SMD LED LTST-C170KGKT Datenblatt - 3,2x1,6x1,4mm - 2,0V - Grün - 0,06W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine SMD (Surface-Mount Device) LED-Lampe. Für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert, ist dieses Bauteil ideal für platzbeschränkte Anwendungen in einer breiten Palette elektronischer Geräte.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Verwendet einen ultrahellen Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP) Halbleiterchip für grünes Licht.
• Verpackt auf 8 mm breitem Trägerband, aufgewickelt auf 7-Zoll (178 mm) Spulen für effiziente automatisierte Bestückung (Pick-and-Place).
• Standardisierter EIA (Electronic Industries Alliance) Gehäusefußabdruck gewährleistet Kompatibilität mit Industriedesigns.
• Eingangs-/Ausgangscharakteristik ist kompatibel mit Standard-IC-Logikpegeln.
• Konzipiert für die Kompatibilität mit automatischen Oberflächenmontageanlagen (SMT).
• Hält Standard-Infrarot (IR) Reflow-Lötprozessen stand, wie sie in der Serienfertigung von Leiterplatten verwendet werden.

1.2 Anwendungen

Diese LED eignet sich für ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

• Telekommunikationsgeräte, Büroautomationsausrüstung, Haushaltsgeräte und industrielle Steuerungssysteme.
• Hintergrundbeleuchtung für Tastaturen und Keypads.
• Status- und Stromversorgungsanzeigen.
• Mikrodisplays und Panelanzeigen.
• Signalleuchten und symbolische Beleuchtung.

2. Tiefgehende Interpretation der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die folgenden Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):75 mW. Dies ist die maximale Gesamtleistung, die das Gehäuse als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Strom in Durchlassrichtung (I_FP):80 mA. Dies ist der maximal zulässige momentane Durchlassstrom, typischerweise unter gepulsten Bedingungen spezifiziert (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite), um Überhitzung zu verhindern.
• DC-Durchlassstrom (I_F):30 mA. Dies ist der maximale kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Dauerbetrieb.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch der Sperrschicht führen.
• Betriebs- & Lagertemperaturbereich:-55°C bis +85°C. Das Bauteil kann innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs betrieben und gelagert werden.
• Infrarot-Lötbedingung:260°C für maximal 10 Sekunden. Dies definiert die maximale Temperatur und Zeitdauer für Reflow-Lötprozesse.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C gemessen und definieren die typische Leistung des Bauteils.

• Lichtstärke (I_V):18,0 - 71,0 mcd (Typisch: 35,0 mcd) bei I_F= 20 mA. Dies misst die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit der LED. Die große Spanne wird durch Binning verwaltet (siehe Abschnitt 3).
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte des auf der Achse (0°) gemessenen Wertes beträgt. Ein derart großer Betrachtungswinkel erzeugt ein diffuseres Lichtmuster, das für Anzeigeanwendungen geeignet ist.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):574,0 nm (Typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):567,5 - 576,5 nm (Typisch: 571,0 nm) bei I_F= 20 mA. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge wahrnimmt und die die Farbe (grün) definiert. Sie wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15,0 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit an und definiert den Bereich der Wellenlängen um das Maximum herum, die signifikante optische Leistung enthalten.
• Durchlassspannung (V_F):1,90 - 2,40 V (Typisch) bei I_F= 20 mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED beim angegebenen Strom.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (Maximal) bei V_R= 5 V. Dies ist der geringe Leckstrom, der fließt, wenn die Diode in Sperrrichtung gepolt ist.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um eine konsistente Leistung 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 Durchlassspannung (V_F) Rang

Sortiert bei I_F= 20 mA. Toleranz pro Bin: ±0,1V.

• Bin 4: 1,9V - 2,0V
• Bin 5: 2,0V - 2,1V
• Bin 6: 2,1V - 2,2V
• Bin 7: 2,2V - 2,3V
• Bin 8: 2,3V - 2,4V

3.2 Lichtstärke (I_V) Rang

Sortiert bei I_F= 20 mA. Toleranz pro Bin: ±15%.

