SMD LED LTST-T180UWET Datenblatt - 120-Grad Abstrahlwinkel - 2,45-3,25V Durchlassspannung - 30mA Strom - Weißlicht mit Gelber Linse - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Der LTST-T180UWET ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED), die für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert ist. Er zeichnet sich durch eine kompakte Bauform aus, die für platzbeschränkte Anwendungen geeignet ist. Die LED emittiert weißes Licht durch eine gelb getönte Linse, was die wahrgenommene Farbtemperatur und die Streuung des Lichts beeinflussen kann. Diese Komponente ist für Hochvolumen-Fertigungsprozesse ausgelegt, einschließlich der Kompatibilität mit Infrarot (IR)-Reflow-Lötprofilen.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Zu den Hauptmerkmalen dieser LED gehören die Einhaltung der RoHS-Richtlinien (Beschränkung gefährlicher Stoffe), die Verpackung auf 8-mm-Tape in 7-Zoll-Spulen für automatisierte Bestückungsgeräte und die Vorkonditionierung nach JEDEC Level 3 Feuchtigkeitssensitivitätsnorm. Ihre primären Anwendungen erstrecken sich auf Telekommunikationsgeräte, Büroautomationsgeräte, Haushaltsgeräte, Industrie-Bedienfelder und Indoor-Beschilderung. Sie wird häufig für Statusanzeigen, symbolische Beleuchtung und Frontplatten-Hintergrundbeleuchtung eingesetzt, wo eine zuverlässige, kompakte Lichtquelle benötigt wird.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C hat das Bauteil definierte Betriebsgrenzen, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten und Schäden zu verhindern. Die maximale Verlustleistung beträgt 97,5 mW. Es kann einen Spitzen-Durchlassstrom von 100 mA unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite) verkraften, während der empfohlene kontinuierliche DC-Durchlassstrom 30 mA beträgt. Das Bauteil ist für Betrieb und Lagerung im Temperaturbereich von -40°C bis +100°C ausgelegt.

2.2 Thermische Eigenschaften

Die maximal zulässige Sperrschichttemperatur (Tj) beträgt 125°C. Der typische thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Umgebung (Rθja) liegt bei 60°C/W. Dieser Parameter ist entscheidend für das Wärmemanagement-Design; die von der LED abgegebene Verlustleistung führt zu einem Anstieg der Sperrschichttemperatur über die Umgebungstemperatur um 60°C pro Watt Leistung. Ein ordnungsgemäßes PCB-Layout und gegebenenfalls zusätzliche Kühlkörper müssen berücksichtigt werden, um die Sperrschicht während des Dauerbetriebs innerhalb sicherer Grenzen zu halten.

2.3 Elektrische und optische Eigenschaften

Gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20mA sind die wichtigsten Leistungsparameter definiert. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Bereich von 1500 mcd (Millicandela) bis 3050 mcd, was auf eine helle Ausgabe hindeutet. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), definiert als der volle Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt, beträgt 120 Grad und bietet ein sehr breites Beleuchtungsfeld. Die Durchlassspannung (VF) reicht von minimal 2,45V bis maximal 3,25V. Der Sperrstrom (IR) ist mit maximal 10 μA spezifiziert, wenn eine Sperrspannung (VR) von 5V angelegt wird, wobei zu beachten ist, dass das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist.

3. Erklärung des Bin-Ranking-Systems

Die LEDs werden basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert, um Konsistenz in der Massenproduktion zu gewährleisten. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Schaltungs- oder Helligkeitsanforderungen erfüllen.

3.1 Durchlassspannungs-Rang (VF)

LEDs werden in vier Spannungs-Bins (D5 bis D8) kategorisiert, jeder mit einem Bereich von 0,2V, der sich von 2,45V bis 3,25V bei 20mA erstreckt. Auf jedes Bin wird eine Toleranz von ±0,1V angewendet. Dies hilft bei der Auslegung von Netzteilen und strombegrenzenden Schaltungen mit vorhersehbaren Spannungsabfällen.

3.2 Lichtstärke-Rang (IV)

Es werden drei Intensitäts-Bins definiert: W2 (1500-1800 mcd), X1 (1800-2340 mcd) und X2 (2340-3050 mcd). Auf jedes Bin wird eine Toleranz von ±11% angewendet. Die Auswahl eines höheren Bins gewährleistet eine größere Lichtausbeute, was für Anwendungen mit höherer Sichtbarkeit oder zum Ausgleich der Lichtstreuung durch Materialien erforderlich sein kann.

