SMD LED LTST-N682TWVSET Datenblatt - Zweifarbig Gelb/Weiß - 30mA - 102mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen für den LTST-N682TWVSET, eine Oberflächenmontage-LED (SMD LED). Diese Komponente vereint zwei unterschiedliche LED-Chips in einem einzigen Gehäuse: einen gelb emittierenden und einen weiß emittierenden Chip. Sie ist für automatisierte Leiterplattenbestückungsprozesse (PCB) konzipiert und eignet sich somit für die Serienfertigung. Die kompakte Bauform adressiert die Anforderungen platzbeschränkter Anwendungen in verschiedenen elektronischen Bereichen.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Zweifarbige Lichtquelle:Kombiniert einen gelben AlInGaP-Chip und einen weißen LED-Chip in einem Gehäuse, ermöglicht Mehrfachstatusanzeige oder Farbmischung auf minimaler Fläche.
• Automatisierungskompatibilität:Verpackt auf 8 mm breitem Trägerband, aufgewickelt auf 7-Zoll-Reel, konform zu EIA-Standards für Kompatibilität mit Hochgeschwindigkeits-Bestückungsautomaten.
• Robuste Fertigung:Kompatibel mit Infrarot-Rückflusslötprozessen (IR-Reflow), dem Standard für die moderne Leiterplattenbestückung. Das Bauteil ist gemäß JEDEC Level 3 Feuchtigkeitssensitivität vorkonditioniert, was die Zuverlässigkeit während des Lötens erhöht.
• Umweltkonformität:Das Produkt erfüllt die RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Elektrische Schnittstelle:Entworfen für IC-Kompatibilität (Integrierter Schaltkreis), ermöglicht eine einfache Ansteuerung durch typische Logikpegel-Ausgänge oder Treiberschaltungen.

1.2 Zielanwendungen und Märkte

Der LTST-N682TWVSET ist für ein breites Spektrum elektronischer Geräte entwickelt, die eine zuverlässige, kompakte Statusanzeige erfordern. Seine primären Anwendungsbereiche umfassen:

• Telekommunikation:Statusanzeigen an Routern, Modems und Netzwerk-Switches.
• Unterhaltungselektronik & Büroautomatisierung:Strom-, Batterie- oder Funktionsstatusleuchten in Notebooks, Druckern und Peripheriegeräten.
• Haushaltsgeräte & Industrieelektronik:Betriebsmodus-Anzeigen auf Bedienfeldern.
• Innenraumbeleuchtung & Frontplatten:Hinterleuchtung von Symbolen oder Bereitstellung mehrfarbiger Statusleuchten.

2. Gehäuseabmessungen und mechanische Informationen

Die physikalische Kontur des LTST-N682TWVSET-Gehäuses ist durch industrieübliche SMD-Formfaktoren definiert, um mechanische Kompatibilität sicherzustellen. Wichtige Maßangaben spezifizieren, dass alle Maße in Millimetern angegeben sind, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben. Die Komponente verfügt über eine klare Linse.

2.1 Pinbelegung und Polarität

Das Bauteil hat vier elektrische Anschlüsse. Die Pinbelegung ist wie folgt:

• Pin 1 und 2:Dies sind die Anode und Kathode für dengelbenAlInGaP-LED-Chip.
• Pin 3 und 4:Dies sind die Anode und Kathode für denweißenLED-Chip.

Es ist entscheidend, die detaillierte Gehäusezeichnung (im Datenblatt impliziert) für die genaue physikalische Position von Pin 1 zu konsultieren, typischerweise durch einen Punkt oder eine abgeschrägte Ecke am Gehäuse markiert, um die korrekte Ausrichtung während der Montage sicherzustellen.

3. Grenzwerte und Kennwerte

Der Betrieb des Bauteils innerhalb seiner spezifizierten Grenzen ist für Zuverlässigkeit und Leistung unerlässlich.

3.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Sie sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert.

Parameter	Weißer Chip	Gelber Chip	Einheit
Verlustleistung	102	78	mW
Spitzen-Durchlassstrom (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Puls)	100	100	mA
DC-Durchlassstrom	30	30	mA
Betriebstemperaturbereich	-40°C bis +85°C
Lagertemperaturbereich	-40°C bis +100°C

3.2 Elektrische und optische Kennwerte

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und einem Standard-Teststrom (IF) von 20mA, sofern nicht anders angegeben.

