Technisches Datenblatt SMD LED LTW-C181DS5-GE2 - Superflach 0,55mm Bauhöhe - Weiß InGaN - 20mA

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED). Diese Komponente gehört zu einer Familie von Miniatur-LEDs, die speziell für automatisierte Leiterplattenbestückungsprozesse (PCB) und Anwendungen entwickelt wurden, bei denen der Bauraum stark begrenzt ist. Die LED nutzt einen InGaN-Halbleiter (Indiumgalliumnitrid) zur Erzeugung von weißem Licht und bietet hohe Helligkeit in einem kompakten Gehäuse.

Das primäre Designkonzept dieses Produkts ist die Bereitstellung einer zuverlässigen, leistungsstarken Beleuchtungslösung, die sich nahtlos in moderne Elektronikfertigungsprozesse integrieren lässt. Die Kompatibilität mit Infrarot-Lötverfahren (IR-Reflow) und automatischen Bestückungsgeräten macht sie für die Hochvolumenfertigung geeignet. Die ultraflache Bauhöhe ist ein Schlüsselmerkmal, das den Einsatz in immer schlankeren Consumer- und Industrie-Elektronikgeräten ermöglicht.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Extrem flaches Gehäuse mit einer Bauhöhe von nur 0,55 Millimetern.
• Verwendet einen ultrahellen InGaN-Weißlicht-Chip.
• Geliefert in industrieüblicher Verpackung: 8mm-Tape auf 7-Zoll-Spulen.
• Entspricht den Standardgehäuseabmessungen der Electronic Industries Alliance (EIA).
• Elektrisch kompatibel mit IC-Logikpegeln.
• Konzipiert für die Kompatibilität mit automatischen Bestückungssystemen.
• Hält standardmäßigen IR-Reflow-Lötprofilen stand.

1.2 Anwendungen

Diese LED ist für ein breites Spektrum elektronischer Geräte ausgelegt. Die Hauptanwendungsbereiche umfassen:

• Telekommunikationsgeräte:Statusanzeigen an Routern, Modems und Handgeräten.
• Büroautomatisierung:Hintergrundbeleuchtung für Tastaturen, Bedienfelder in Druckern, Scannern und Kopierern.
• Unterhaltungselektronik & Haushaltsgeräte:Strom-, Modus- oder Funktionsanzeigen in Geräten wie Smart Speakern, Fernsehern und Küchengeräten.
• Industrieanlagen:Maschinenstatus-, Fehler- oder Betriebsmodus-Anzeigen in Steuerungssystemen.
• Innenschilder & Mikrodisplays:Beleuchtung von Symbolen, Icons oder kleinen Informationsanzeigen.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb an oder über diesen Grenzen wird nicht garantiert. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

• Verlustleistung (Pd):76 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse als Wärme abführen kann, ohne seine thermischen Grenzen zu überschreiten.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(PEAK)):100 mA. Dies ist der maximal zulässige Strom unter gepulsten Bedingungen, spezifiziert bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1ms. Er liegt deutlich über dem Dauerstromwert.
• DC-Durchlassstrom (I_F):20 mA. Dies ist der maximal empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-20°C bis +105°C. Der Umgebungstemperaturbereich, in dem die LED ordnungsgemäß funktionieren soll.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40°C bis +105°C. Der Temperaturbereich für die Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand.
• Infrarot-Lötbedingung:260°C für 10 Sekunden. Das maximale Temperaturprofil, dem das Gehäuse während des Reflow-Lötens standhalten kann.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C, I_F=5mA, sofern nicht anders angegeben).

