SMD LED LTST-T180KGKT Datenblatt - 120° Abstrahlwinkel - 1,7-2,5V - 30mA - AlInGaP Grün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer kompakten, oberflächenmontierbaren LED für automatisierte Bestückungsprozesse. Das Bauteil nutzt AlInGaP-Technologie (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) zur Erzeugung von grünem Licht und bietet eine ausgewogene Leistung und Effizienz für moderne elektronische Anwendungen.

1.1 Merkmale und Kernvorteile

Die LED ist auf Zuverlässigkeit und einfache Integration ausgelegt. Wichtige Merkmale sind RoHS-Konformität, Verpackung auf 8-mm-Trägerband in 7-Zoll-Spulen für Pick-and-Place-Systeme und Kompatibilität mit Infrarot-Reflow-Lötverfahren. Das Design ist IC-kompatibel und entspricht den EIA-Standardabmessungen, was eine breite Anwendbarkeit sicherstellt.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese Komponente richtet sich an platzbeschränkte und hochvolumige Elektronikbaugruppen. Hauptanwendungsbereiche sind Telekommunikationsgeräte, Büroautomationsgeräte, Haushaltsgeräte und industrielle Steuerungssysteme. Sie wird häufig für Statusanzeigen, Signal- und Symbolbeleuchtung sowie Frontpanel-Hintergrundbeleuchtung verwendet.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzwerte sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C definiert. Die maximale Verlustleistung beträgt 75 mW. Das Bauteil kann unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite) einen Spitzendurchlassstrom von 80 mA verkraften, während der Nenndurchlassstrom für Dauerbetrieb 30 mA beträgt. Der Betriebs- und Lagertemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +100°C.

2.2 Thermische Eigenschaften

Die maximal zulässige Sperrschichttemperatur (Tj) beträgt 115°C. Der typische thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Umgebung (Rθj-a) liegt bei 140°C/W. Dieser Parameter ist entscheidend für das Wärmemanagement-Design, da er angibt, wie effektiv Wärme von der Halbleitersperrschicht abgeführt wird.

2.3 Elektrische und optische Eigenschaften

Gemessen bei Ta=25°C und einem Prüfstrom (IF) von 20 mA liegt die Lichtstärke (Iv) zwischen mindestens 56,0 mcd und maximal 180,0 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), definiert als der volle Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte des axialen Wertes abfällt, beträgt breite 120 Grad. Die dominante Wellenlänge (λd) liegt zwischen 566 nm und 578 nm und definiert die grüne Farbe. Die Durchlassspannung (VF) liegt typischerweise zwischen 1,7 V und 2,5 V beim 20-mA-Betriebsstrom. Der Sperrstrom (IR) ist auf maximal 10 µA bei einer Sperrspannung (VR) von 5 V begrenzt, wobei zu beachten ist, dass das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung vorgesehen ist.

3. Erklärung des Bin-Rank-Systems

Das Produkt wird anhand wichtiger Leistungsparameter in Bins sortiert, um Konsistenz für den Endanwender sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke (IV)-Binning

LEDs werden gemäß ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20 mA in spezifische Bins kategorisiert. Die Bincodes (P2, Q1, Q2, R1, R2) definieren minimale und maximale Intensitätsbereiche, von 56,0-71,0 mcd (P2) bis zu 140,0-180,0 mcd (R2). Innerhalb jedes Intensitätsbins gilt eine Toleranz von +/-11%.

3.2 Dominante Wellenlänge (WD)-Binning

Ebenso wird die dominante Wellenlänge gebinnt, um die Farbkonsistenz zu steuern. Die Bincodes C, D, E und F entsprechen den Wellenlängenbereichen: C (566-569 nm), D (569-572 nm), E (572-575 nm) und F (575-578 nm). Die Toleranz für jeden Wellenlängenbin beträgt +/- 1 nm.

4. Analyse der Leistungskurven

Typische Leistungskurven geben Einblick in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen. Dazu gehören die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke (I-V-Kurve), der Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Lichtausbeute und die spektrale Leistungsverteilung, die die Konzentration des emittierten Lichts um die Spitzenwellenlänge zeigt. Die Analyse dieser Kurven hilft Entwicklern, die Ansteuerungsbedingungen zu optimieren und Leistungskompromisse zu verstehen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil entspricht einem standardmäßigen SMD-Fußabdruck. Alle kritischen Abmessungen, einschließlich Länge, Breite, Höhe und Pad-Abstand, sind in Millimetern angegeben, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Linse ist klar.

5.2 Empfohlene PCB-Lötflächenanordnung

Für zuverlässiges Löten, insbesondere bei Infrarot- oder Dampfphasen-Reflow-Verfahren, wird ein Lötflächenlayout empfohlen. Dieses Layout gewährleistet eine korrekte Lötnahtbildung und mechanische Stabilität.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode wird typischerweise durch eine Markierung auf dem Gehäuse oder eine spezifische Pad-Geometrie (z.B. eine Kerbe oder eine abgeschrägte Ecke im Footprint) angezeigt. Die korrekte Polarisationsausrichtung ist für die Schaltungsfunktion wesentlich.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Reflow-Profil, das mit J-STD-020B für bleifreie Prozesse konform ist, wird bereitgestellt. Wichtige Parameter umfassen eine Aufwärmzone, eine definierte Zeit über der Liquidustemperatur und eine Spitzentemperatur von maximal 260°C. Die Gesamtzeit innerhalb von 5°C der Spitzentemperatur sollte begrenzt sein. Die Einhaltung der Spezifikationen des Lotpastenherstellers ist ebenfalls entscheidend.