\

Parameter	Symbol	Weißer Chip	Gelber Chip	Einheit	Bedingung / Anmerkungen
Lichtstärke	Iv	Min: 1600, Max: 3200	Min: 710, Max: 1800	mcd	IF=20mA. Gemessen mit CIE Augenempfindlichkeitsfilter.
Abstrahlwinkel (Halbwertswinkel)	2θ1/2	120 (typisch)		Grad	Winkel, bei dem die Intensität auf 50% des Achsenwertes abfällt.
Dominante Wellenlänge	λd	-	585 - 595	nm	Definiert die wahrgenommene Farbe (Gelb).
Spitzen-Emissionswellenlänge	λP	-	590 (typisch)	nm	Wellenlänge am Peak der spektralen Ausgangsleistung.
Spektrale Halbwertsbreite	Δλ	-	20 (typisch)	nm	Bandbreite des emittierten Spektrums.
Durchlassspannung	VF	2,6 - 3,4	1,7 - 2,6	V	IF=20mA. Toleranz ist ±0,1V.
Sperrstrom	IR	10 (Max)		μA	VR=5V. Das Bauteil ist nicht für den Sperrbetrieb vorgesehen.

Wichtige Messhinweise:

• Die Lichtstärkemessung folgt der CIE-Standard-Hellempfindlichkeitskurve des Auges.
• Die dominante Wellenlänge wird aus den CIE-Farbortkoordinaten abgeleitet.
• Der Sperrspannungstest dient nur Informations-/Qualitätszwecken; die LED sollte in der Anwendung nicht in Sperrrichtung betrieben werden.

4. Erläuterung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Leistungsklassen (Bins) sortiert. Der LTST-N682TWVSET verwendet separate Binning für den weißen und gelben Chip.

4.1 Binning der Lichtstärke (Iv)

Weißer Chip:Eingeteilt in zwei Gruppen basierend auf der minimalen Lichtstärke bei 20mA.

• W1:1600 mcd bis 2265 mcd.
• W2:2265 mcd bis 3200 mcd.

Gelber Chip:Eingeteilt in drei Gruppen.

• U:710 mcd bis 965 mcd.
• V:965 mcd bis 1315 mcd.
• W:1315 mcd bis 1800 mcd.

Die Toleranz innerhalb jeder Lichtstärkeklasse beträgt ±11%.

4.2 Wellenlängen-Binning (WD) für den gelben Chip

Die dominante Wellenlänge des gelben Chips wird zur Steuerung des Farbtons klassifiziert.

• J:585 nm bis 590 nm.
• K:590 nm bis 595 nm.

Die Toleranz innerhalb jeder Wellenlängenklasse beträgt ±1 nm.

4.3 Farbort-Binning (CIE) für den weißen Chip

Der Farbort der weißen LED wird durch ihre CIE-1931-(x, y)-Farbortkoordinaten definiert. Das Datenblatt enthält eine Tabelle mit mehreren Bincodes (A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3), die jeweils einen viereckigen Bereich im Farbortdiagramm repräsentieren, definiert durch vier (x,y)-Koordinatenpunkte. Dies ermöglicht eine präzise Auswahl von Farbtemperatur und Farbstich des Weißlichts. Die Toleranz für die (x, y)-Koordinaten innerhalb eines Bins beträgt ±0,01.

5. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die wichtige Zusammenhänge grafisch darstellen. Die Analyse dieser ist für das Design entscheidend.

5.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie)

Diese Kurve zeigt den exponentiellen Zusammenhang zwischen dem durch die LED fließenden Strom und dem Spannungsabfall über ihr. Der gelbe AlInGaP-Chip hat bei einem gegebenen Strom eine niedrigere Durchlassspannung (V_F) im Vergleich zum weißen Chip, wie in der Tabelle der elektrischen Kennwerte angegeben. Entwickler nutzen diese Kurve, um geeignete strombegrenzende Widerstände oder Konstantstrom-Treibereinstellungen auszuwählen, um die gewünschte Helligkeit zu erreichen und gleichzeitig innerhalb der Leistungsgrenzen zu bleiben.