• Lichtstärke (I_V):Bereich von 112,0 mcd (Millicandela) bis 224,0 mcd. Gemessen mit einem Sensor, der auf die CIE photopische Augenempfindlichkeitskurve abgestimmt ist. Der tatsächliche Wert wird sortiert (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke halb so groß ist wie die bei 0 Grad (auf der Achse) gemessene Intensität. Ein derart großer Abstrahlwinkel bietet eine breite, diffuse Beleuchtung, die sich für Hintergrundbeleuchtung und Statusanzeigen eignet.
• Farbwertkoordinaten (x, y):Typische Werte sind x=0,304, y=0,3005 im CIE-1931-Farbraum. Diese Koordinaten definieren den wahrgenommenen Farbort des weißen Lichts. Toleranzen und Sortierung gelten (siehe Abschnitt 3).
• Durchlassspannung (V_F):Bereich von 2,70V bis 3,15V bei 5mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED im leitenden Zustand. Sie wird in spezifische Bereiche sortiert (siehe Abschnitt 3).
• Sperrstrom (I_R):Maximal 2 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Dieser Parameter dient hauptsächlich IR-Testzwecken; das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung vorgesehen.

3. Erklärung des Sortiersystems (Binning)

Um die Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern sortiert (gebinned). Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die für ihre Anwendung spezifische Leistungsfenster erfüllen.

3.1 Durchlassspannung (V_F) Rang

Sortierung bei I_F= 5mA. Jede Bin hat eine Toleranz von ±0,1V.

• Bin-Code A: V_F= 2,70V bis 2,85V
• Bin-Code B: V_F= 2,85V bis 3,00V
• Bin-Code C: V_F= 3,00V bis 3,15V

3.2 Lichtstärke (I_V) Rang

Sortierung bei I_F= 5mA. Jede Bin hat eine Toleranz von ±15%.

• Bin-Code R1: I_V= 112,0 mcd bis 146,0 mcd
• Bin-Code R2: I_V= 146,0 mcd bis 180,0 mcd
• Bin-Code S1: I_V= 180,0 mcd bis 224,0 mcd

3.3 Farbton (Farbwert) Rang

Definiert durch Grenzen im CIE-1931-(x,y)-Farbraumdiagramm bei I_F= 5mA. Jede Bin hat eine Toleranz von ±0,01 in beiden x- und y-Koordinaten. Das Datenblatt listet spezifische Viereckgrenzen für Bins wie S1-2, S2-2, S3-1 und S4-1 auf. Diese Sortierung gewährleistet Farbkonsistenz über mehrere LEDs in einer Baugruppe hinweg.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein superflaches Gehäusedesign. Die Schlüsselabmessung ist die Höhe von 0,55 mm. Alle anderen Gehäuseabmessungen sind in der detaillierten mechanischen Zeichnung im Quelldokument angegeben, mit einer Standardtoleranz von ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Linsenfarbe ist gelb, während die Lichtquelle selbst ein InGaN-Weißlicht-Chip ist.

4.2 Empfohlene PCB-Lötflächengeometrie

Eine empfohlene Lötflächengeometrie (Footprint) für die Leiterplatte wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötung und mechanische Stabilität zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser empfohlenen Geometrie hilft, zuverlässige Lötfillete zu erreichen und verhindert das Aufstellen (Tombstoning) oder Fehlausrichtung während des Reflow-Lötens.

4.3 Polaritätskennzeichnung

Die korrekte Polarität ist für den LED-Betrieb entscheidend. Das Datenblatt enthält eine Abbildung zur Identifizierung der Anoden- und Kathodenanschlüsse am Gehäuse. Typischerweise wird dies durch eine Markierung auf dem Bauteilkörper oder eine Asymmetrie im Gehäuse-Footprint angezeigt.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Parameter für Infrarot-Reflow-Löten

Für bleifreie Lötprozesse wird ein spezifisches Temperaturprofil empfohlen. Der kritische Parameter ist eine maximale Bauteiltemperatur von 260°C, die nicht länger als 10 Sekunden überschritten werden sollte. Das Profil beinhaltet eine Vorwärmphase. Es wird betont, dass das optimale Profil vom spezifischen PCB-Design, den Komponenten und der verwendeten Lötpaste abhängt und für jede Anwendung charakterisiert werden sollte.