6.2 Lagerbedingungen

Für ungeöffnete feuchtigkeitsempfindliche Verpackungen (mit Trockenmittel) sollte die Lagerung bei ≤ 30°C und ≤ 70% r.F. erfolgen, mit einer empfohlenen Verwendungsfrist von einem Jahr. Nach dem Öffnen sollten die Bauteile bei ≤ 30°C und ≤ 60% r.F. gelagert werden. Bei einer Exposition von mehr als 168 Stunden wird vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden empfohlen, um feuchtigkeitsbedingte Schäden (Popcorning) zu verhindern.

6.3 Reinigung

Wenn nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol verwendet werden. Die LEDs sollten bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eingetaucht werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Gehäuse beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Trägerband- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden auf 8 mm breitem, geprägtem Trägerband geliefert, das auf Spulen mit 7 Zoll (178 mm) Durchmesser aufgewickelt ist. Die Standardspulenmenge beträgt 5000 Stück. Für Restposten gilt eine Mindestpackmenge von 500 Stück. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen.

7.2 Modellnummernregel

Die Artikelnummer LTST-T180KGKT kodiert spezifische Attribute: wahrscheinlich die Serie, den Gehäusetyp, die Farbe (G für Grün) und das Leistungs-Bin. Die genaue Entschlüsselung folgt möglicherweise einem internen Schema.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Als stromgesteuertes Bauteil sollte die LED mit einer Konstantstromquelle oder einer Spannungsquelle mit einem Reihenstrombegrenzungswiderstand betrieben werden. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Vcc - VF) / IF, wobei Vcc die Versorgungsspannung, VF die LED-Durchlassspannung (für Zuverlässigkeit den Maximalwert verwenden) und IF der gewünschte Durchlassstrom (≤ 30 mA DC) ist.

8.2 Designüberlegungen

Berücksichtigen Sie das Wärmemanagement auf der Leiterplatte, insbesondere bei Betrieb mit hohen Strömen oder in erhöhter Umgebungstemperatur, aufgrund des thermischen Widerstands von 140°C/W. Stellen Sie sicher, dass das PCB-Pad-Design dem empfohlenen Layout für zuverlässiges Löten entspricht. Berücksichtigen Sie den breiten 120-Grad-Abstrahlwinkel beim Design von Lichtleitern oder Anzeigeöffnungen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaP (Galliumphosphid) grünen LEDs bietet AlInGaP eine höhere Effizienz und hellere Ausgangsleistung. Der 120-Grad-Abstrahlwinkel ist breiter als bei vielen "Low-Profile"-LEDs und bietet ein breiteres Abstrahlmuster, das für Statusanzeigen geeignet ist, die aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar sein müssen. Die Kompatibilität mit Standard-IR-Reflow-Prozessen unterscheidet sie von LEDs, die manuelles oder Wellenlöten erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen basierend auf technischen Parametern

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) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die die wahrgenommene Farbe der LED im Vergleich zu einem Referenzweißlicht entspricht. λd ist für die Farbspezifikation relevanter.

F: Kann ich diese LED mit einer 3,3-V-Versorgung ohne Widerstand betreiben?

A: Nein. Ohne einen strombegrenzenden Widerstand würde die LED versuchen, übermäßigen Strom zu ziehen, was wahrscheinlich ihren absoluten Maximalwert überschreiten und sofortigen Ausfall verursachen würde. Verwenden Sie immer einen Reihenwiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

F: Was bedeutet "Preconditioning: accelerate to JEDEC level 3"?

A: Es gibt die Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) des Gehäuses an. MSL 3 bedeutet, dass die Komponente bis zu 168 Stunden (7 Tage) den Bedingungen auf der Werkstattfläche (≤ 30°C/60% r.F.) ausgesetzt werden kann, bevor sie gelötet oder erneut ausgeheizt werden muss.

11. Praktische Anwendungsbeispiele

Fall 1: Statuspanel eines Netzwerkrouters:Mehrere LTST-T180KGKT LEDs können verwendet werden, um Stromversorgung, Internetverbindung, Wi-Fi-Aktivität und Portstatus anzuzeigen. Ihr breiter Abstrahlwinkel gewährleistet Sichtbarkeit aus der ganzen Raumbreite, und ihre Kompatibilität mit Reflow-Löten ermöglicht eine kostengünstige, automatisierte Bestückung der Hauptplatine.

Fall 2: Industrielle Steuerungs-HMI:In eine Membrantastatur integriert oder hinter einem Polycarbonatfenster bietet diese LED eine klare, grüne "System Bereit"- oder "Maschine Ein"-Anzeige. Das definierte Wellenlängen-Binning gewährleistet Farbkonsistenz über alle Einheiten auf der Produktionslinie.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Die Lichtemission in dieser AlInGaP-LED basiert auf Elektrolumineszenz. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert. Ihre Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der Aluminium-, Indium-, Gallium- und Phosphidschichten im Halbleiterkristall bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall grün.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend bei SMD-LEDs geht hin zu höherer Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro elektrischem Watt), verbesserter Farbkonsistenz durch engere Binning und erhöhter Zuverlässigkeit unter höheren Temperatur-Lötprofilen. Die Gehäusegrößen schrumpfen weiter für größere Designflexibilität, während die optische Leistung beibehalten oder verbessert wird. Es gibt auch einen starken Fokus auf die Entwicklung von Materialien und Prozessen, die über RoHS hinausgehende, sich entwickelnde Umweltvorschriften erfüllen.