5.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Darstellung zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom zunimmt. Sie ist über einen Bereich im Allgemeinen linear, sättigt jedoch bei höheren Strömen. Der Betrieb bei den empfohlenen 20mA DC gewährleistet optimale Effizienz und Lebensdauer. Die Nennspitzenstrombelastbarkeit von 100mA im Pulsbetrieb ermöglicht kurze, hochintensive Blitze ohne Beschädigung.

5.3 Spektrale Verteilung

Für den gelben Chip würde eine spektrale Verteilungskurve einen relativ schmalen Peak um 590nm (typisch) mit einer Halbwertsbreite von etwa 20nm zeigen, was seine monochromatische gelbe Ausgabe bestätigt. Das Spektrum der weißen LED wäre viel breiter, typischerweise ein blauer LED-Chip kombiniert mit einem Leuchtstoff, um eine breite Emission über das sichtbare Spektrum zu erzeugen.

6. Montage- und Anwendungsrichtlinien

6.1 Lötprozess

Das Bauteil ist für bleifreie Lötprozesse ausgelegt. Das empfohlene IR-Reflow-Profil sollte J-STD-020B entsprechen. Wichtige Parameter umfassen:

• Vorwärmen:Aufheizen auf 150-200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Sollte 260°C nicht überschreiten.
• Zeit oberhalb der Liquidustemperatur:Sollte begrenzt sein, wobei die gesamte Lötzeit bei Spitzentemperatur 10 Sekunden nicht überschreiten sollte und der Reflow maximal zweimal durchgeführt werden sollte.

Für Handlötung mit einem Lötkolben sollte die Spitzentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit auf 3 Sekunden begrenzt sein, und dies nur einmal.

6.2 Empfohlenes PCB-Pad-Layout

Das Datenblatt enthält ein empfohlenes Land Pattern (Footprint) für die Leiterplatte. Die Verwendung dieses empfohlenen Designs gewährleistet eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, mechanische Stabilität und Wärmeableitung während und nach dem Löten. Die Einhaltung dieses Musters ist entscheidend für eine erfolgreiche automatisierte Bestückung und Zuverlässigkeit.

6.3 Reinigung

Wenn eine Nachlötreinigung erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel verwendet werden. Das Eintauchen der LED in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute ist akzeptabel. Die Verwendung nicht spezifizierter oder aggressiver Chemikalien kann das LED-Gehäuse oder die Linse beschädigen.

7. Lagerung und Handhabungshinweise

7.1 Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Die LEDs sind in einer feuchtigkeitssperrenden Beutel mit Trockenmittel verpackt, um die Aufnahme von Luftfeuchtigkeit zu verhindern, die während des Reflow-Lötens zu "Popcorning" (Gehäuserissbildung) führen kann. Während sie versiegelt sind, sollten sie bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und innerhalb eines Jahres verwendet werden.

Sobald der Beutel geöffnet ist, beginnt die "Bodenlebensdauer". Die Bauteile sollten bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Es wird dringend empfohlen, den IR-Reflow-Prozess innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach dem Öffnen des Beutels abzuschließen.

Wenn Bauteile länger als 168 Stunden exponiert waren, müssen sie vor dem Löten etwa 48 Stunden lang bei ca. 60°C "gebrannt" (getrocknet) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen.

7.2 Anwendungshinweise

Diese LEDs sind für Standard-Elektronikgeräte im kommerziellen und industriellen Bereich vorgesehen. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall die Sicherheit gefährden könnte (z.B. Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltung, Verkehrssteuerung), sind vor der Integration spezifische Qualifikationen und Konsultationen erforderlich.

8. Verpackung und Bestellinformationen

8.1 Tape-and-Reel-Spezifikationen

Die Bauteile werden auf geprägter Trägerbandfolie mit einer Breite von 8 mm geliefert, die mit einer Deckfolie versiegelt ist. Das Band ist auf Standard-7-Zoll-(178mm)-Reels aufgewickelt. Jedes volle Reel enthält 2000 Stück. Für Mengen unter einem vollen Reel gilt eine Mindestpackungsmenge von 500 Stück. Die Verpackung entspricht den EIA-481-1-B-Spezifikationen.

8.2 Interpretation der Teilenummer

Die Teilenummer LTST-N682TWVSET folgt dem internen Codierungssystem des Herstellers, wobei "TWVSET" wahrscheinlich die spezifische Farbkombination anzeigt (T=?, W=Weiß, V=?, SET=zweifarbig?). Für eine genaue Bestellung muss die vollständige Teilenummer zusammen mit allen erforderlichen Bincode-Auswahlen (z.B. für Intensität oder Farbe) angegeben werden.

