)
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA DC
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +85°C
• Infrarot-Reflow-Lötbedingung:260°C Spitzentemperatur für maximal 10 Sekunden.

3.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Typische Leistungsparameter gemessen bei Ta=25°C und I_F=20mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):280 - 1120 mcd (Millicandela). Der spezifische Wert wird durch die Binning-Klasse bestimmt.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):25 Grad (der Winkel außerhalb der Achse, bei dem die Intensität halb so groß ist wie auf der Achse).
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):574,0 nm (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λ_d):564,5 - 576,5 nm (abhängig vom Binning).
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm (typisch).
• Durchlassspannung (V_F):1,8 - 2,4 V.
• Sperrstrom (I_R):10 µA maximal bei V_R=5V.

Messhinweise:Die Lichtstärke wird mit einem Sensor gemessen, der auf die CIE-Photopische Augenempfindlichkeitskurve abgestimmt ist. Die dominante Wellenlänge wird aus dem CIE-Farbtafeldiagramm abgeleitet.

3.3 Vorsicht vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Dieses Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und elektrischen Überspannungen. Während der Handhabung und Montage müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Empfehlungen umfassen die Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Handschuhe und die Sicherstellung, dass alle Geräte und Arbeitsplätze ordnungsgemäß geerdet sind.

4. Binning-System

Um Farb- und Helligkeitskonstanz in der Produktion zu gewährleisten, werden die Bauteile basierend auf Schlüsselparametern in Klassen (Bins) sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, LEDs auszuwählen, die ihren spezifischen Toleranzanforderungen entsprechen.

4.1 Durchlassspannung (V_F) Klasse

Binning bei I_F=20mA. Toleranz pro Klasse: ±0,1V.

• D2:1,8V (Min) - 2,0V (Max)
• D3:2,0V (Min) - 2,2V (Max)
• D4:2,2V (Min) - 2,4V (Max)

4.2 Lichtstärke (I_V) Klasse

Binning bei I_F=20mA. Toleranz pro Klasse: ±15%.

• T:280,0 mcd (Min) - 450,0 mcd (Max)
• U:450,0 mcd (Min) - 710,0 mcd (Max)
• V:710,0 mcd (Min) - 1120,0 mcd (Max)

4.3 Farbton (dominante Wellenlänge, λ_d) Klasse

Binning bei I_F=20mA. Toleranz pro Klasse: ±1 nm.

• B:564,5 nm (Min) - 567,5 nm (Max)
• C:567,5 nm (Min) - 570,5 nm (Max)
• D:570,5 nm (Min) - 573,5 nm (Max)
• E:573,5 nm (Min) - 576,5 nm (Max)

5. Typische Kennlinien

Das Datenblatt enthält grafische Darstellungen wichtiger Kenngrößen unter typischen Bedingungen (25°C, sofern nicht anders angegeben). Diese Kurven sind wesentlich, um das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu verstehen.

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom zunimmt, typischerweise in einer sublinearen Beziehung, die Effizienzänderungen hervorhebt.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die Dioden-Kennlinie, die für den Entwurf von strombegrenzenden Schaltungen entscheidend ist.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die thermische Drosselung der Lichtausbeute, was für Hochtemperatur- oder Hochleistungsanwendungen kritisch ist.
• Spektrale Verteilung:Stellt die relative Strahlungsleistung in Abhängigkeit von der Wellenlänge dar, zentriert um die Spitzenwellenlänge, und zeigt die für AlInGaP-LEDs typische schmale Bandbreite.

6. Benutzerhinweise und Montageinformationen

6.1 Reinigung

Nicht spezifizierte chemische Reinigungsmittel können das LED-Gehäuse beschädigen. Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, die LEDs bei Raumtemperatur für nicht länger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol eintauchen.

6.2 Empfohlene PCB-Lötflächengeometrie

Eine empfohlene Lötflächengeometrie (Footprint) für die Leiterplatte wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, mechanische Stabilität und Wärmeableitung während des Reflow-Lötens zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser Geometrie fördert eine zuverlässige Montage.

