LTST-C191KGKT SMD LED Datenblatt - 0,55 mm dünn - 2,4 V max. - 75 mW - Grün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTST-C191KGKT ist eine oberflächenmontierbare (SMD) LED-Lampe, die für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert ist. Ihr winziger Bauraum und ihre geringe Bauhöhe machen sie ideal für platzbeschränkte Anwendungen in einer Vielzahl von Konsum- und Industrie-Elektronikgeräten.

1.1 Merkmale

• Konform mit den RoHS-Umweltstandards.
• Extrem dünnes Gehäuseprofil mit einer Höhe von nur 0,55 mm.
• Verwendet einen ultrahellen AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleiterchip zur Erzeugung von grünem Licht.
• Verpackt auf 8 mm breitem Trägerband, aufgewickelt auf 7-Zoll (178 mm) Spulen, für die Kompatibilität mit schnellen automatischen Bestückungsgeräten.
• Standard EIA (Electronic Industries Alliance) Gehäuseform.
• Eingangslogik-kompatibel, geeignet für den direkten Anschluss an integrierte Schaltkreise.
• Konzipiert für die Verwendung mit Infrarot (IR) Reflow-Lötverfahren.

1.2 Anwendungen

Diese LED eignet sich für verschiedene Beleuchtungs- und Anzeigezwecke, darunter:

• Hintergrundbeleuchtung für Tastaturen, Keypads und Mikrodisplays.
• Status- und Stromanzeigen in Telekommunikationsgeräten, Büroautomationsgeräten, Haushaltsgeräten und industriellen Steuerungssystemen.
• Signal- und Symbolleuchten.

2. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil verfügt über eine wasserklare Linse, die eine effiziente Abstrahlung des grünen Lichts vom AlInGaP-Chip ermöglicht. Detaillierte Maßzeichnungen sind im Datenblatt enthalten, wobei alle kritischen Maße in Millimetern angegeben sind. Wichtige Gehäusemerkmale sind ein Standard-Lötflächenlayout für zuverlässiges Löten und eine geringe Bauhöhe, die die Gesamthöhe der Baugruppe minimiert. Die Polarität ist auf dem Bauteilgehäuse klar gekennzeichnet, um die korrekte Ausrichtung auf der Leiterplatte zu gewährleisten.

3. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

3.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):75 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse als Wärme abführen kann, ohne dass Leistung oder Zuverlässigkeit beeinträchtigt werden.
• DC-Durchlassstrom (IF):30 mA. Der maximale Dauerstrom, der an die LED angelegt werden darf.
• Spitzen-Durchlassstrom:80 mA, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite), um kurzzeitig eine höhere Lichtausbeute zu erzielen.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zu einem sofortigen Sperrschichtdurchbruch führen.
• Betriebs- und Lagertemperaturbereich:-55°C bis +85°C. Spezifiziert den gesamten Umgebungsbereich für die Funktionalität des Bauteils und die Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand.
• Infrarot-Lötbedingung:Hält einer Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden stand, was für bleifreie (Pb-free) Bestückungsprozesse entscheidend ist.

3.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von Ta=25°C und IF=20mA gemessen und liefern die typischen Leistungsreferenzwerte.

• Lichtstärke (Iv):Liegt im Bereich von 18,0 bis 71,0 Millicandela (mcd). Diese große Bandbreite wird durch ein Binning-System verwaltet (siehe Abschnitt 4).
• Abstrahlwinkel (2θ½):130 Grad. Dieser große Abstrahlwinkel deutet auf ein lambertisches oder nahezu lambertisches Abstrahlmuster hin, das eher für die Flächenbeleuchtung als für fokussierte Strahlen geeignet ist.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):Typischerweise 574,0 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):Spezifiziert zwischen 567,5 nm und 576,5 nm. Dies definiert die wahrgenommene Farbe (Grün) der LED und unterliegt ebenfalls einem Binning.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Etwa 15 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des abgegebenen grünen Lichts an.
• Durchlassspannung (VF):Zwischen 1,9 V und 2,4 V bei 20mA. Der Spannungsabfall über der LED im Betrieb, wichtig für den Treiberschaltungsentwurf.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 µA bei VR=5V. Ein Maß für den Leckstrom der Sperrschicht im ausgeschalteten Zustand.

4. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die LTST-C191KGKT verwendet drei unabhängige Binning-Kriterien.

4.1 Durchlassspannungs-Klasse (Vf)

Die Klassen stellen sicher, dass LEDs ähnliche Spannungsabfälle aufweisen, was die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung vereinfacht. Die Klassen reichen von Code 4 (1,90V-2,00V) bis Code 8 (2,30V-2,40V), jede mit einer Toleranz von ±0,1V.

4.2 Lichtstärke-Klasse (Iv)

Gruppiert LEDs nach ihrer Lichtausgangsintensität. Die Codes sind M (18,0-28,0 mcd), N (28,0-45,0 mcd) und P (45,0-71,0 mcd), jede mit einer Toleranz von ±15%.

4.3 Farbton-Klasse (Dominante Wellenlänge)

Sortiert LEDs nach ihrem präzisen Grün-Ton. Die Codes sind C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) und E (573,5-576,5 nm), jede mit einer Toleranz von ±1 nm.

5. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien, die einen tieferen Einblick in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen geben.

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie):Zeigt die exponentielle Beziehung, die entscheidend für die Bestimmung der erforderlichen Treiberspannung für einen Zielstrom ist.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Strom zunimmt, typischerweise in einem nahezu linearen Verhältnis innerhalb des Betriebsbereichs, bevor die Effizienz bei sehr hohen Strömen abfällt.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht die thermische Reduzierung der Lichtausbeute. Mit steigender Sperrschichttemperatur nimmt die Lichtausbeute im Allgemeinen ab.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum bei ~574nm und die ~15nm Halbwertsbreite zeigt und den grünen Farbpunkt bestätigt.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Empfohlenes IR-Reflow-Profil (Bleifrei)

Ein kritischer Prozess für eine zuverlässige Verbindung. Das Profil sollte eine Vorwärmzone (150-200°C), einen kontrollierten Anstieg auf eine Spitzentemperatur von maximal 260°C und eine Haltezeit bei Spitzentemperatur (z.B. 260°C) von maximal 10 Sekunden umfassen. Der gesamte Prozess sollte innerhalb einer maximalen Vorwärmzeit von 120 Sekunden abgeschlossen sein. Dieses Profil basiert auf JEDEC-Standards, um thermische Schäden am LED-Gehäuse oder -Chip zu verhindern.

6.2 Leiterplatten-Lötflächenentwurf

Ein empfohlenes Lötflächenlayout (Footprint) wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, Bauteilausrichtung und Wärmemanagement während des Reflow-Lötens sicherzustellen.

6.3 Reinigung

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

6.4 Lagerung und Handhabung

• ESD-Vorsicht:Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Bei der Handhabung müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen (Handgelenksbänder, geerdete Geräte) verwendet werden.
• Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Das Gehäuse ist mit MSL2a klassifiziert. Sobald der originale feuchtigkeitsdichte Beutel geöffnet ist, müssen die Bauteile innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) unter Lagerbedingungen von ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit IR-reflowgelötet werden. Für eine längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels ist vor dem Löten ein Trocknen bei 60°C für mindestens 20 Stunden erforderlich.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LEDs werden auf 8 mm breitem, geprägtem Trägerband geliefert, das mit einem Deckband versiegelt ist. Das Band ist auf Standard-7-Zoll (178 mm) Spulen aufgewickelt. Jede Spule enthält 5000 Stück. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481 Spezifikationen. Für Restmengen gilt eine Mindestbestellmenge von 500 Stück.

8. Anwendungsvorschläge und Entwurfsüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Für einen zuverlässigen Betrieb muss ein strombegrenzender Widerstand in Reihe mit der LED geschaltet werden. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Versorgungsspannung - VF) / IF, wobei VF die Durchlassspannung der gewählten Klasse ist und IF der gewünschte Treiberstrom (nicht mehr als 30 mA DC).

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist die Einhaltung der Sperrschichttemperatur innerhalb der Grenzwerte der Schlüssel für langfristige Zuverlässigkeit und stabile Lichtausbeute. Stellen Sie sicher, dass das Leiterplatten-Lötflächenlayout eine ausreichende Wärmeableitung bietet, insbesondere beim Betrieb bei oder nahe dem maximalen Durchlassstrom.

