SMD LED LTST-008UGVEWT Spezifikation - Weiße Diffuslinse - Zweifarbig (Grün/Rot) - 20mA - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Der LTST-008UGVEWT ist eine oberflächenmontierbare (SMD) LED, die für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert ist. Er zeichnet sich durch eine kompakte Bauform aus, die sich für platzbeschränkte Anwendungen eignet. Diese Komponente integriert zwei verschiedene lichtemittierende Chips in einem einzigen Gehäuse: einen, der grünes Licht mittels InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Technologie erzeugt, und einen weiteren, der rotes Licht mittels AlInGaP (Aluminiumindiumgalliumphosphid)-Technologie erzeugt. Die externe Linse ist weiß und diffus, was im Vergleich zu klaren Linsen zu einem breiteren, gleichmäßigeren Betrachtungswinkel beiträgt. Diese LED ist für die Kompatibilität mit Standard-Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen ausgelegt, was sie ideal für die Serienfertigung macht.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS (Beschränkung gefährlicher Stoffe)-Richtlinie.
• Verpackt auf 12-mm-Tape, aufgewickelt auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen für automatisierte Bestückungsgeräte.
• Standard EIA (Electronic Industries Alliance) Gehäuseform.
• Eingang kompatibel mit Standard-IC-Logikpegeln.
• Konzipiert für den Einsatz mit automatischen Bauteilbestückungssystemen.
• Hält Infrarot-Reflow-Lötprofilen stand.
• Vorkonditioniert auf JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council) Feuchtesensitivitätsstufe 3.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist vielseitig einsetzbar und findet Verwendung in einem breiten Spektrum elektronischer Geräte, wo Statusanzeige, Hintergrundbeleuchtung oder dekorative Beleuchtung erforderlich ist. Hauptanwendungsbereiche sind:

• Telekommunikationsgeräte:Statusanzeigen an Routern, Modems und Mobilteilen.
• Büroautomatisierung:Hintergrundbeleuchtung für Tasten auf Tastaturen oder Anzeigen an Druckern und Scannern.
• Haushaltsgeräte:Strom-, Modus- oder Funktionsanzeigen an Unterhaltungselektronik.
• Industrieanlagen:Pultanzeigen für Maschinen und Steuerungssysteme.
• Beschilderung & Innenraumdisplays:Schwache Beleuchtung für Schilder oder als Elemente in niedrigauflösenden Innenraum-Displaypanels.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Die Leistung der LTST-008UGVEWT LED wird durch eine Reihe elektrischer und optischer Kennwerte definiert, die unter Standardbedingungen (Ta=25°C) gemessen werden. Das Verständnis dieser Parameter ist entscheidend für einen korrekten Schaltungsentwurf und das Erreichen der erwarteten Leistung.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):Grün: 102 mW, Rot: 78 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Strom (I_FP):100 mA für beide Farben. Dies ist der maximale Momentanstrom, nur zulässig unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite).
• DC-Vorwärtsstrom (I_F):30 mA für beide Farben. Dies ist der maximale Dauerstrom für einen zuverlässigen Betrieb.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für den Normalbetrieb.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Der Temperaturbereich für die Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand.

2.2 Elektrische & Optische Kennwerte

Dies sind die typischen Leistungsparameter, wenn das Bauteil innerhalb seiner empfohlenen Bedingungen betrieben wird (I_F= 20mA).

• Lichtstärke (Φ_v):Ein Maß für die wahrgenommene Lichtleistung. Grün: Min. 5,00 lm, Max. 11,00 lm. Rot: Min. 2,00 lm, Max. 4,75 lm. Gemessen mit einem Sensor, der auf die Empfindlichkeit des menschlichen Auges (CIE-Kurve) gefiltert ist.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):Typischerweise 130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte ihres Wertes in der Mitte (0 Grad) abfällt. Die diffuse Linse trägt zu diesem breiten Winkel bei.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):Die Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung am stärksten ist. Grün: ~524 nm. Rot: ~631 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe definiert. Grün: 520-530 nm. Rot: 617-630 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Die Bandbreite des emittierten Lichts. Grün: ~33 nm. Rot: ~20 nm. Gibt die Farbreinheit an.
• Durchlassspannung (V_F):Der Spannungsabfall über der LED bei 20mA. Grün: 2,4V bis 3,4V. Rot: 1,8V bis 2,6V. Toleranz ist ±0,1V.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Dieses Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur zu Testzwecken.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Der LTST-008UGVEWT verwendet zwei primäre Binning-Kriterien.

