SMD LED LTSA-G6SVUWETU Datenblatt - Weißlicht, Gelbe Linse - Elektrische & Optische Spezifikationen

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer hochwertigen Oberflächenmontage-LED (SMD LED). Das Bauteil ist für automatisierte Bestückungsprozesse ausgelegt und eignet sich für eine Vielzahl elektronischer Geräte, bei denen Platzeffizienz und Zuverlässigkeit entscheidend sind. Die LED verfügt über eine weiße Lichtquelle, realisiert durch InGaN-Technologie, und ist in einer gelb getönten Linse eingekapselt, was die final wahrgenommene Farbe und die Lichtstreucharakteristik beeinflussen kann.

Die Kernvorteile dieser Komponente umfassen ihre Konformität mit der RoHS-Richtlinie, Kompatibilität mit automatischen Bestückungs- und Infrarot-Reflow-Lötanlagen sowie die Qualifizierung gemäß dem AEC-Q101-Standard für automotivtaugliche Bauteile. Ihre primären Zielmärkte sind Automobil-Zubehöranwendungen, tragbare Elektronik, Computergeräte und Netzwerksysteme.

2. Detaillierte Technische Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C definiert. Die absolute maximale Verlustleistung beträgt 900 mW. Es kann einen Gleichstrom-Durchlassstrom von 5 mA bis 250 mA verarbeiten. Für Pulsbetrieb ist ein Spitzen-Durchlassstrom von 500 mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms zulässig. Der Betriebs- und Lagertemperaturbereich ist von -40°C bis +110°C spezifiziert. Es ist entscheidend zu beachten, dass diese LED nicht für den Betrieb mit Sperrspannung ausgelegt ist.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 140mA sind die wichtigsten Leistungsparameter definiert. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Bereich von 11,2 cd bis 22,0 cd. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), der den Winkel darstellt, bei dem die Intensität die Hälfte des axialen Wertes beträgt, beträgt typischerweise 120 Grad, was auf ein breites Strahlprofil hinweist. Die Durchlassspannung (VF) liegt typischerweise zwischen 2,8V und 3,6V beim Prüfstrom. Die Farbwertkoordinaten (Cx, Cy) liegen typischerweise um (0,33; 0,34) und definieren den Weißpunkt im CIE-Farbraum. Der Sperrstrom (IR) beträgt typischerweise 2 µA bei einer Sperrspannung (VR) von 5V, obwohl ein Sperrbetrieb nicht vorgesehen ist.

2.3 Thermische Eigenschaften

Effektives thermisches Management ist für die LED-Leistung und -Lebensdauer entscheidend. Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Umgebung (RθJA) beträgt typischerweise 45 °C/W, gemessen auf einem Standard-FR4-Substrat mit einer 16mm² großen Lötfläche. Noch bedeutsamer ist der thermische Widerstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (RθJS), der typischerweise 25 °C/W beträgt. Dies unterstreicht die Bedeutung eines gut gestalteten thermischen Pads auf der Leiterplatte. Die maximal zulässige Sperrschichttemperatur (Tj) beträgt 150°C.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert, um Konsistenz in der Anwendung zu gewährleisten. Der Bin-Code wird typischerweise im Format Vf / Iv / CIE dargestellt (z.B. 64/FA/IM).

3.1 Durchlassspannungs-Binning (Vf)

LEDs werden bei 140mA in vier Spannungs-Bins kategorisiert: Bin 24 (2,8-3,0V), Bin 64 (3,0-3,2V), Bin A4 (3,2-3,4V) und Bin E4 (3,4-3,6V). Für jedes Bin gilt eine Toleranz von ±0,1V.

3.2 Lichtstärke-Binning (Iv)

Bei 140mA sind drei Intensitäts-Bins definiert: Bin FA (11,2-14,0 cd, ~37,8 lm typ.), Bin FB (14,0-18,0 cd, ~48,0 lm typ.) und Bin GA (18,0-22,0 cd, ~58,0 lm typ.). Für jedes Bin gilt eine Toleranz von ±11%.

