SMD LED LTST-E682TBTGWT Datenblatt - Zweifarbig (Grün/Blau) - 20mA - 76mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer zweifarbigen SMD (Surface-Mount Device) LED. Das Bauteil ist für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert und eignet sich für platzbeschränkte Anwendungen. Es verfügt über eine diffundierende Linse und enthält zwei separate LED-Chips in einem Gehäuse: einen, der blaues Licht emittiert, und einen, der grünes Licht emittiert.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Verpackt auf 8-mm-Tape auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen für die automatisierte Pick-and-Place-Montage.
• Standard-EIA-Gehäuseform (Electronic Industries Alliance).
• Integrierte Schaltung (IC) kompatible Ansteuerpegel.
• Vollständig kompatibel mit Standard-Automatikbestückungsgeräten.
• Geeignet für Infrarot (IR) Reflow-Lötprozesse.
• Vorkonditioniert auf JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3.

1.2 Anwendungen

Diese LED ist für eine breite Palette elektronischer Geräte vorgesehen, bei denen kompakte Bauweise und zuverlässige Leistung erforderlich sind. Typische Anwendungsbereiche sind:

• Telekommunikationsgeräte (z. B. schnurlose Telefone, Mobiltelefone).
• Büroautomationsgeräte (z. B. Notebook-Computer, Netzwerksysteme).
• Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik.
• Industriesteuerungen und Instrumententafeln.
• Status- und Stromversorgungsanzeigen.
• Signal- und Symbolbeleuchtung (z. B. hinterleuchtete Tasten, Symbole).
• Frontplatten-Hintergrundbeleuchtung.

2. Gehäuseabmessungen und Pinbelegung

Die LED ist in einem kompakten SMD-Gehäuse untergebracht. Detaillierte mechanische Zeichnungen mit Abmessungen in Millimetern (und Zoll) sind im Quelldokument enthalten. Die Toleranz für die meisten Abmessungen beträgt ±0,2 mm (±0,008").

Pinbelegung:

• Blauer LED-Chip:Angeschlossen an Pins 1 und 2.
• Grüner LED-Chip:Angeschlossen an Pins 3 und 4.

Diese unabhängige Pin-Konfiguration ermöglicht eine separate Ansteuerung der beiden Farben, was statische oder dynamische Farbanzeige ermöglicht.

3. Grenzwerte und Kenngrößen

3.1 Absolute Maximalwerte

Die Grenzwerte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Das Überschreiten dieser Werte kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Verlustleistung (Pd):76 mW (für Blau und Grün).
• Spitzen-Strom (I_F(peak)):80 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite).
• Dauer-Strom (I_F):20 mA.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +100°C.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.

3.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Typische Leistungsparameter werden bei Ta=25°C mit einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

Optische Kenngrößen:

• Lichtstärke (I_V):
  • Blau: Minimum 210 mcd, Typisch, Maximum 475 mcd.
  • Grün: Minimum 850 mcd, Typisch, Maximum 1860 mcd.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Typisch 120 Grad für beide Farben. Dieser große Abstrahlwinkel ist charakteristisch für eine diffundierende Linse und sorgt für eine gleichmäßigere Lichtverteilung.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):
  • Blau: Typisch 468 nm.
  • Grün: Typisch 518 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):
  • Blau: Bereich von 460 nm bis 475 nm.
  • Grün: Bereich von 515 nm bis 530 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):
  • Blau: Typisch 25 nm.
  • Grün: Typisch 35 nm.

Elektrische Kenngrößen:

• Durchlassspannung (V_F):
  • Blau: Bereich von 2,8 V bis 3,8 V.
  • Grün: Bereich von 2,8 V bis 3,8 V.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.Hinweis:Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur zu Testzwecken.

4. Binning-System

Um die Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs anhand wichtiger optischer Parameter in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die die spezifischen Farb- und Helligkeitsanforderungen ihrer Anwendung erfüllen.

4.1 Lichtstärke (I_V) Binning

LEDs werden nach ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20 mA kategorisiert.

Blaue LED Bins:

• S2:210 - 275 mcd
• T1:275 - 360 mcd
• T2:360 - 475 mcd

Grüne LED Bins:

• V1:850 - 1100 mcd
• V2:1100 - 1430 mcd
• W1:1430 - 1860 mcd

Toleranz für jeden Lichtstärke-Bin: ±11%.