3.3 Farb-Rang

Die Farbkoordinaten (x, y) im CIE-1931-Diagramm werden in sechs Hauptgruppen (A1 bis F1) eingeteilt. Jedes Bin definiert einen viereckigen Bereich im Farbdiagramm. Die Toleranz für den Farbton (x, y) innerhalb eines Bins beträgt ±0,01. Diese Binning ist entscheidend für Anwendungen, bei denen Farbkonsistenz über mehrere LEDs hinweg wichtig ist, wie z.B. in Hintergrundbeleuchtungs-Arrays oder Statusanzeigen, bei denen ein einheitliches Erscheinungsbild gewünscht ist.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Dokument auf spezifische grafische Daten (z.B. typische Kurven) verwiesen wird, ermöglichen die bereitgestellten Tabellendaten eine Analyse. Die Beziehung zwischen Durchlassstrom (IF) und Durchlassspannung (VF) ist nichtlinear und typisch für eine Diode. Der 20mA-Testpunkt stellt den Standard-Arbeitspunkt dar. Der breite Abstrahlwinkel von 120 Grad deutet auf ein lambertisches oder ähnliches Abstrahlverhalten hin, bei dem das Licht über einen großen Bereich abgestrahlt wird und nicht als fokussierter Strahl. Die Variation von Lichtstärke und Durchlassspannung mit der Sperrschichttemperatur ist ein entscheidender Gesichtspunkt für das Design; im Allgemeinen nimmt der LED-Wirkungsgrad ab und die Durchlassspannung sinkt, wenn die Temperatur steigt.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem EIA-Standard-SMD-Gehäuse-Fußabdruck. Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben, mit einer Standardtoleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Die spezifischen Abmessungen für Gehäuselänge, -breite, -höhe und Anschluss-/Pad-Abstände sind in der Gehäusezeichnung definiert, die für die Erstellung genauer PCB-Landepatterns unerlässlich ist.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Pad-Design

Die Komponente enthält ein empfohlenes PCB-Lötpad-Layout-Diagramm für Infrarot- oder Dampfphasen-Reflow-Lötung. Dieses Layout gewährleistet eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität. Das Diagramm zeigt typischerweise die Anoden- und Kathoden-Pads an, die korrekt mit den Polaritätsmarkierungen auf dem LED-Gehäuse selbst (oft eine Kerbe, ein Punkt oder ein gekürzter Anschluss) ausgerichtet sein müssen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Empfohlenes IR-Reflow-Profil

Ein empfohlenes Reflow-Lötprofil für bleifreie (Pb-free) Prozesse wird bereitgestellt, das auf den J-STD-020B-Standard verweist. Dieses Profil umfasst Vorwärm-, Temperaturhalte-, Reflow- und Abkühlphasen mit spezifischen Zeit- und Temperaturbeschränkungen, wobei die Spitzentemperatur 260°C nicht überschreiten darf. Die Einhaltung dieses Profils ist notwendig, um thermische Schäden am LED-Gehäuse oder der Linse zu verhindern.

6.2 Lagerbedingungen

Die LEDs sind feuchtigkeitsempfindlich. Wenn sie in ihrer originalversiegelten, feuchtigkeitsgeschützten Beutel mit Trockenmittel gelagert werden, sollten sie bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RLF) gelagert und innerhalb eines Jahres verwendet werden. Sobald der Beutel geöffnet ist, darf das Lagerumfeld 30°C und 60% RLF nicht überschreiten. Bauteile, die länger als 168 Stunden exponiert waren, müssen vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden getrocknet (gebacken) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

6.3 Reinigung

Wenn eine Reinigung nach dem Löten 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.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackung ist 8-mm-Tape auf 7-Zoll-Spulen, mit 5000 Stück pro Spule. Eine Mindestbestellmenge von 500 Stück ist für Restposten verfügbar. Die Tape-and-Reel-Spezifikationen entsprechen den ANSI/EIA-481-Standards. Die Verpackung enthält ein Deckband zum Verschließen leerer Taschen, und es gibt eine Begrenzung für die Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Komponenten.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal für Statusanzeigen in Unterhaltungselektronik (Telefone, Laptops, Geräte), Hintergrundbeleuchtung für Tasten oder Panels in Netzwerkgeräten und Industrie-Steuerungen sowie für schwache Beleuchtung in Indoor-Schildern. Ihr breiter Abstrahlwinkel macht sie für Anwendungen geeignet, bei denen das Licht aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar sein muss.

8.2 Designüberlegungen

1. Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle, um den Durchlassstrom auf 30 mA DC oder weniger zu begrenzen. Der Schaltungsentwurf muss das Durchlassspannungs-Bin berücksichtigen, um eine ordnungsgemäße Stromregelung sicherzustellen.
2. Wärmemanagement:Berücksichtigen Sie den thermischen Widerstand von 60°C/W. Für den Dauerbetrieb bei hohen Strömen muss sichergestellt sein, dass die PCB Wärme effektiv abführen kann, um die Sperrschichttemperatur unter 125°C zu halten.
3. Optisches Design:Die gelbe Linse beeinflusst die Lichtfarbe. Für reines Weißlicht sollten Sie das Farb-Bin überprüfen. Der breite Abstrahlwinkel kann für bestimmte Anwendungen den Einsatz von Diffusoren oder Lichtleitern zur Strahlformung erfordern.
4. ESD-Vorsichtsmaßnahmen:Obwohl für dieses Modell nicht explizit angegeben, werden während der Montage die standardmäßigen ESD-Handhabungsvorsichtsmaßnahmen für LEDs empfohlen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu generischen SMD-LEDs bietet diese Komponente ein spezifisches Binning für Spannung, Intensität und Farbe, was eine größere Konsistenz für Produktionsläufe bietet. Der 120-Grad-Abstrahlwinkel ist deutlich breiter als bei vielen Standard-LEDs (die oft 60-90 Grad haben) und bietet eine breitere Ausleuchtung. Ihre Kompatibilität mit JEDEC Level 3 Vorkonditionierung und Standard-IR-Reflow-Profilen zeigt Robustheit für Standard-SMD-Montagelinien. Die explizite Angabe des thermischen Widerstands liefert einen konkreten Parameter für das thermische Design, der in einfacheren Datenblättern oft weggelassen wird.

