SMD LED LTST-C190KFKT-5A Datenblatt - Orange AlInGaP - 5mA - 20mA - 50mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer kompakten, hochhellen Oberflächenmontage-LED (SMD LED). Für automatisierte Bestückungsprozesse konzipiert, ist dieses Bauteil ideal für platzbeschränkte Anwendungen in einem breiten Spektrum von Konsum- und Industrie-Elektronik.

1.1 Merkmale

• Konform mit den RoHS-Umweltstandards.
• Verwendet einen ultrahellen Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP)-Halbleiterchip für effiziente Orange-Lichtemission.
• Verpackt auf 8-mm-Trägerband, aufgewickelt auf 7-Zoll-Spulen, geeignet für automatisierte Pick-and-Place-Anlagen.
• Standardisierte EIA-Gehäuseabmessung gewährleistet breite Kompatibilität.
• Logikpegel-kompatible Ansteuerungsanforderungen.
• Konzipiert für Standard-Infrarot (IR)-Reflow-Lötprofile, wie sie in der Leiterplattenbestückung verwendet werden.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich für verschiedene Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsfunktionen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Statusanzeigen in Telekommunikations- und Netzwerkgeräten, Tastatur-/Keypad-Hintergrundbeleuchtung, symbolische Beleuchtung auf Bedienfeldern sowie Integration in Mikrodisplays und Haushaltsgeräte.

2. Detaillierte Technische Spezifikationen

Die folgenden Abschnitte bieten eine detaillierte Analyse der elektrischen, optischen und umweltbedingten Grenzwerte und Eigenschaften des Bauteils.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte stellen Belastungsgrenzen dar, die unter keinen Umständen überschritten werden dürfen, da sonst dauerhafte Schäden auftreten können. Der Betrieb sollte innerhalb der später detaillierten empfohlenen Betriebsbedingungen erfolgen.

• Verlustleistung (Pd):50 mW
• Spitzen-Strom (I_F(PEAK)):40 mA (gepulst mit 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite)
• Dauer-Strom (I_FF):
• 20 mA DC_RSperrspannung (VR
• ):_{5 V}Betriebstemperaturbereich (Topr
• ):_{-30°C bis +85°C}Lagertemperaturbereich (Tstg
• ):-40°C bis +85°C

Löttemperatur:

Hält 260°C für 10 Sekunden stand (bleifreier Prozess)._a2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

• Gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_VA) von 25°C. Typische Werte dienen der Entwurfsplanung, während Mindest- und Höchstwerte das garantierte Leistungsfenster definieren._FLichtstärke (I
• V_):18,0 - 71,0 mcd (gemessen bei IF
• = 5mA). Die Intensität ist in spezifische Bins kategorisiert (siehe Abschnitt 3)._PBetrachtungswinkel (2θ1/2
• ):_d130 Grad. Dieser weite Betrachtungswinkel ist definiert als der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Spitzenwerts abfällt, was ihn für Anwendungen mit breiter Sichtbarkeit geeignet macht.Spitzenwellenlänge (λ_FP
• ):611 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_FD):_F605 nm (typisch bei I
• F_R=5mA). Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe wahrnimmt, in diesem Fall Orange.Spektrale Bandbreite (Δλ):_R17 nm (typisch). Dies definiert die Reinheit der Farbe; eine schmalere Bandbreite zeigt eine gesättigtere Farbe an.

Flussspannung (V

F

):

2,0V (min), 2,4V (typ) bei I

• F= 5mA.
• Sperrstrom (IR
• ):10 μA (max) bei V

R

= 5V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistung sortiert (gebinned). Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Helligkeitsanforderungen ihrer Anwendung erfüllen.

3.1 Lichtstärke-Binning_FDie Lichtstärke wird basierend auf Messungen bei 5mA in drei Haupt-Bins (M, N, P) kategorisiert. Jedes Bin hat eine Toleranz von ±15%.