• Bin M: 18,0 mcd - 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 mcd - 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 mcd - 71,0 mcd

3.3 Farbton (Dominante Wellenlänge, λ_d) Rang

Sortiert bei I_F= 20 mA. Toleranz pro Bin: ±1 nm.

• Bin C: 567,5 nm - 570,5 nm
• Bin D: 570,5 nm - 573,5 nm
• Bin E: 573,5 nm - 576,5 nm

4. Analyse der Kennlinien

Typische Kennlinien veranschaulichen die Beziehung zwischen Schlüsselparametern unter variierenden Bedingungen. Diese sind für ein robustes Schaltungsdesign unerlässlich.

4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie)

Die I-V-Kennlinie zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Für diese AlInGaP grüne LED liegt die Durchlassspannung (V_F) bei 20mA typischerweise bei etwa 2,0V. Entwickler müssen sicherstellen, dass der strombegrenzende Widerstand oder Treiberschaltung die korrekte Spannung liefert, um den gewünschten Strom zu erreichen, da kleine Spannungsänderungen große Stromänderungen verursachen können.

4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Kennlinie ist im empfohlenen Betriebsstrombereich (bis zu 30mA DC) im Allgemeinen linear. Eine Erhöhung des Durchlassstroms steigert die Lichtausbeute proportional. Ein Betrieb über den absoluten Maximalwerten führt jedoch zu Effizienzverlusten, erhöhter Wärmeentwicklung und reduzierter Lebensdauer.

4.3 Spektrale Verteilung

Die spektrale Ausgangskurve ist um die Spitzenwellenlänge von 574 nm (grün) zentriert, mit einer typischen Halbwertsbreite von 15 nm. Die dominante Wellenlänge (λ_d), die die wahrgenommene Farbe definiert, liegt je nach Bin im Bereich von 571 nm ± 5 nm. Dieses schmale Spektrum ist charakteristisch für AlInGaP-Technologie und bietet eine gesättigte Farbreinheit.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem Standard-SMD-Gehäuse untergebracht. Wichtige Abmessungen (in Millimetern) sind: Länge: 3,2 mm, Breite: 1,6 mm, Höhe: 1,4 mm. Toleranzen betragen typischerweise ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Linse ist wasserklar.

5.2 Polaritätskennzeichnung & PCB-Pad-Design

Das Bauteil hat eine markierte Kathode (typischerweise durch einen grünen Punkt, eine Kerbe oder einen kürzeren Anschluss auf dem Band gekennzeichnet). Ein empfohlener PCB-Land Pattern (Fußabdruck) wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, zuverlässige elektrische Verbindung und korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser Richtlinie verhindert "Tombstoning" und andere Lötfehler.

5.3 Band- und Spulenverpackung

Die LEDs werden auf geprägter Trägerband mit einer Breite von 8 mm geliefert, aufgewickelt auf 7-Zoll (178 mm) Spulen. Die Standardmenge pro Spule beträgt 3000 Stück. Die Verpackung enthält ein Deckband zum Schutz der Bauteile. Die Ausrichtung und Taschenteilung entspricht den ANSI/EIA-481-Standards für die automatisierte Handhabung.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötprofil (Bleifreier Prozess)

Ein empfohlenes Reflow-Profil für die bleifreie Lötmontage wird bereitgestellt. Wichtige Parameter sind:

• Vorwärmen:150°C bis 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden, um die Flussmittelaktivierung und Temperaturstabilisierung zu ermöglichen.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus (bei Spitze):Maximal 10 Sekunden. Das Bauteil kann unter diesen Bedingungen maximal zwei Reflow-Zyklen standhalten.

Profile sollten auf Basis von JEDEC-Standards entwickelt und mit dem spezifischen PCB-Design, der verwendeten Lötpaste und dem Ofen in der Produktion validiert werden.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, verwenden Sie eine temperaturgeregelte Lötstation. Die Temperatur der Lötspitze sollte 300°C nicht überschreiten, und die Kontaktzeit sollte auf maximal 3 Sekunden pro Pad begrenzt werden. Handlöten sollte nur einmal durchgeführt werden.