6.3 Tape-and-Reel-Verpackung

Die LEDs werden in geprägter Trägerbandverpackung (8 mm Breite) auf 7-Zoll-(178-mm)-Spulen geliefert. Diese Verpackung entspricht dem EIA-481-Standard für die automatisierte Handhabung.

• Spulenkapazität: 2000 Stück pro Spule.
• Mindestbestellmenge für Restposten: 500 Stück.
• Das Band ist mit einem Deckband versiegelt, um die Bauteile zu schützen.
• Maximal zwei aufeinanderfolgende leere Taschen sind zulässig.

7. Warnhinweise und Handhabungsanweisungen

7.1 Anwendungsbereich

Diese LEDs sind für Standard-Elektronikgeräte im kommerziellen und industriellen Bereich konzipiert. Sie sind nicht für sicherheitskritische Anwendungen vorgesehen, bei denen ein Ausfall ohne vorherige Absprache und spezifische Qualifizierung zu einem direkten Risiko für Leben oder Gesundheit führen könnte (z.B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltung, Verkehrssteuerung).

7.2 Lagerbedingungen

• Verschweißte Feuchtigkeitssperrbeutel (MBB):Lagern bei ≤ 30°C und ≤ 90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit im verschweißten Beutel mit Trockenmittel beträgt ein Jahr.
• Nach dem Öffnen des Beutels:Die Lagerumgebung sollte 30°C / 60% RH nicht überschreiten. Bauteile, die aus dem MBB entnommen wurden, sollten innerhalb einer Woche dem IR-Reflow-Lötprozess unterzogen werden (Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3, MSL 3). Für eine längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator lagern. Bauteile, die länger als eine Woche außerhalb des MBB gelagert wurden, müssen vor dem Löten etwa 20 Stunden bei ca. 60°C getrocknet (gebaked) werden, um ein "Popcorn"-Delaminieren während des Reflow-Lötens zu verhindern.

7.3 Lötempfehlungen

Dieses Bauteil ist mit Infrarot-Reflow-Lötverfahren kompatibel. Ein bleifreier (Pb-freier) Prozessablauf wird empfohlen.

• Reflow-Löten:
  • Vorwärmtemperatur: 150°C – 200°C
  • Vorwärmzeit: Maximal 120 Sekunden
  • Maximale Bauteiltemperatur: Maximal 260°C
  • Zeit über 260°C: Maximal 10 Sekunden
  • Maximale Anzahl Reflow-Zyklen: Zwei
• Handlöten (Lötkolben):
  • Lötspitzentemperatur: Maximal 300°C
  • Kontaktzeit: Maximal 3 Sekunden pro Lötstelle
  • Maximale Anzahl Handlöt-Zyklen: Eins

Hinweis:Das optimale Reflow-Profil hängt vom spezifischen Leiterplattendesign, der Lotpaste und dem Ofen ab. Die angegebenen Bedingungen sind Richtwerte basierend auf JEDEC-Standards. Eine Charakterisierung für die spezifische Fertigungslinie wird empfohlen.

8. Designüberlegungen und Anwendungshinweise

8.1 Stromversorgung

LEDs sollten immer mit einer Konstantstromquelle oder über einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand betrieben werden. Der Betrieb bei oder unterhalb des maximalen Dauer-Durchlassstroms (25mA) ist für eine lange Lebensdauer wesentlich. Die Durchlassspannung variiert je nach Binning-Klasse (1,8V bis 2,4V), daher muss die Strombegrenzungsschaltung für die maximale V_Fin der ausgewählten Klasse ausgelegt sein, um unter allen Bedingungen den richtigen Strom sicherzustellen.

8.2 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (62,5mW), ist ein effektives Wärmemanagement auf der Leiterplatte dennoch wichtig, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder wenn mehrere LEDs eng beieinander platziert sind. Die Lötflächen auf der Leiterplatte dienen als Kühlkörper. Eine ausreichend große Kupferfläche, die mit den thermischen Pads verbunden ist, hilft, eine niedrigere Sperrschichttemperatur aufrechtzuerhalten, was die Lichtausbeute und die Betriebsdauer erhält.