3.1 Lichtstärke (IV)-Klasse

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtleistung bei 20mA gruppiert. Jede Klasse hat eine Toleranz von 11%.

Grüner Chip:

G1: 5,00 - 6,50 lm

G2: 6,50 - 8,45 lm

G3: 8,45 - 11,00 lm

Roter Chip:

R1: 2,00 - 2,70 lm

R2: 2,70 - 3,65 lm

R3: 3,65 - 4,75 lm

3.2 Dominante Wellenlänge (WD)-Klasse

Nur für den grünen Chip werden LEDs nach ihrer dominanten Wellenlänge sortiert, um die Farbkonsistenz zu steuern. Toleranz ist ±1 nm.

AP: 520 - 525 nm

AQ: 525 - 530 nm

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien, die für das Verständnis des Bauteilverhaltens unter variierenden Bedingungen wesentlich sind.

4.1 Strom vs. Spannung (I-V)-Kurve

Diese Kurve zeigt die Beziehung zwischen Durchlassspannung (V_F) und Durchlassstrom (I_F). Sie ist nichtlinear, typisch für eine Diode. Die Kurve für den grünen Chip (InGaN) hat eine höhere Kniespannung (~2,8V) im Vergleich zum roten Chip (AlInGaP, ~2,0V). Entwickler nutzen dies, um den notwendigen Vorwiderstandswert für eine gegebene Versorgungsspannung zu berechnen.

4.2 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Dieses Diagramm veranschaulicht, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt. Es ist im empfohlenen Betriebsbereich (bis zu 30mA) im Allgemeinen linear. Ein Betrieb der LED darüber hinaus bringt abnehmende Lichtausbeute, während gleichzeitig die Wärmeentwicklung signifikant steigt und die Lebensdauer sinkt.

4.3 Spektrale Verteilung

Diese Diagramme zeigen die Intensität des emittierten Lichts bei jeder Wellenlänge. Das Spektrum des grünen Chips liegt um 524nm mit einer breiteren Halbwertsbreite, während das Spektrum des roten Chips schmaler ist und um 631nm zentriert ist. Die diffuse Linse verändert nicht das Spektrum, sondern streut das Licht.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem Standard-SMD-Fußabdruck. Alle kritischen Abmessungen (Länge, Breite, Höhe, Pad-Abstand) sind in Millimetern mit einer Standardtoleranz von ±0,1mm angegeben, sofern nicht anders spezifiziert. Die Pinbelegung ist klar definiert: Pins (0,1) und 2 sind für den grünen Chip, Pins 3 und 4 für den roten Chip, und Pins 5,6,7 sind nicht belegt (keine Verbindung).

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Gehäuse enthält eine Markierung oder ein physisches Merkmal (wie eine abgeschrägte Ecke oder einen Punkt), um Pin 1 oder die Kathode zu identifizieren. Die korrekte Ausrichtung während der Montage ist entscheidend, um sicherzustellen, dass der beabsichtigte Chip aktiviert wird.

5.3 Empfohlene PCB-Lötflächengeometrie

Es wird ein Lötflächenlayout vorgeschlagen, um eine zuverlässige Lötung zu gewährleisten. Dies umfasst die Größe und Form der Kupferpads auf der Leiterplatte, die mit den Anschlüssen der LED übereinstimmen sollten, um eine gute Lötnaht zu bilden und mechanische Stabilität zu bieten.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Temperaturprofil für bleifreie Lötprozesse wird bereitgestellt, konform mit J-STD-020B. Wichtige Parameter sind:

- Vorwärmen:150-200°C für maximal 120 Sekunden, um die Platine allmählich zu erwärmen und das Flussmittel zu aktivieren.

- Spitzentemperatur:Maximal 260°C. Die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (typisch 217°C für SnAgCu-Lot) sollte kontrolliert werden.

- Gesamtlötzeit:Maximal 10 Sekunden bei Spitzentemperatur, mit maximal zwei erlaubten Reflow-Zyklen.

6.2 Handlötung (Lötkolben)

Falls manuelle Nacharbeit erforderlich ist, sollte die Lötspitzentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit auf maximal 3 Sekunden pro Lötstelle begrenzt werden. Nur ein Nacharbeitszyklus wird empfohlen, um thermische Schäden am Kunststoffgehäuse und den internen Bonddrähten zu verhindern.

6.3 Lagerbedingungen

Feuchtesensitivität ist ein kritischer Faktor für SMD-Bauteile.

- Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Innerhalb eines Jahres verwenden.

- Geöffnete Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤60% RH. Wenn der Umgebungsluft länger als 168 Stunden (1 Woche) ausgesetzt, müssen die LEDs vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden getrocknet (gebacken) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflows zu verhindern.

