SMD LED LTST-108KGKT Datenblatt - 3,2x2,8x1,9mm - 2,4V max. - 72mW - Wasserklares AlInGaP Grün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für die LTST-108KGKT, eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED). Diese Komponente gehört zu einer Baureihe von LEDs, die für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) und Anwendungen entwickelt wurde, bei denen Platz eine kritische Einschränkung darstellt. Ihre Miniaturgröße und das standardisierte Gehäuse machen sie für die Integration in eine Vielzahl moderner Elektronikgeräte geeignet.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Hauptvorteile dieser LED umfassen ihre Konformität mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), die Verpackung auf 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Spulen für automatisierte Bestückungsautomaten und die Kompatibilität mit Infrarot-Reflow-Lötverfahren. Sie ist für die Kompatibilität mit integrierten Schaltkreisen (ICs) ausgelegt. Diese Eigenschaften machen sie zur idealen Wahl für die Serienfertigung. Die Zielanwendungen erstrecken sich auf Telekommunikation, Büroautomatisierung, Haushaltsgeräte und Industrieausrüstung. Sie wird häufig als Statusanzeige, für Signal- und Symbolbeleuchtungen sowie für Frontplatten-Hintergrundbeleuchtung verwendet.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Dieser Abschnitt beschreibt detailliert die absoluten Grenzwerte und Betriebseigenschaften der LED unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C). Das Verständnis dieser Parameter ist für einen zuverlässigen Schaltungsentwurf entscheidend.

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil darf nicht über diese Grenzwerte hinaus betrieben werden, da dies zu dauerhaften Schäden führen kann. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (IF) beträgt 30 mA. Die maximale Verlustleistung liegt bei 72 mW. Ein Spitzen-Durchlassstrom von 80 mA ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40°C bis +85°C, und der Lagertemperaturbereich erstreckt sich von -40°C bis +100°C.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter definieren die Leistung des Bauteils unter typischen Betriebsbedingungen (IF=20mA, Ta=25°C). Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Wert, mit einem Minimum von 71 mcd und einem Maximum von 224 mcd, abhängig vom Binning-Rang. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 110 Grad, was auf ein breites Strahlprofil hinweist. Die dominante Wellenlänge (λd) liegt im Bereich von 564,5 nm bis 576,5 nm und definiert die grüne Farbe. Die Durchlassspannung (VF) liegt zwischen 1,8V und 2,4V. Der Sperrstrom (IR) ist mit maximal 10 μA spezifiziert, wenn eine Sperrspannung (VR) von 5V angelegt wird; zu beachten ist, dass das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anforderungen an Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit erfüllen.

3.1 Durchlassspannungs-Rang (VF)

LEDs werden in drei Spannungs-Bins kategorisiert: D2 (1,8V - 2,0V), D3 (2,0V - 2,2V) und D4 (2,2V - 2,4V). Die Toleranz für jedes Bin beträgt ±0,10V. Die Auswahl aus demselben Bin hilft, konsistente Spannungsabfälle über mehrere LEDs in einer Reihenschaltung aufrechtzuerhalten.

3.2 Lichtstärke-Rang (IV)

Die Helligkeit wird in fünf Bins sortiert: Q1 (71,0-90,0 mcd), Q2 (90,0-112,0 mcd), R1 (112,0-140,0 mcd), R2 (140,0-180,0 mcd) und S1 (180,0-224,0 mcd). Die Toleranz für jedes Helligkeits-Bin beträgt ±11%. Diese Einteilung ist entscheidend für Anwendungen, die eine gleichmäßige Helligkeit über eine Anordnung von Anzeigen erfordern.

3.3 Dominante Wellenlänge-Rang (WD)

Die Farbe (Wellenlänge) wird in vier Bins sortiert: B (564,5-567,5 nm), C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) und E (573,5-576,5 nm). Die Toleranz für jedes Wellenlängen-Bin beträgt ±1 nm. Diese präzise Sortierung gewährleistet minimale Farbvariationen in Anwendungen, bei denen eine genaue Farbabstimmung wichtig ist.

4. Analyse der Leistungskurven

Grafische Darstellungen der Bauteileigenschaften geben einen tieferen Einblick in die Leistung unter variierenden Bedingungen, was für einen robusten Entwurf unerlässlich ist.