5.2 Handlöten

Falls Handlöten erforderlich ist, sollte dies mit äußerster Vorsicht durchgeführt werden. Die Empfehlung lautet, eine Lötspitze mit einer maximalen Temperatur von 300°C zu verwenden, wobei die Lötzeit pro Lötfläche auf 3 Sekunden begrenzt sein sollte. Dies sollte nur einmal durchgeführt werden, um thermische Schäden am LED-Chip und Gehäuse zu verhindern.

5.3 Reinigung

Falls eine Reinigung nach dem Löten erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel verwendet werden. Zulässige Methoden umfassen das Eintauchen der LED in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei normaler Raumtemperatur für weniger als eine Minute. Die Verwendung nicht spezifizierter Chemikalien kann das LED-Gehäusematerial beschädigen.

6. Verpackung und Handhabung

6.1 Tape-and-Reel-Spezifikationen

Die Bauteile werden in einer 8 mm breiten, geprägten Trägerbahn geliefert, die auf 7-Zoll (178 mm) Spulen aufgewickelt ist. Standardmengen pro Spule sind 5000 Stück. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen. Wichtige Handhabungshinweise: Maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Bauteile sind zulässig, und die Mindestbestellmenge für Restposten beträgt 500 Stück.

6.2 Lagerbedingungen

Verschlossene Verpackung:LEDs in ihrer originalen, ungeöffneten Feuchtigkeitsschutztüte (mit Trockenmittel) sollten bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert werden. Die empfohlene Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt ein Jahr.
Geöffnete Verpackung:Sobald die Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet ist, sind die Bauteile der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt. Sie sollten bei ≤30°C und ≤60% RH gelagert werden. Für Bauteile, die der Feuchtigkeitssensitivitätsstufe (MSL) 2a entsprechen, wird empfohlen, den IR-Reflow-Prozess innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) nach der Exposition abzuschließen. Bauteile, die länger exponiert waren, sollten vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet (gebaked) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und \"Popcorning\"-Schäden während des Reflow-Lötens zu verhindern.

6.3 Vorsichtsmaßnahmen gegen elektrostatische Entladung (ESD)

Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Spannungsspitzen. Während der Handhabung und Montage müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen getroffen werden. Dazu gehören die Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Handschuhe und die Sicherstellung, dass alle Geräte und Arbeitsflächen ordnungsgemäß geerdet sind.

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Strombegrenzung

Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich, wenn die LED von einer Spannungsquelle gespeist wird. Der Widerstandswert (R_limit) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. Die Verwendung des maximalen V_F-Werts aus dem Datenblatt (z.B. 3,15V) in der Berechnung stellt sicher, dass der Strom auch bei einem Bauteil mit höherer Spannungsklasse nicht überschritten wird. Für einen zuverlässigen Betrieb ist es ratsam, die LED bei oder unter dem typischen Teststrom von 5mA zu betreiben, sofern nicht ausdrücklich hohe Helligkeit erforderlich ist.

7.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, verlängert ein ordnungsgemäßes thermisches Design die LED-Lebensdauer und hält die Lichtleistung aufrecht. Stellen Sie sicher, dass das PCB-Lötflächenlayout gemäß der empfohlenen Geometrie eine ausreichende Wärmeableitung bietet. Bei Anwendungen mit hoher Umgebungstemperatur kann eine Reduzierung (Derating) des Durchlassstroms erforderlich sein, um innerhalb der Sperrschichttemperaturgrenzen zu bleiben.