3.3 Farb-Binning (Chromaticität)

Der Weißpunkt wird durch CIE-Farbwertkoordinaten-Binning präzise kontrolliert. Mehrere Bins sind definiert (z.B. GM, HM, IM, JM, KM) mit spezifischen viereckigen Grenzen im CIE-1931-(x,y)-Diagramm. Das typische Ziel liegt um (0,33; 0,34). Innerhalb jedes Farbtons-Bins wird eine Toleranz von ±0,01 für die x- und y-Koordinaten eingehalten.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Daten im Datenblatt referenziert werden (z.B. Abbildung 2: Räumliche Verteilung), würden typische Kurven für solche LEDs die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke (zeigt einen sublinearen Abfall bei hohen Strömen), Durchlassspannung vs. Temperatur und die relative Intensität vs. Wellenlänge (spektrale Leistungsverteilung) veranschaulichen. Die räumliche Verteilungsgrafik bestätigt den breiten 120-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität außerhalb der Achse abnimmt.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

Die LED ist in einem standardmäßigen EIA-Gehäuseformat für die SMD-Montage erhältlich. Der Kathodenanschluss ist ausdrücklich als primärer Kühlkörper für das Bauteil gekennzeichnet, was für das Leiterplattenlayout entscheidend ist, um optimale thermische Leistung zu gewährleisten. Detaillierte Maßzeichnungen spezifizieren die Gehäuseabmessungen, Anschlussabstände und die Gesamtgröße, wobei die Toleranzen typischerweise innerhalb von ±0,1 mm liegen. Die Linsenfarbe ist gelb, während das emittierte Licht weiß ist.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Das Datenblatt empfiehlt ein Infrarot-Reflow-Profil, das mit J-STD-020 für bleifreie Lötprozesse konform ist. Dieses Profil umfasst typischerweise spezifische Aufheizraten, eine Vorwärm-/Haltezone, eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (TAL), eine Spitzentemperatur und kontrollierte Abkühlraten, um thermischen Schock für die Komponente zu verhindern.

6.2 Empfohlene Leiterplatten-Padgestaltung

Es wird ein empfohlener Layoutentwurf für die Lötpads auf der Leiterplatte bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötung und effektive Wärmeableitung von der Kathoden-Wärmefläche zu gewährleisten.

6.3 Reinigung

Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, wird nur das Eintauchen in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute empfohlen. Die Verwendung nicht spezifizierter Chemikalien sollte vermieden werden, da sie das Gehäuse beschädigen können.

6.4 Lagerung & Handhabung

Das Produkt ist gemäß JEDEC J-STD-020 als Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) 2 klassifiziert. Wenn die feuchtigkeitsdichte Beutel mit Trockenmittel versiegelt ist, sollte die Lagerung bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit erfolgen, mit einer Haltbarkeit von einem Jahr. Nach dem Öffnen sollten die Bauteile bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und innerhalb eines Jahres dem Reflow-Lötprozess unterzogen werden. Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung sind geeignete Trockenlagerbedingungen unerlässlich.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

Die LEDs werden im Tape-and-Reel-Format geliefert, das mit automatischen Pick-and-Place-Maschinen kompatibel ist. Die Bandbreite beträgt 12mm, aufgewickelt auf einer Standardspule mit 7 Zoll (178mm) Durchmesser. Jede Spule enthält 1000 Stück. Für Mengen unter einer vollen Spule ist eine Mindestpackmenge von 500 Stück für Restposten spezifiziert. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Spezifikationen.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für Automobil-Innenraum- und Zubehörbeleuchtung, Hintergrundbeleuchtung für Anzeigen in Unterhaltungselektronik (Telefone, Notebooks), Statusanzeigen in Netzwerkgeräten und allgemeine Beleuchtung in kompakten Geräten.

8.2 Designüberlegungen

Thermisches Management:Aufgrund der Verlustleistung (bis zu 900mW) und der thermischen Widerstandswerte ist die Gestaltung eines angemessenen Wärmeleitpfads vom Kathoden-Pad zur Leiterplatten-Kupferfläche oder zu einem externen Kühlkörper von größter Bedeutung, um die Sperrschichttemperatur unter 150°C zu halten und langfristige Zuverlässigkeit sowie stabile Lichtausbeute zu gewährleisten.
Stromversorgung:Ein Konstantstromtreiber wird gegenüber einer Konstantspannungsquelle empfohlen, um konsistente Lichtstärke und Farbpunkt zu gewährleisten. Der Treiber sollte für den Betrieb innerhalb des spezifizierten Gleichstrom-Durchlassstrombereichs (5-250mA) ausgelegt sein.
Optisches Design:Der breite 120-Grad-Abstrahlwinkel macht sie für Anwendungen geeignet, die eine breite Ausleuchtung ohne sekundäre Optik erfordern. Für fokussierte Strahlen wären externe Linsen oder Reflektoren notwendig.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Wichtige Differenzierungsfaktoren dieser LED sind ihre AEC-Q101-Qualifizierung, die sie für anspruchsvolle Automobilumgebungen über grundlegende Unterhaltungselektronik hinaus geeignet macht. Die Kombination aus hoher Nennleistung (900mW), relativ niedrigem thermischen Widerstand Sperrschicht-zum-Lötpunkt (25°C/W) und detailliertem dreidimensionalem Binning (Vf, Iv, CIE) bietet Entwicklern eine Komponente mit vorhersagbarer Leistung für farbkritische und thermisch eingeschränkte Anwendungen. Die explizite Kennzeichnung der Kathode als Kühlkörper vereinfacht das thermische Management-Design.