4.1 Typische Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kurven, die den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke, Durchlassspannung gegenüber Durchlassstrom und die spektrale Verteilung des emittierten Lichts zeigen. Diese Kurven helfen Entwicklern, das Verhalten außerhalb des Standardtestpunkts (20mA) vorherzusagen. Beispielsweise nimmt die Lichtstärke typischerweise mit dem Strom zu, kann aber bei höheren Werten sättigen. Die Durchlassspannung hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie mit steigender Sperrschichttemperatur leicht abnimmt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen SMD-Gehäuse untergebracht. Wichtige Abmessungen sind eine Bauteilgröße von etwa 3,2mm x 2,8mm bei einer Höhe von 1,9mm. Alle Abmessungen haben eine Toleranz von ±0,2mm, sofern nicht anders angegeben. Die Linsenfarbe ist wasserklar, und die Lichtquellenfarbe ist AlInGaP grün.

5.2 Empfohlene Lötflächengeometrie auf der Leiterplatte

Ein Diagramm zeigt das empfohlene Kupferflächenmuster auf der Leiterplatte für Infrarot- oder Dampfphasen-Reflow-Lötung. Die Einhaltung dieser Geometrie gewährleistet eine korrekte Lötstellenbildung, ein gutes Wärmemanagement und mechanische Stabilität.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise durch eine Markierung auf dem Gehäuse oder eine Kerbe am Bauteilkörper gekennzeichnet. Die korrekte Polarisierungsausrichtung ist für die Funktion des Bauteils wesentlich.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

Sachgemäße Handhabung und Lötung sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Bauteilzuverlässigkeit und -leistung.

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Reflow-Profil für bleifreie Prozesse wird bereitgestellt, das mit J-STD-020B konform ist. Wichtige Parameter umfassen eine Vorwärmtemperatur von 150-200°C für maximal 120 Sekunden, eine Spitzentemperatur von maximal 260°C und eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (TAL) von maximal 10 Sekunden. Das Profil sollte für die spezifische Leiterplattenbestückung charakterisiert werden.

6.2 Lagerbedingungen

Ungeöffnete Verpackungen sollten bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert und innerhalb eines Jahres verwendet werden. Sobald die feuchtigkeitsdichte Verpackung geöffnet ist, sollten die LEDs bei ≤30°C und ≤60% RH gelagert werden. Es wird empfohlen, den IR-Reflow-Prozess innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach der Exposition an Umgebungsluft abzuschließen. Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung sollte ein verschlossener Behälter mit Trockenmittel verwendet werden. Bei einer Exposition von mehr als 168 Stunden ist vor dem Löten ein Ausheizen bei 60°C für mindestens 48 Stunden erforderlich.

6.3 Reinigung

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

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Trägerband- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden auf 8 mm breiten, geprägten Trägerbändern geliefert, die auf 7-Zoll (178 mm) Spulen aufgewickelt sind. Jede Spule enthält 4000 Stück. Die Bandtaschen sind mit einem Deckband versiegelt. Die Verpackung folgt den ANSI/EIA 481-Spezifikationen.

7.2 Mindestbestellmenge

Die Standardverpackungsmenge beträgt 4000 Stück pro Spule. Für Restbestände ist eine Mindestverpackungsmenge von 500 Stück verfügbar.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für Statusanzeigen in Unterhaltungselektronik (Telefone, Laptops, Geräte), Netzwerkgeräten und Indoor-Beschilderung. Ihr breiter Abstrahlwinkel macht sie effektiv für die Frontplattenbeleuchtung, wo die Sichtbarkeit aus mehreren Winkeln erforderlich ist.