4.2 Dominante Wellenlänge (λ_d) Binning

LEDs werden auch nach ihrer dominanten Wellenlänge sortiert, die die wahrgenommene Farbe definiert.

Blaue LED Wellenlängen-Bins:

• AB1:460 - 465 nm
• AB2:465 - 470 nm
• AB3:470 - 475 nm

Grüne LED Wellenlängen-Bins:

• AG1:515 - 520 nm
• AG2:520 - 525 nm
• AG3:525 - 530 nm

Toleranz für jeden Wellenlängen-Bin: ±1 nm.

4.3 Kombinierter Bin-Code

Eine Kreuzreferenztabelle wird bereitgestellt, die sowohl Lichtstärke- als auch Wellenlängen-Bins in einen einzigen alphanumerischen Code (z. B. A1, C4) kombiniert. Dieser Code ist typischerweise auf der Produktverpackung oder dem Spulenetikett aufgedruckt und ermöglicht eine genaue Identifizierung der Leistungsmerkmale der LED.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Infrarot (IR) Reflow-Lötprofil für bleifreie Lötprozesse wird gemäß dem J-STD-020B-Standard bereitgestellt. Wichtige Parameter dieses Profils sind:

• Vorwärmtemperatur:150°C bis 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Gemäß der bereitgestellten Profilkurve.
• Gesamtlötzeit:Maximal 10 Sekunden bei Spitzentemperatur. Der Reflow-Vorgang sollte maximal zweimal durchgeführt werden.

Für Handlötung mit einem Lötkolben sollte die Spitzentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit auf maximal 3 Sekunden begrenzt sein, und dies nur einmal.

5.2 Empfohlene PCB-Pad-Anordnung

Ein vorgeschlagenes Land Pattern (Footprint) für die Leiterplatte ist dargestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität während und nach dem Reflow-Prozess zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser empfohlenen Anordnung hilft, Tombstoning zu verhindern und sorgt für eine gute thermische und elektrische Verbindung.

5.3 Reinigung

Wenn eine Reinigung nach dem Löten erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel verwendet werden. Die LED kann bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol getaucht werden. Die Verwendung nicht spezifizierter Chemikalien kann das LED-Gehäuse oder die Linse beschädigen.

6. Verpackungsinformationen

Die LEDs werden im Tape-and-Reel-Format geliefert, das mit Hochgeschwindigkeits-Automatikbestückungsgeräten kompatibel ist.

• Tape-Breite:8 mm.
• Spulendurchmesser:7 Zoll.
• Stückzahl pro Spule:2000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ) für Restposten:500 Stück.
• Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen. Leere Taschen im Tape sind mit einem Deckband versiegelt.

7. Handhabungs- und Lagerhinweise

7.1 Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Diese LED ist mit der Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) 3 bewertet. Als feuchtigkeitsempfindliches Bauteil ist eine sachgemäße Handhabung entscheidend, um "Popcorning" oder Delamination während des Reflow-Lötens zu verhindern.

• Versiegelte Verpackung:LEDs in der originalen, ungeöffneten Feuchtigkeitssperrbeutel (mit Trockenmittel) sollten bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert werden. Die empfohlene "Floor Life" ab dem Versiegelungsdatum beträgt ein Jahr.
• Geöffnete Verpackung:Sobald der Beutel geöffnet ist, müssen die LEDs innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) verwendet werden, wenn die Umgebungslagerbedingungen 30°C / 60% RH nicht überschreiten.
• Verlängerte Lagerung (außerhalb des Beutels):Für eine Lagerung über 168 Stunden hinaus sollten die LEDs in einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator aufbewahrt werden.
• Nachbacken:Bauteile, die länger als 168 Stunden exponiert waren, müssen vor dem Reflow-Löten etwa 48 Stunden bei ca. 60°C getrocknet (gebacken) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen.

7.2 Anwendungshinweise

Dieses Produkt ist für den Einsatz in Standard-Handels- und Industrie-Elektronikgeräten konzipiert. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern oder bei denen ein Ausfall die Sicherheit gefährden könnte (z. B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltungssysteme, Transportsteuerungen), sind vor der Integration eine spezifische Qualifizierung und Konsultation mit dem Hersteller erforderlich.