10. Häufig gestellte Fragen (Basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED mit einer 5V-Versorgung betreiben?
A: Nicht direkt. Die Durchlassspannung liegt typischerweise zwischen 2,8V und 3,6V. Ein direkter Anschluss an eine 5V-Quelle würde übermäßigen Strom und sofortigen Ausfall verursachen. Es muss ein strombegrenzender Widerstand oder vorzugsweise eine Konstantstrom-Treiberschaltung verwendet werden.

F: Was ist der Unterschied zwischen Lichtstärke (cd) und Lichtstrom (lm)?
A: Lichtstärke misst die Helligkeit der LED in einer bestimmten Richtung (Candela). Lichtstrom misst die gesamte sichtbare Lichtabgabe in alle Richtungen (Lumen). Das Datenblatt gibt typische Lumen-Äquivalente für die Intensitäts-Bins an, aber die primäre Spezifikation ist die Lichtstärke aufgrund der gerichteten Natur der Messung.

F: Warum ist der thermische Widerstand zum Lötpunkt (RθJS) niedriger als zur Umgebung (RθJA)?
A: RθJS misst den Wärmeleitpfad von der Silizium-Sperrschicht direkt zu den Lötpads auf Ihrer Leiterplatte. RθJA beinhaltet den zusätzlichen Widerstand von der Leiterplatte zur Umgebungsluft. RθJS ist nützlicher für das Design des thermischen Managements der Leiterplatte, da es zeigt, wie effektiv Ihr Board-Layout darin ist, Wärme von der LED selbst abzuleiten.

F: Was bedeutet "Nicht für Sperrbetrieb ausgelegt"?
A: Es bedeutet, dass die LED im normalen Schaltungsbetrieb niemals einer Sperrspannungsvorspannung ausgesetzt werden sollte. Während für Testzwecke ein kleiner Sperrstrom (2µA bei 5V) spezifiziert ist, kann das Anlegen von Sperrspannung in einer aktiven Schaltung das Bauteil beschädigen.

11. Praktischer Anwendungsfall

Szenario: Armaturenbrett-Anzeige für ein Automobilzubehör.
Ein Entwickler benötigt eine helle, zuverlässige Statusanzeige für ein neues Nachrüst-Autozubehör. Er wählt diese LED im Bin 64/FA/IM. Er entwirft eine Leiterplatte mit einer großzügig dimensionierten Kupferfläche, die mit dem Kathoden-Pad zur Wärmeableitung verbunden ist. Eine einfache Konstantstromschaltung, eingestellt auf 140mA, wird mit einem Treiber-IC implementiert. Der breite 120-Grad-Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Anzeige von verschiedenen Sitzpositionen aus sichtbar ist. Die AEC-Q101-Qualifizierung gibt Vertrauen in die Fähigkeit der Komponente, dem Automobiltemperaturbereich und Vibrationen standzuhalten. Das spezifische Binning gewährleistet konsistente Farbe und Helligkeit über alle Produktionseinheiten hinweg.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine Festkörperlichtquelle basierend auf einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung der Diode überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher innerhalb der aktiven Zone (aus InGaN-Materialien) und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die primäre Emission des InGaN-Chips liegt im blauen oder ultravioletten Spektrum. Um weißes Licht zu erzeugen, wird diese Primäremission mithilfe einer Phosphorschicht innerhalb des Gehäuses konvertiert. Die blauen/UV-Photonen regen die Phosphore an, die dann Licht über ein breiteres Spektrum (gelb, rot) wieder aussenden und sich mit dem verbleibenden blauen Licht vermischen, um den Eindruck von Weiß zu erzeugen. Die gelb getönte externe Linse fungiert als finaler Filter/Streuer, der möglicherweise die Farbtemperatur leicht erwärmt und das Licht streut.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend bei SMD-LEDs wie dieser geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbessertem Farbwiedergabeindex (CRI) für bessere Farbgenauigkeit und engeren Binning-Toleranzen für Anwendungen wie Display-Hintergrundbeleuchtung. Es gibt auch einen kontinuierlichen Drang zu höherer Leistungsdichte und Gehäusen mit niedrigerem thermischen Widerstand, um hellere Ausgänge bei kleinerer Baugröße zu ermöglichen. Die Einführung neuer Phosphortechnologien und Chipdesigns zielt darauf ab, eine stabilere Farbleistung über Temperatur und Lebensdauer zu bieten. Der Trend zur Miniaturisierung setzt sich fort, während die optische und thermische Leistung beibehalten oder verbessert wird.