10. Häufig gestellte Fragen basierend auf technischen Parametern

F: Welchen Widerstandswert sollte ich mit einer 5V-Versorgung verwenden?
A: Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes (R = (Vversorgung - Vf) / If) und des ungünstigsten Falls für Vf (max. 3,25V bei 20mA) beträgt der Mindestwiderstand (5 - 3,25) / 0,02 = 87,5 Ohm. Verwenden Sie einen Standardwert wie 100 Ohm oder etwas höher, um sicherzustellen, dass der Strom für eine typische LED 20 mA nicht überschreitet.

F: Kann ich diese LED mit einem PWM-Signal zur Helligkeitssteuerung ansteuern?
A: Ja, gepulster Betrieb ist zulässig. Die absoluten Maximalwerte erlauben einen Spitzenstrom von 100 mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms. Für PWM-Dimmung muss sichergestellt sein, dass der zeitliche Mittelwert des Stroms die 30-mA-DC-Bewertung nicht überschreitet und der Momentanstrom während des \"Ein\"-Impulses den Spitzenwert einhält.

F: Wie beeinflusst die Temperatur die Helligkeit?
A: Die Lichtausbeute von LEDs nimmt im Allgemeinen mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Für eine präzise Helligkeitsregelung über den Temperaturbereich können Rückkopplung oder Kompensation erforderlich sein. Der Wert des thermischen Widerstands hilft bei der Berechnung des erwarteten Sperrschichttemperaturanstiegs für einen gegebenen Betriebszustand.

11. Praktischer Design- und Anwendungsfall

Fall: Frontplatten-Statusanzeige-Array
In einem Netzwerkrouter werden zehn LTST-T180UWET-LEDs verwendet, um den Link-Status für verschiedene Ports anzuzeigen. Die Designschritte umfassen: 1) Auswahl von LEDs aus demselben Intensitäts-Bin (z.B. X1) und Farb-Bin, um eine gleichmäßige Helligkeit und Farbe auf der gesamten Platte zu gewährleisten. 2) Entwurf einer PCB mit dem empfohlenen Pad-Layout. 3) Verwendung einer 3,3V-Schiene und Berechnung eines strombegrenzenden Widerstands für ~18 mA pro LED (z.B. (3,3V - 2,85V_typ) / 0,018A = 25 Ohm). 4) Sicherstellen, dass die Kupferfläche auf der PCB um die Pads herum ausreichend ist, um als Kühlkörper zu dienen, insbesondere wenn alle LEDs kontinuierlich eingeschaltet sind. 5) Einhalten des spezifizierten Reflow-Profils während der Montage. 6) Durchführung einer Sichtprüfung nach der Montage, um die ordnungsgemäße Lötung und Ausrichtung zu überprüfen.

12. Prinzipielle Einführung

Leuchtdioden sind Halbleiterbauelemente, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen, genannt Elektrolumineszenz, tritt auf, wenn sich Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb des Bauelements rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die Farbe des Lichts wird durch die Bandlücke des Halbleitermaterials bestimmt. Weiße LEDs werden typischerweise durch Verwendung eines blauen oder ultravioletten LED-Chips erzeugt, der mit einem Leuchtstoffmaterial beschichtet ist, das einen Teil des emittierten Lichts in längere Wellenlängen (gelb, rot) umwandelt, was zu einer Mischung führt, die als weißes Licht wahrgenommen wird. Die gelbe Linse bei diesem speziellen Modell kann die spektrale Ausgabe weiter modifizieren oder das Licht streuen.

13. Entwicklungstrends

Der allgemeine Trend in der SMD-LED-Technologie geht weiterhin in Richtung höherer Lichtausbeute (mehr Lichtausbeute pro Watt elektrischer Eingangsleistung), verbessertem Farbwiedergabeindex (CRI) für weiße LEDs und kleineren Gehäusegrößen, die höhere Packungsdichten ermöglichen. Ein weiterer Fokus liegt auf verbesserter Zuverlässigkeit unter höheren Betriebstemperaturen und präziserem Binning für Farbe und Lichtstrom, um den Anforderungen von Anwendungen wie hochauflösenden Displays und Automobilbeleuchtung gerecht zu werden. Das Streben nach Energieeffizienz in allen elektronischen Geräten treibt weiterhin die Einführung von LEDs mit optimalen Leistungsmerkmalen voran.