8. Designüberlegungen und typische Kennlinien

Das Quelldokument enthält mehrere charakteristische Kurven, die für den Schaltungsentwurf und das Verständnis der Leistung unter verschiedenen Bedingungen wesentlich sind. Dazu gehören typischerweise:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I_F-V_F):Zeigt die Beziehung zwischen Treiberstrom und dem Spannungsabfall über der LED. Dies ist entscheidend für den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I_V-I_F):Veranschaulicht, wie die Lichtleistung mit dem Treiberstrom zunimmt. Es hilft, den Arbeitspunkt für die gewünschte Helligkeit zu bestimmen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur (I_V-T_a):Zeigt die Derating der Lichtleistung bei steigender Umgebungstemperatur. Dies ist wichtig für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen.
• Spektrale Verteilung:Ein Diagramm, das die relative Lichtintensität über verschiedene Wellenlängen zeigt, zentriert um die Spitzenwellenlänge. Dies definiert die Farbreinheit der LED.

Beim Entwurf einer Treiberschaltung müssen der Durchlassspannungsbereich (V_F) und der empfohlene Dauer-Durchlassstrom von 20 mA berücksichtigt werden. Ein Konstantstromtreiber ist im Allgemeinen einem Konstantspannungstreiber mit einem Vorwiderstand vorzuziehen, um eine bessere Stabilität und Langlebigkeit zu erreichen, insbesondere bei Betrieb über einen weiten Temperaturbereich oder wenn eine präzise Helligkeitssteuerung erforderlich ist. Die unabhängigen Pins für die blauen und grünen Chips ermöglichen flexible Steuerungsschemata, wie z. B. abwechselndes Blinken, Mischfarben (wenn sie gleichzeitig mit unterschiedlichen Intensitäten angesteuert werden) oder individuelle Statusanzeigen.

9. Vergleich und Auswahlhilfe

Das Hauptunterscheidungsmerkmal dieses Bauteils ist die Integration von zwei verschiedenen LED-Farben (blau und grün) in einem kompakten SMD-Gehäuse. Dies bietet erhebliche Platzersparnis auf der Leiterplatte im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs. Der große Abstrahlwinkel von 120 Grad, der durch die diffundierende Linse erreicht wird, macht sie für Anwendungen geeignet, bei denen die Anzeige aus einem breiten Blickwinkel sichtbar sein muss.

Bei der Auswahl eines Bin-Codes müssen Entwickler Kosten und Leistung abwägen. Engere Bins (z. B. spezifische Wellenlänge und hohe Helligkeit) können einen Aufpreis erfordern, gewährleisten jedoch visuelle Konsistenz in Endprodukten, was für Mehrfachanzeigen oder Statuspanels entscheidend ist. Das bereitgestellte Binning-System ermöglicht eine präzise Auswahl, um den Anwendungsanforderungen sowohl in Bezug auf Farbe als auch Lichtstärke gerecht zu werden.

10. Häufige Fragen basierend auf technischen Parametern

F: Kann ich die blauen und grünen LEDs gleichzeitig ansteuern?
A: Ja, da sie unabhängige Pins haben (1,2 für blau; 3,4 für grün), können Sie sie unabhängig oder gleichzeitig ansteuern. Stellen Sie sicher, dass die Gesamtverlustleistung des Gehäuses nicht überschritten wird, wenn beide mit vollem Strom eingeschaltet sind.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?
A: Spitzenwellenlänge (λ_P) ist die Wellenlänge, bei der die emittierte optische Leistung maximal ist. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und der Farbe der LED entspricht. λ_dist für die Farbspezifikation in visuellen Anwendungen relevanter.

F: Warum ist der Sperrstrom (I_R) spezifiziert, wenn das Bauteil nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt ist?
A: Die I_R-Spezifikation ist ein Qualitäts- und Leckagetestparameter. Sie stellt sicher, dass der LED-Chip und das Gehäuse eine ordnungsgemäße Isolation aufweisen. Im Schaltungsentwurf sollten Vorkehrungen (wie eine parallel geschaltete Schutzdiode) getroffen werden, um zu vermeiden, dass die LED einer Sperrspannung ausgesetzt wird.

F: Wie kritisch ist es, die 168-Stunden-Floor-Life nach dem Öffnen des Beutels einzuhalten?
A: Es ist sehr wichtig für die Zuverlässigkeit. Feuchtigkeit, die vom Kunststoffgehäuse aufgenommen wurde, kann während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses schnell verdampfen und innere Risse oder Delamination ("Popcorning") verursachen. Die Einhaltung der MSL-3-Handhabungsrichtlinien ist entscheidend, um Lötstellenausfälle zu verhindern.