Bin-Code M:

18,0 mcd (Min) bis 28,0 mcd (Max)

Bin-Code N:

28,0 mcd (Min) bis 45,0 mcd (Max)

Bin-Code P:

45,0 mcd (Min) bis 71,0 mcd (Max)

Die Auswahl eines höheren Bin-Codes (z.B. P) garantiert eine hellere LED, was bei hohen Umgebungslichtverhältnissen oder größeren Betrachtungsabständen notwendig sein kann.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im Quelldokument referenziert werden, sind ihre Implikationen für den Entwurf entscheidend.

4.1 Strom-Spannungs-Kennlinie (I-V-Kurve)

Die LED zeigt eine nichtlineare I-V-Charakteristik, typisch für Dioden. Die Flussspannung (V

F

) hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, d.h. sie nimmt leicht ab, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Entwickler müssen einen strombegrenzenden Widerstand oder eine Konstantstromquelle verwenden, um eine stabile Lichtausgabe sicherzustellen und thermisches Durchgehen zu verhindern, da die LED ein stromgesteuertes Bauteil ist.

4.2 Lichtstärke in Abhängigkeit vom Strom

Die Lichtausgabe ist innerhalb des spezifizierten Betriebsbereichs annähernd proportional zum Durchlassstrom. Die Effizienz kann jedoch bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter thermischer Effekte sinken. Für Anzeigeanwendungen ist ein Betrieb bei oder unterhalb des typischen Teststroms von 5mA üblich, um Helligkeit und Lebensdauer in Einklang zu bringen.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Die Lichtstärke von AlInGaP-LEDs nimmt im Allgemeinen mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Für Anwendungen am oberen Ende des Temperaturbereichs (+85°C) kann eine Reduzierung (Derating) des Treiberstroms erforderlich sein, um die Zielhelligkeit und die Bauteilzuverlässigkeit über die Lebensdauer aufrechtzuerhalten.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil entspricht einem standardmäßigen SMD-Fußabdruck. Kritische Abmessungen umfassen Gehäuselänge, -breite und -höhe sowie die Position und Größe der lötbaren Anschlüsse. Alle Maßtoleranzen betragen typischerweise ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Linse ist wasserklar, sodass die native Orange-Farbe des AlInGaP-Chips sichtbar ist.5.2 Polaritätskennzeichnung & Empfohlene Leiterplatten-Pad-Anordnung

Die Kathode ist typischerweise am Gehäuse markiert, oft durch eine Kerbe, einen grünen Punkt oder einen anderen visuellen Indikator. Ein empfohlenes Landmuster (Footprint) für die Leiterplatte wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, zuverlässige elektrische Verbindung und mechanische Stabilität während des Reflow-Prozesses zu gewährleisten. Die Einhaltung dieses Musters hilft, "Tombstoning" (aufrechtstehende Bauteile) oder schlechte Benetzung der Lötstellen zu verhindern.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Das Bauteil ist mit bleifreien Lötprozessen kompatibel. Ein empfohlenes Reflow-Profil wird bereitgestellt, das typischerweise umfasst: eine Aufwärm-/Einweichzone (z.B. 150-200°C für bis zu 120 Sekunden), einen schnellen Temperaturanstieg, eine Spitzentemperaturzone von maximal 260°C für höchstens 10 Sekunden und eine kontrollierte Abkühlphase. Das Profil sollte für die spezifische Leiterplattenbestückung charakterisiert werden, um sicherzustellen, dass alle Bauteile ordnungsgemäß gelötet werden, ohne Schaden zu nehmen.