6.4 Reinigung

Falls eine Nachlötreinigung erforderlich ist, sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol verwendet werden. Das Eintauchen sollte bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute erfolgen. Aggressive oder nicht spezifizierte Chemikalien können die Kunststofflinse und das Gehäuse beschädigen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Tape- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden in geprägter Trägerbahn mit einer Schutzdeckfolie geliefert. Wichtige Abmessungen für die Taschen, die Spulennabe und den Flansch sind spezifiziert. Die Standardspule hat einen Durchmesser von 7 Zoll und fasst 4000 Stück. Eine Mindestbestellmenge von 500 Stück kann für Restposten gelten.

7.2 Spulenverpackungsdetails

Die Verpackung folgt den ANSI/EIA-481-Spezifikationen. Leere Bauteiltaschen sind versiegelt. Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile ("fehlende Lampen") auf einer Spule beträgt zwei, was die Zuführzuverlässigkeit in automatischen Bestückungsmaschinen sicherstellt.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Die LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Ein Vorwiderstand in Reihe ist zwingend erforderlich. Der Widerstandswert (R_s) wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R_s= (V_Versorgung- V_F) / I_F. Für eine 5V-Versorgung und die grüne LED (V_F~3,0V) bei 20mA, R_s= (5 - 3) / 0,02 = 100 Ω. Ein etwas höherer Wert (z.B. 120 Ω) wird oft für Reserve und zur Reduzierung des Stromverbrauchs verwendet.

8.2 Designüberlegungen

• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist, hilft eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte um die Pads herum bei der Wärmeableitung, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur oder bei Betrieb nahe dem Maximalstrom.
• Stromregelung:Für präzise Helligkeitssteuerung oder zur Maximierung der Lebensdauer sollte die Verwendung eines Konstantstromtreibers anstelle eines einfachen Widerstands in Betracht gezogen werden, insbesondere in Anwendungen mit variabler Versorgungsspannung.
• Optisches Design:Die weiße Diffuslinse bietet ein breites, weiches Lichtmuster. Für Anwendungen, die einen stärker gerichteten Strahl erfordern, können Sekundäroptiken (wie ein Lichtleiter oder eine externe Linse) erforderlich sein.
• ESD-Schutz:Obwohl nicht explizit als empfindlich angegeben, ist die Implementierung grundlegender ESD-Vorsichtsmaßnahmen während der Handhabung und im Design (z.B. Vorwiderstände auf I/O-Leitungen) für alle Halbleiterbauteile eine gute Praxis.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die primären Unterscheidungsmerkmale des LTST-008UGVEWT sind seineZweifarben-Fähigkeit in einem einzigen Gehäuseund seinebreitwinklige Diffuslinse. Im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs spart dieses Design Leiterplattenplatz, vereinfacht die Montage (eine Komponente statt zwei) und kann einen Farbmischeffekt erzeugen, wenn beide Chips gleichzeitig angesteuert werden. Die diffuse Linse bietet im Vergleich zu einer LED mit klarer Linse, die oft einen stärker fokussierten "Hot Spot" hat, ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild aus verschiedenen Betrachtungswinkeln. Die JEDEC-Stufe-3-Vorkonditionierung zeigt einen moderaten Grad an Feuchtigkeitsbeständigkeit an, geeignet für die meisten Standard-Montageumgebungen.

10. Häufig gestellte Fragen (Basierend auf technischen Parametern)

10.1 Kann ich den grünen und den roten Chip gleichzeitig ansteuern?

Ja, elektrisch sind sie unabhängig. Sie benötigen zwei separate Strombegrenzungsschaltungen (Widerstände oder Treiber), eine für das Anoden/Kathoden-Paar des grünen Chips und eine weitere für das des roten Chips. Ein gleichzeitiger Betrieb mit vollem Strom (jeweils 20mA) erfordert, dass die gesamte Verlustleistung (Pd_Grün + Pd_Rot) und die lokalen thermischen Bedingungen auf der Leiterplatte innerhalb akzeptabler Grenzen liegen.

10.2 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.Dominante Wellenlänge (λ_d)ist ein berechneter Wert basierend auf dem CIE-Farbdiagramm, der der vom menschlichen Auge wahrgenommenen Farbe entspricht. Für monochromatische LEDs wie diese liegen sie normalerweise nahe beieinander, aber λ_dist der relevantere Parameter für die Farbspezifikation in Anwendungen.