9. Designüberlegungen und typische Anwendungsschaltungen

9.1 Strombegrenzung

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Eine einfache und gängige Ansteuerungsmethode ist die Verwendung eines Vorwiderstands. Der Widerstandswert (R_s) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_s= (V_versorgung- V_F) / I_F. Zum Beispiel, um dengelbenChip mit 20mA aus einer 5V-Versorgung zu betreiben, unter Annahme eines typischen V_Fvon 2,2V: R_s= (5V - 2,2V) / 0,020A = 140 Ω. Ein Standard-150-Ω-Widerstand wäre geeignet. Die Belastbarkeit des Widerstands sollte überprüft werden: P = I²R = (0,02)²* 150 = 0,06W, daher ist ein 1/8W (0,125W) Widerstand ausreichend.

9.2 Unabhängige vs. gemeinsame Ansteuerung

Da die gelben und weißen Chips separate Anoden und Kathoden haben (insgesamt 4 Pins), können sie vollständig unabhängig gesteuert werden. Dies ermöglicht drei visuelle Zustände: Nur Gelb, Nur Weiß oder Beide an (was je nach Intensität als Mischfarbe erscheinen kann). Sie sollten aufgrund potenzieller V_F mismatch.

9.3 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 102mW für weiß, 78mW für gelb), unterstützt ein ordnungsgemäßes PCB-Design die Langlebigkeit. Die Verwendung des empfohlenen Lötpad-Musters hilft, Wärme von der LED-Sperrschicht in die PCB-Kupferschicht abzuleiten. Der Betrieb bei oder unterhalb des empfohlenen DC-Stroms und innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs stellt sicher, dass die LED ihre spezifizierte Lebensdauer und Farbstabilität beibehält.

10. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der primäre Differenzierungsfaktor des LTST-N682TWVSET ist seinzweifarbiges, einziges Gehäuse-Design. Im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten SMD-LEDs bietet diese Lösung erhebliche Vorteile:

• Platzersparnis:Reduziert den PCB-Footprint um etwa 50%, entscheidend für miniaturisierte Designs.
• Montageeffizienz:Nur eine Komponente muss anstelle von zwei aufgenommen, platziert und gelötet werden, was den Bestückungsdurchsatz erhöht und potenzielle Platzierungsfehler reduziert.
• Optische Ausrichtung:Beide Lichtquellen sind in einer bekannten, konsistenten räumlichen Beziehung innerhalb des Gehäuses fixiert, was für Lichtleiter- oder Linsenkopplung wichtig sein kann.
• Leistungsabgleich:Obwohl separat klassifiziert, können Chips aus derselben Produktionscharge bei gemeinsamer Unterbringung konsistentere thermische Eigenschaften aufweisen.

Die Wahl von AlInGaP für den gelben Chip bietet im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP eine hohe Lichtausbeute und ausgezeichnete Farbreinheit (schmales Spektrum).

11. Häufig gestellte Fragen (FAQ) basierend auf technischen Parametern

F1: Kann ich die gelbe und weiße LED über den gleichen strombegrenzenden Widerstand betreiben?
A1:Nein. Sie haben unterschiedliche Durchlassspannungseigenschaften (Gelb: ~1,7-2,6V, Weiß: ~2,6-3,4V). Ein Parallelschalten mit einem Widerstand würde zu einer ungleichmäßigen Stromaufteilung führen, wobei möglicherweise ein Chip überlastet und der andere unterlastet wird. Sie benötigen separate Strombegrenzungsschaltungen.

F2: Was ist der Zweck der Nennspitzenstrombelastbarkeit (100mA bei 1/10 Tastverhältnis)?
A2:Diese Nennung ermöglicht einen gepulsten Betrieb bei höheren Strömen für kurze Dauer, z.B. in Blink- oder Stroboskopanwendungen, um eine höhere momentane Helligkeit zu erreichen. Das niedrige Tastverhältnis und die kurze Pulsbreite stellen sicher, dass die Durchschnittsleistung und die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen bleiben.