6.2 Handlötung

Falls manuelles Löten notwendig ist, verwenden Sie eine temperaturgeregelte Lötstation mit maximal 300°C. Die Kontaktzeit mit dem Lötpad sollte auf 3 Sekunden oder weniger pro Verbindung begrenzt werden, um eine übermäßige Wärmeübertragung zum LED-Chip zu verhindern, was die Leistung beeinträchtigen oder zum Ausfall führen kann._{6.3 Reinigung}Die Nachlötreinigung sollte mit zugelassenen Lösungsmitteln durchgeführt werden. Isopropylalkohol (IPA) oder Ethylalkohol werden empfohlen. Die LED sollte bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eingetaucht werden. Aggressive oder nicht spezifizierte Chemikalien müssen vermieden werden, da sie das Kunststoffgehäuse oder die Linse beschädigen können._F6.4 Lagerung & Handhabung_FElektrostatische Entladung (ESD):_FDieses Bauteil ist ESD-empfindlich. Richtige Handhabungsverfahren sind zwingend erforderlich, einschließlich der Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Matten und ESD-sicherer Verpackung. Alle Geräte müssen ordnungsgemäß geerdet sein._F.

Feuchtigkeitsempfindlichkeit:

Das Gehäuse hat eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL). Wenn die original versiegelte Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet wird, sollten die Bauteile innerhalb einer Woche (168 Stunden) unter kontrollierten Feuchtigkeitsbedingungen (<60% rel. Feuchte bei <30°C) der IR-Reflow-Lötung unterzogen werden. Für eine Lagerung über diesen Zeitraum hinaus ist vor dem Löten ein Trocknen bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" (Gehäuserissbildung) während des Reflow zu verhindern.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Band- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden auf geprägter Trägerbahn mit einer Schutzdeckfolie geliefert. Wichtige Spezifikationen sind: Bandbreite von 8 mm, Spulendurchmesser von 7 Zoll (178 mm) und eine Standardmenge von 4000 Stück pro voller Spule. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Standards. Eine Mindestbestellmenge für Restposten kann gelten.

8. Anwendungshinweise & Entwurfsüberlegungen

8.1 Treiberschaltungsentwurf

Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Um gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen und Stromkonzentration (bei der eine LED in einer Parallelschaltung mehr Strom zieht als andere) zu verhindern, wird dringend empfohlen, einen individuellen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden, selbst wenn sie von einer Konstantspannungsquelle gespeist wird. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V

versorgung_P - VF
) / I_dF, wobei V_dF

die Flussspannung der LED beim gewünschten Strom I

F

ist.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 50 mW), ist ein effektives Thermomanagement auf der Leiterplatte für die Langzeitzuverlässigkeit dennoch wichtig, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder bei Betrieb mit höheren Strömen. Eine ausreichende Kupferfläche um die Lötpads herum hilft, die Wärme von der LED-Sperrschicht abzuführen.

8.3 AnwendungsbeschränkungenDieses Produkt ist für Elektronikgeräte allgemeiner Anwendung konzipiert. Es ist nicht speziell für sicherheitskritische Anwendungen bewertet oder getestet, bei denen ein Ausfall zu einem direkten Risiko für Leben oder Gesundheit führen könnte, wie z.B. in der Luftfahrt, medizinischen Lebenserhaltungssystemen oder Verkehrsleitsystemen. Für solche Anwendungen müssen Bauteile mit entsprechenden Sicherheitszertifizierungen ausgewählt werden.
9. Technischer Vergleich & DifferenzierungDas Hauptunterscheidungsmerkmal dieser LED ist die Verwendung eines AlInGaP-Chips für die Orange-Emission. Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lichtausbeute und bessere Temperaturstabilität, was zu hellerer und konsistenterer Lichtausgabe über einen weiten Betriebsbereich führt. Der 130-Grad-weite Betrachtungswinkel ist ein weiterer vorteilhafter Aspekt für Anwendungen, die Sichtbarkeit außerhalb der Achse erfordern.
10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)10.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?_FSpitzenwellenlänge (λ

P

):

Die spezifische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Es ist eine physikalische Messung aus dem Spektrum.

Dominante Wellenlänge (λ