8.2 Entwurfsüberlegungen

Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Reihenstrombegrenzungswiderstand oder eine Konstantstromquelle. Der Wert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Versorgungsspannung - VF) / IF. Stellen Sie sicher, dass die Leistungsaufnahme des Widerstands ausreichend ist.
Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, sollte bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe dem maximalen Strom eine ausreichende Leiterplatten-Kupferfläche oder Wärmeleitungen vorgesehen werden, um einen übermäßigen Anstieg der Sperrschichttemperatur zu verhindern.
ESD-Schutz:Obwohl nicht ausdrücklich als empfindlich angegeben, sollten während der Bestückung die üblichen Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladung (ESD) beachtet werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaP (Galliumphosphid) grünen LEDs bietet das in diesem Bauteil verwendete AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Materialsystem typischerweise einen höheren Lichtwirkungsgrad und eine bessere Farbreinheit (gesättigteres Grün). Der breite 110-Grad-Abstrahlwinkel ist ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zu LEDs mit engerem Strahl für fokussierte Beleuchtung und macht sie ideal für Anzeigezwecke. 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: Welchen Widerstand sollte ich bei einer 5V-Versorgung verwenden?
A: Unter Verwendung der maximalen VF von 2,4V und einem gewünschten IF von 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohm. Ein Standard-130Ω- oder 150Ω-Widerstand wäre geeignet. Berechnen Sie stets basierend auf dem tatsächlichen VF-Bin, falls bekannt.
F: Kann ich diese LED mit einem 3,3V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?
A: Möglicherweise, aber es hängt vom VF-Bin ab. Für eine D4-Bin-LED (VF bis zu 2,4V) ist ausreichend Spannungsreserve vorhanden (3,3V - 2,4V = 0,9V). Ein strombegrenzender Widerstand ist weiterhin zwingend erforderlich. Stellen Sie für einen Mikrocontroller-Pin sicher, dass der Pin den erforderlichen 20mA liefern/aufnehmen kann.
F: Warum gibt es eine Spezifikation für den Sperrstrom, wenn das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist?
A: Der IR-Test (VR=5V) ist ein Qualitäts- und Zuverlässigkeitstest, der während der Fertigung durchgeführt wird. Er überprüft die Integrität des PN-Übergangs des LED-Chips. In der Anwendung sollte Sperrspannung vermieden werden, da dies kein ausgelegter Betriebszustand ist.

11. Praktischer Entwurf und Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Multi-LED-Statusleiste für einen Router.Zehn LTST-108KGKT LEDs werden verwendet, um Netzwerkaktivitätsstufen anzuzeigen. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, sollten LEDs aus demselben IV-Bin (z.B. R2) ausgewählt werden. Sie können parallel geschaltet werden, jeweils mit einem eigenen strombegrenzenden Widerstand (z.B. 150Ω für eine 5V-Schiene). Alternativ könnte für eine bessere Stromanpassung ein einziger Konstantstrom-Treiber-IC mit mehreren Kanälen verwendet werden. Der breite 110°-Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Lichter aus der ganzen Raumbreite sichtbar sind. Der Entwurf muss dem empfohlenen Reflow-Profil folgen und sicherstellen, dass das Leiterplattenlayout die vorgeschlagene Lötflächengeometrie für zuverlässiges Löten verwendet.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Eine LED ist eine Halbleiterdiode. Wenn eine Durchlassspannung an ihren Anschlüssen angelegt wird (Anode positiv gegenüber Kathode), werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Bauteils injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die Farbe des Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. In diesem Fall hat das AlInGaP-Materialsystem eine Bandlücke, die grünem Licht mit einer dominanten Wellenlänge im Bereich von 565-577 nm entspricht. Die wasserklare Linse hilft bei der Extraktion und Formung des emittierten Lichts.

13. Technologietrends (Objektive Perspektive)

Der allgemeine Trend bei Anzeige-LEDs geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro elektrischer Leistungseinheit), kleineren Gehäusegrößen für eine dichtere Integration und verbesserter Farbkonsistenz durch engere Binning-Toleranzen. Es gibt auch eine Bewegung hin zu einer breiteren Einführung von blei- und halogenfreien Materialien, um Umweltvorschriften zu erfüllen. Während dieses spezifische Bauteil AlInGaP-Technologie verwendet, können andere grüne LEDs InGaN (Indium-Gallium-Nitrid) Materialien verwenden, die unterschiedliche Leistungsmerkmale bieten können. Die Wahl der Technologie beinhaltet Kompromisse zwischen Effizienz, Farbort, Kosten und Abstrahlwinkel.