10.3 Warum ist der maximale DC-Strom (30mA) niedriger als der Spitzenpulsstrom (100mA)?

Dies liegt anthermischen Grenzen. Dauerstrom erzeugt kontinuierliche Wärme. Die 30mA DC-Bewertung stellt sicher, dass die Sperrschichttemperatur für langfristige Zuverlässigkeit innerhalb sicherer Grenzen bleibt. Die 100mA Pulsbewertung ermöglicht kurze, hochintensive Impulse (wie in multiplexierten Displays oder Kommunikation), bei denen die Durchschnittsleistung und Wärmeentwicklung aufgrund des Tastverhältnisses von nur 10% viel niedriger sind.

10.4 Wie interpretiere ich die Binning-Codes bei der Bestellung?

Für eine konsistente visuelle Leistung in einer Produktionsserie geben Sie die gewünschten Intensitäts- (IV) und Wellenlängen- (WD) Binning-Codes an. Zum Beispiel würde die Bestellung "LTST-008UGVEWT, G2, AP" LEDs mit einer Lichtstärke des grünen Chips zwischen 6,50-8,45 lm und einer dominanten Wellenlänge zwischen 520-525 nm anfordern. Wenn nicht spezifiziert, erhalten Sie Bauteile aus Standard-Produktionsklassen.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Zweifarben-Statusanzeige für ein Netzwerkgerät.

Ein Netzwerkrouter-Designer benötigt zwei Status-LEDs (Strom und Internetverbindung), hat aber begrenzten Platz auf der Frontplatte. Mit dem LTST-008UGVEWT kann er eine einzelne LED-Position entwerfen, die anzeigt:

- Dauerhaft Grün:Eingeschaltet, Internet verbunden (nur grüner Chip).

- Dauerhaft Rot:Eingeschaltet, Kein Internet (nur roter Chip).

- Blinkend Grün:Booten/Systemaktivität.

- Blinkend Rot:Fehlerzustand.

Dies wird erreicht, indem die grüne und rote Anode an separate GPIO-Pins eines Mikrocontrollers angeschlossen werden, jeweils mit eigenem Vorwiderstand. Die Mikrocontroller-Firmware steuert den Zustand und die Farbe. Der breite 130-Grad-Betrachtungswinkel stellt sicher, dass der Status aus fast jedem Winkel im Raum sichtbar ist.

12. Funktionsprinzip

Die Lichtemission in LEDs basiert aufElektrolumineszenzin einem Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten Bereich mit Löchern aus dem p-dotierten Bereich. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts wird durch die Bandlücke des Halbleitermaterials bestimmt.InGaNhat eine größere Bandlücke und erzeugt höherenergetische Photonen, die als grün/blaues Licht wahrgenommen werden.AlInGaPhat eine schmalere Bandlücke und erzeugt niedrigerenenergetische Photonen, die als rot/oranges Licht wahrgenommen werden. Die weiße Diffuslinse besteht aus einem Epoxid- oder Silikonmaterial, das Streupartikel enthält, die die Richtung des emittierten Lichts randomisieren und ein lambertstrahlerähnliches Emissionsmuster erzeugen.

13. Technologietrends

Der SMD-LED-Markt entwickelt sich weiterhin in Richtung:

1. Höherer Effizienz (lm/W):Fortlaufende Verbesserungen in der Epitaxie und Chipdesign ergeben mehr Lichtleistung bei gleichem elektrischem Eingang, was den Stromverbrauch und die thermische Belastung reduziert.

2. Verbesserte Farbkonsistenz & Binning:Strengere Fertigungskontrollen und ausgefeiltere Binning-Strategien (z.B. Multiparameter-Klassen, die Intensität, Wellenlänge und manchmal Durchlassspannung abdecken) ermöglichen eine bessere Farbabstimmung in Anwendungen, die mehrere LEDs erfordern.

3. Miniaturisierung:Gehäuse werden weiter verkleinert (z.B. 0402, 0201 metrische Größen), um höhere Packungsdichten zu ermöglichen, insbesondere in portabler Unterhaltungselektronik.

4. Erhöhte Zuverlässigkeit:Entwicklungen bei Gehäusematerialien (Vergussmassen, Leadframes) und Die-Attach-Technologien verbessern die Widerstandsfähigkeit gegen thermische Zyklen, Feuchtigkeit und andere Umwelteinflüsse.

5. Integrierte Lösungen:Wachstum bei LEDs mit integrierten Treibern (Konstantstrom-ICs), Schutzbauteilen (ESD, Überspannung) oder sogar Mikrocontrollern für "Smart-LED"-Anwendungen, was die Anzahl externer Bauteile reduziert.