6.3 Reinigung

Falls eine Nachlötreinigung erforderlich ist, verwenden Sie nur zugelassene alkoholbasierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur. Die Tauchzeit sollte weniger als eine Minute betragen. Vermeiden Sie nicht spezifizierte chemische Reiniger, die das LED-Gehäuse oder die Linse beschädigen könnten.

6.4 Lagerung & Handhabung

• ESD-Vorsichtsmaßnahmen:Dieses Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Handhaben Sie es unter Verwendung geeigneter ESD-Schutzmaßnahmen wie geerdete Handgelenkbänder, antistatische Matten und Behälter.
• Feuchtigkeitssensitivität:Das Gehäuse ist feuchtigkeitsempfindlich. Bei Lagerung in der original versiegelten Feuchtigkeitssperrbeutel mit Trockenmittel beträgt die Haltbarkeit ein Jahr bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit. Nach dem Öffnen des Beutels sollten die Bauteile bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und innerhalb von 672 Stunden (28 Tage, MSL 2a) dem IR-Reflow unterzogen werden. Für eine Lagerung über diesen Zeitraum oder in nicht kontrollierten Umgebungen wird vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden empfohlen.

7. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

7.1 Strombegrenzung

Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Ein Vorwiderstand zur Strombegrenzung ist zwingend erforderlich, wenn sie von einer Spannungsquelle gespeist wird. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_quelle- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design die maximale V_Faus dem Datenblatt (2,4V), um sicherzustellen, dass der Strom den gewünschten Wert nicht überschreitet. Beispiel: Betrieb an einer 5V-Versorgung bei 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ω. Ein Standardwiderstand von 130 Ω oder 150 Ω wäre geeignet.

7.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 75 mW), verlängert ein ordnungsgemäßes thermisches Design die Lebensdauer und hält die optische Ausgangsleistung stabil. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche um die PCB-Pads herum, die als Kühlkörper dient. Vermeiden Sie einen kontinuierlichen Betrieb an den absoluten Maximalwerten für Strom und Temperatur.

7.3 Optisches Design

Der 130-Grad-Betrachtungswinkel erzeugt einen breiten, diffusen Lichtkegel. Für Anwendungen, die einen stärker fokussierten Strahl erfordern, wären Sekundäroptiken (Linsen oder Lichtleiter) notwendig. Die wasserklare Linse ist optimal für eine farbechte Lichtemission ohne Farbstich.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Diese AlInGaP grüne LED bietet spezifische Vorteile:

• Im Vergleich zu traditionellen GaP grünen LEDs:AlInGaP-Technologie bietet bei gleichem Betriebsstrom eine deutlich höhere Lichtausbeute und Helligkeit (Lichtstärke), zusammen mit besserer Farbsättigung und Temperaturstabilität.
• Im Vergleich zu InGaN blauen/grünen LEDs:Während InGaN-LEDs sehr hohe Helligkeiten erreichen können, bietet diese AlInGaP grüne LED in diesem Gehäuseformat eine bewährte, kostengünstige Lösung für Standard-Helligkeitsanzeigeanwendungen mit einer stabilen Durchlassspannungscharakteristik.
• Wesentliche Unterscheidungsmerkmale:Die Kombination aus einem großen 130-Grad-Betrachtungswinkel, RoHS-Konformität, Kompatibilität mit IR-Reflow und detailliertem Binning für Farb- und Helligkeitskonsistenz macht dieses Bauteil zu einer zuverlässigen Wahl für die automatisierte Serienfertigung.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

9.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_P)ist die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert, gemessen mit einem Spektrometer.Dominante Wellenlänge (λ_d)ist die wahrgenommene einzelne Wellenlänge, die der vom menschlichen Auge gesehenen Farbe entspricht, berechnet aus den CIE-Farbkoordinaten. Bei monochromatischen LEDs wie dieser grünen liegen diese Werte typischerweise nahe beieinander.