8.3 Optisches Design

Der 25-Grad-Betrachtungswinkel bietet einen relativ fokussierten Lichtstrahl. Für Anwendungen, die eine breitere Ausleuchtung erfordern, müssen Sekundäroptiken (z.B. Diffusoren, Lichtleiter) in Betracht gezogen werden. Die wasserklare Linse eignet sich für Anwendungen, bei denen die Chipfarbe bei ausgeschalteter LED kein Problem darstellt.

9. Technisches Prinzip: AlInGaP-Technologie

Diese LED verwendet ein Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP)-Halbleitermaterial, das auf einem Substrat gewachsen wird. Durch Anpassen der Verhältnisse dieser Elemente im aktiven Bereich wird die Bandlückenenergie so eingestellt, dass Licht im grün-gelb-orange-roten Spektrum emittiert wird. Die AlInGaP-Technologie ist für ihren hohen internen Quantenwirkungsgrad und ihre hervorragende Leistung bei erhöhten Temperaturen im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP bekannt, was zu höherer Helligkeit und besserer Farbstabilität führt.

10. Vergleich und Auswahlhilfe

Bei der Auswahl einer SMD-LED sind folgende Unterscheidungsmerkmale wichtig:

• Chip-Technologie:AlInGaP (wie hier verwendet) vs. InGaN (üblich für blau/weiß/grün). AlInGaP bietet typischerweise einen höheren Wirkungsgrad im bernsteinfarbenen bis roten Bereich, während spezifische grüne AlInGaP-Bauteile bestimmte Farborte bieten.
• Helligkeit (Lichtstärke):Das Binning-System (T, U, V) ermöglicht eine Auswahl basierend auf der erforderlichen Helligkeit, was sich auf Stromverbrauch und Sichtbarkeit auswirkt.
• Farbkonstanz (Wellenlängen-Binning):Das enge Farbton-Binning (B bis E) ist für Anwendungen entscheidend, bei denen Farbabgleich zwischen mehreren LEDs wesentlich ist.
• Betrachtungswinkel:Ein 25-Grad-Winkel ist mäßig fokussiert. Für andere Streuanforderungen sind in anderen Gehäusen breitere oder schmalere Winkel erhältlich.
• Gehäusegröße und thermische Leistung:Das kompakte SMD-Gehäuse spart Leiterplattenfläche, erfordert jedoch Beachtung des thermischen Leiterplattendesigns für maximale Leistung.

11. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

11.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Die Spitzenwellenlänge (λ_P) ist die einzelne Wellenlänge, bei der die emittierte optische Leistung maximal ist. Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge monochromatischen Lichts, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht, wenn sie mit einem Referenzweißlicht verglichen wird. λ_dist für die Farbspezifikation in anwendungszentrierten Anwendungen relevanter.

11.2 Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung ohne Vorwiderstand betreiben?

No.Die Durchlassspannung beträgt nur 1,8-2,4V. Ein direkter Anschluss an eine 3,3V-Versorgung würde einen übermäßigen Stromfluss verursachen, der möglicherweise den absoluten Maximalwert überschreitet und die LED sofort zerstört. Ein Reihen-Strombegrenzungswiderstand ist bei Verwendung einer Spannungsquelle zwingend erforderlich.

11.3 Wie interpretiere ich den Binning-Code (z.B. LTST-C950KGKT)?

Die vollständige Artikelnummer enthält interne Codierungen. Für die Beschaffung sind die wählbaren Schlüsselparameter die Durchlassspannung (D2/D3/D4), die Lichtstärke (T/U/V) und die dominante Wellenlänge (B/C/D/E). Diese sollten basierend auf den elektrischen und optischen Anforderungen Ihres Designs spezifiziert werden.

11.4 Warum ist ein Trocknen (Baking) erforderlich, wenn die Verpackung länger als eine Woche geöffnet war?

SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und einen Innendruck erzeugen, der das Gehäuse zum Reißen bringen oder innere Schichten delaminieren kann ("Popcorn-Effekt"). Das Trocknen entfernt diese aufgenommene Feuchtigkeit.