8.3 Optisches Design

Der 130-Grad-Abstrahlwinkel bietet ein breites, diffuses Lichtmuster. Für stärker fokussiertes Licht wären Sekundäroptiken (Linsen oder Lichtleiter) erforderlich. Die wasserklare Linse ist für Anwendungen geeignet, bei denen der LED-Chip selbst nicht sichtbar ist.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die primären Unterscheidungsmerkmale der LTST-C191KGKT sind ihrultradünnes 0,55-mm-Profilund die Verwendung einesAlInGaP-Chipsfür die grüne Lichtemission. Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaP bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lichtausbeute und eine bessere Farbsättigung. Das dünne Profil ist ein entscheidender Vorteil gegenüber Standard-Chip-LEDs mit 0,6 mm oder 0,8 mm in modernen, schlanken Konsumgeräten.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED direkt von einem 3,3V- oder 5V-Logikausgang ansteuern?

A: Nein. Sie müssen einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand verwenden. Eine 3,3V-Versorgungsspannung mit einer typischen VF von 2,1V lässt 1,2V am Widerstand abfallen. Für 20mA ergibt sich R = 60Ω. Berechnen Sie den Widerstandswert stets basierend auf der maximalen VF Ihrer spezifischen Klasse, um ausreichenden Strom sicherzustellen.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die physikalische Wellenlänge der höchsten spektralen Emission. Die dominante Wellenlänge (λd) ist die wahrgenommene Einzelwellenlänge, die der vom menschlichen Auge gesehenen Farbe der LED entspricht, berechnet aus dem CIE-Farbdiagramm. λd ist für die Farbangabe relevanter.

F: Wie interpretiere ich die Binning-Codes bei der Bestellung?

A: Sie können eine Kombination aus Vf-, Iv- und λd-Binning-Codes angeben, um LEDs mit eng gruppierten elektrischen und optischen Eigenschaften zu erhalten, was für eine konsistente Leistung in Multi-LED-Arrays oder Hintergrundbeleuchtungsanwendungen wesentlich ist.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer stromsparenden Statusanzeige für ein tragbares Gerät.

Das Gerät wird mit einer 3,0V-Knopfzellenbatterie betrieben. Das Ziel ist eine klare, grüne Anzeige. Ein Treiberstrom von 10mA wird gewählt, um Helligkeit und Batterielebensdauer auszugleichen. Unter der Annahme einer VF-Klasse 5 (typisch 2,05V) wird der Reihenwiderstand berechnet: R = (3,0V - 2,05V) / 0,01A = 95Ω. Ein Standard-100Ω-Widerstand würde verwendet werden, was einem Strom von ~9,5mA entspricht. Eine Iv-Klasse M oder N würde bei diesem Strom ausreichende Helligkeit bieten. Die 0,55 mm Höhe ermöglicht die Integration in ein ultradünnes Gehäuse.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Die Lichtemission in dieser AlInGaP-LED basiert auf der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen und Löcher über den Übergang injiziert und rekombinieren im aktiven Bereich. Die bei dieser Rekombination freigesetzte Energie wird als Photonen (Licht) emittiert. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Halbleiterlegierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert, in diesem Fall Grün. Die wasserklare Epoxidlinse verkapselt und schützt den Halbleiterchip und formt gleichzeitig das Lichtabstrahlmuster.

13. Technologietrends

Die Entwicklung von SMD-LEDs wie der LTST-C191KGKT folgt mehreren wichtigen Branchentrends:Miniaturisierung(dünnere, kleinere Gehäuse),Erhöhte Effizienz(höhere Lichtausbeute pro elektrischer Eingangsleistung, getrieben durch verbessertes epitaktisches Wachstum und Chipdesign) undVerbesserte Zuverlässigkeit(bessere Verpackungsmaterialien und -prozesse, um höheren Reflow-Temperaturen und härteren Umgebungsbedingungen standzuhalten). Der Wechsel zu AlInGaP für Grün ist Teil eines umfassenderen Übergangs von traditionellen, weniger effizienten Materialien zu leistungsstärkeren Verbindungshalbleitern über das gesamte sichtbare Spektrum.