7.3 Optisches Design

Der 130-Grad-Abstrahlwinkel erzeugt ein breites, lambertstrahlerähnliches Abstrahlmuster. Für Anwendungen, die einen stärker gebündelten Strahl erfordern, wären Sekundäroptiken (Linsen oder Lichtleiter) erforderlich. Die gelbe Linse fungiert als farbumwandelnder Leuchtstoff für den InGaN-Blau-Chip, um weißes Licht zu erzeugen, und ihre Eigenschaften sind integraler Bestandteil des endgültigen Farborts.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Das primäre Unterscheidungsmerkmal dieser LED ist ihreultraflache Bauhöhe von 0,55 mm. Dies macht sie zu einer überzeugenden Wahl für moderne ultraflache Geräte wie Smartphones, Tablets und Wearable Electronics, bei denen die Bauhöhe (Z-Richtung) stark begrenzt ist. Im Vergleich zu Standard-LED-Gehäusen, die 0,6 mm oder höher sein können, bietet diese Komponente eine direkte Reduzierung der Baugruppendicke. Darüber hinaus ist die Kombination aus hoher Helligkeit (bis zu 224 mcd bei 5mA) und großem Abstrahlwinkel in einem derart flachen Gehäuse eine bedeutende technische Leistung, die optische Leistung mit mechanischer Minimalität in Einklang bringt.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 20mA betreiben?
A: Ja, 20mA ist der maximal zulässige DC-Durchlassstrom. Für die längste Lebensdauer und stabilste Leistung wird jedoch der Betrieb bei einem niedrigeren Strom, z.B. 5-10mA, empfohlen.

F: Was ist der Unterschied zwischen den Lichtstärke-Bins R1, R2 und S1?
A: Diese Bins repräsentieren unterschiedliche Bereiche der Lichtausbeute. S1 ist der hellste Bin (180-224 mcd), R2 der mittlere Bereich (146-180 mcd) und R1 der Standard-Bin (112-146 mcd). Die Auswahl eines höheren Bins gewährleistet eine größere Lichtausbeute bei einem gegebenen Strom.

F: Wie kritisch ist die maximale Verarbeitungszeit von 672 Stunden nach dem Öffnen der Tüte?
A: Sie ist sehr wichtig für die Zuverlässigkeit. Das Überschreiten dieser Expositionszeit ohne vorheriges Trocknen (Baking) vor dem Reflow-Löten kann zu Delamination oder Rissen im Gehäuseinneren führen, verursacht durch die schnelle Verdampfung der aufgenommenen Feuchtigkeit während des Lötens (der \"Popcorn\"-Effekt).

F: Warum dient der Sperrstromwert nur zu Testzwecken?
A: Die LED ist eine Diode und nicht für den Betrieb in Sperrrichtung in einer Schaltung ausgelegt. Die 5V-Sperrspannungsangabe ist eine Testbedingung zur Überprüfung des Leckstroms, keine Betriebsanleitung. Achten Sie stets auf die korrekte Polarität in der Schaltung.

10. Funktionsprinzipien

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-pn-Übergang. Das aktive Gebiet besteht aus InGaN. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellspannung (V_F) der Diode überschreitet, werden Elektronen und Löcher in das aktive Gebiet injiziert, wo sie rekombinieren. In einer weißen LED erzeugt diese Rekombination in der InGaN-Schicht typischerweise blaues Licht. Eine Leuchtstoffbeschichtung (in der gelben Linse enthalten) absorbiert einen Teil dieses blauen Lichts und emittiert es als gelbes Licht neu. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem umgewandelten gelben Licht wird vom menschlichen Auge als weißes Licht wahrgenommen. Die spezifischen Verhältnisse und die Leuchtstoffzusammensetzung bestimmen die genauen Farbwertkoordinaten (x, y) im CIE-Diagramm.

11. Branchentrends

Die Entwicklung dieser Komponente spiegelt mehrere Schlüsseltrends in der Optoelektronik wider:Miniaturisierungbleibt ein dominanter Treiber und drückt die Gehäusehöhen unter 0,5 mm.Erhöhte Effizienzist ein ständiges Ziel, wobei neuere Chipdesigns und Leuchtstoffe höhere Lumen pro Watt (lm/W) liefern.Farbkonsistenz und Binningsind ausgefeilter geworden, mit engeren Bins (wie die definierten Farbton-Vierecke), die eine bessere Farbabstimmung in Multi-LED-Arrays für Displays und Beleuchtung ermöglichen. Schließlich bleibt dieFertigungs-Kompatibilitätwesentlich, wobei Komponenten für vollautomatische, hochgeschwindige SMT-Linien optimiert und robust genug für bleifreie Reflow-Profile sind, wie die detaillierten Lötrichtlinien belegen.