9.2 Kann ich diese LED ohne Vorwiderstand betreiben?

No.Die Durchlassspannung einer LED hat einen negativen Temperaturkoeffizienten und variiert von Bauteil zu Bauteil. Ein direkter Anschluss an eine Spannungsquelle führt zu einem unkontrollierten Stromanstieg, der wahrscheinlich den absoluten Maximalwert überschreitet und das Bauteil sofort zerstört. Verwenden Sie immer einen Vorwiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

9.3 Warum gibt es eine so große Spanne bei der Lichtstärke (18-71 mcd)?

Diese Spanne spiegelt natürliche Schwankungen in der Halbleiterfertigung wider. DasBinning-System(M, N, P Ränge) sortiert LEDs in Gruppen mit viel engeren Helligkeitsbereichen. Für Anwendungen, die gleichmäßige Helligkeit erfordern, sollten LEDs aus demselben Helligkeits-Bin spezifiziert und verwendet werden.

9.4 Wie ist der "Betrachtungswinkel" von 130 Grad zu interpretieren?

Dies ist dervolle Winkelbei dem die Lichtintensität auf 50% der auf der Achse (Mitte) gemessenen Intensität abfällt. Bei 65 Grad seitlich links und 65 Grad seitlich rechts (insgesamt 130 Grad) beträgt die Helligkeit also die Hälfte dessen, was man sieht, wenn man direkt auf die LED blickt. Dies definiert die Strahlausbreitung.

10. Praktische Anwendungsbeispiele

10.1 Statusanzeigepanel

In einem Netzwerkrouter oder Industrie-Steuerpannel können mehrere LEDs dieses Typs verwendet werden, um Stromversorgung, Netzwerkaktivität, Systemfehler oder Betriebsmodi anzuzeigen. Der große Betrachtungswinkel gewährleistet die Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln. Durch die Auswahl von LEDs aus demselben V_Fund I_VBin können gleichmäßige Helligkeit und Farbe über das gesamte Panel erreicht werden. Eine einfache Schaltung mit einer 5V-Versorgung, einem Mikrocontroller-GPIO-Pin, einem 150Ω Vorwiderstand und der LED in Reihe ist typisch.

10.2 Tastatur-Hintergrundbeleuchtung

Zur Beleuchtung von Tasten auf einer Membran- oder mechanischen Tastatur können diese SMD-LEDs auf einer PCB unter lichtdurchlässigen Tasten platziert werden. Ihre geringe Größe (3,2x1,6mm) ermöglicht die Platzierung zwischen Schalter-Fußabdrücken. Der AlInGaP grüne Chip liefert eine klare, deutliche Farbe. Designüberlegungen umfassen das Strommanagement für mehrere parallel geschaltete LEDs (vorzugsweise mit einzelnen Widerständen oder einem Konstantstrom-Array-Treiber) und die Gewährleistung einer gleichmäßigen Lichtstreuung durch das Tastenmaterial.

11. Technologieeinführung

Diese LED basiert aufAluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP)Halbleitertechnologie. Dieses Materialsystem wird epitaktisch auf einem Substrat aufgewachsen und ist insbesondere im roten, orangen, bernsteinfarbenen und grünen Bereich des sichtbaren Spektrums effizient. Bei Anlegen einer Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiterübergangs und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Schichten bestimmt die Bandlückenenergie und damit die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts. Die wasserklare Epoxidharzlinse verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz und formt das Lichtaustrittsmuster.

12. Branchentrends

Der allgemeine Trend bei SMD-Indikator-LEDs geht weiterhin in Richtungerhöhter Effizienz(mehr Lichtausbeute pro elektrischer Leistungseinheit),kleinerer Gehäusegrößenfür höhere Leiterplattendichte undverbesserter Zuverlässigkeit. Es wird auch ein wachsender Fokus auf präzise Farbabstimmung und engere Binning-Toleranzen gelegt, um den Anforderungen von Applikationen mit hoher Farbkonstanz, wie z.B. Vollfarbdisplays und Automobil-Innenraumbeleuchtung, gerecht zu werden. Darüber hinaus wird die Integration mit intelligenten Treibern für Dimmen und Farbsteuerung immer häufiger. Das in diesem Datenblatt beschriebene Bauteil repräsentiert eine ausgereifte, zuverlässige Technologie, die gut für ihre Zielanwendungen in der Konsum- und Industrieelektronik geeignet ist.