F3: Warum sind die Lagerungs- und Trocknungsverfahren so spezifisch?
A3:SMD-Kunststoffgehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Rückflusslötprozesses verwandelt sich diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell in Dampf und erzeugt einen hohen Innendruck, der das Gehäuse delaminieren oder den Chip reißen lassen kann ("Popcorning"). Die Feuchtigkeitssensitivitätskennzeichnung und Trocknungsverfahren sind kritische Industriepraktiken, um diesen Ausfallmodus zu verhindern.

F4: Wie interpretiere ich die CIE-Bincodes für die weiße LED?
A4:Die CIE-Bincodes (A1, B2, C3, etc.) definieren einen kleinen Bereich im CIE-Farbortdiagramm. Entwickler wählen einen spezifischen Bincode, um sicherzustellen, dass alle weißen LEDs in ihrem Produkt ein konsistentes Farbbild haben (gleicher Weißpunkt, Vermeidung von gelblichen oder bläulichen Stichen). Für die meisten Anwendungen ist die Angabe eines Bins für die Farbgleichmäßigkeit notwendig.

12. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Zweifarbige Statusanzeige für ein Netzwerkgerät
Ein Netzwerkrouter-Design benötigt eine einzelne Anzeige, um zwei Zustände anzuzeigen:Eingeschaltet/NetzwerkaktivitätundSystemfehler.

• Design-Entscheidung:Verwendung des LTST-N682TWVSET.
• Umsetzung:
  1. DieweißeLED ist über einen 150Ω-Vorwiderstand an einen GPIO-Pin des Haupt-Mikrocontrollers an eine 3,3V-Schiene angeschlossen. Die Firmware pulst diese LED sanft, um Netzwerkaktivität anzuzeigen, wenn das System normal arbeitet.
  2. DiegelbeLED ist über einen anderen GPIO-Pin über einen 100Ω-Vorwiderstand (für etwas höhere Helligkeit als Warnung) angeschlossen. Die Firmware steuert diese LED nur dann im Dauer- oder Schnellblinkmodus an, wenn ein Systemfehler erkannt wird.
• Ergebnis:Eine einzelne, kompakte Komponente auf der Leiterplatte bietet klare, eindeutige visuelle Rückmeldung für zwei Betriebszustände, vereinfacht das Frontplatten-Design und die Benutzeroberfläche.

13. Funktionsprinzip

Die Lichtemission in LEDs basiert auf Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen und Löcher über den Übergang injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die Farbe (Wellenlänge) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt.

• Gelber Chip (AlInGaP):Verwendet einen Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid-Halbleiter. Dieses Materialsystem hat eine Bandlücke, die der Lichtemission im gelben/bernsteinfarbenen/orangen/roten Teil des Spektrums entspricht. Es ist bekannt für hohe Effizienz und gute Temperaturstabilität.
• Weißer Chip:Meistens ist eine weiße LED ein blauer LED-Chip (typischerweise basierend auf InGaN-Halbleiter), der mit einem gelben Leuchtstoff beschichtet ist. Ein Teil des blauen Lichts wird durch den Leuchtstoff in gelbes Licht umgewandelt. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem umgewandelten gelben Licht wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen. Der genaue "Farbton" des Weiß (kalt, neutral, warm) wird durch die Leuchtstoffzusammensetzung und -dicke gesteuert.

14. Technologietrends und Kontext

Der LTST-N682TWVSET repräsentiert ein ausgereiftes und optimiertes Produkt innerhalb des SMD-LED-Marktes. Wichtige laufende Trends in diesem Sektor umfassen:

• Erhöhte Integration:Übergang von zweifarbig zu RGB (Rot-Grün-Blau) oder RGBW (Rot-Grün-Blau-Weiß) Gehäusen in einem einzigen SMD-Footprint, ermöglicht volle Farbprogrammierbarkeit für Anzeigen und Mikrodisplays.
• Höhere Effizienz:Kontinuierliche Verbesserung der internen Quanteneffizienz von Halbleitermaterialien (wie AlInGaP und InGaN) und Leuchtstoffen, führt zu höherer Lichtausbeute (Lumen) pro Einheit elektrischer Eingangsleistung (Watt), reduziert Energieverbrauch und thermische Belastung.
• Miniaturisierung:Der Trend zu kleineren Bauteilen setzt sich fort, mit Chip-Scale-Package (CSP) LEDs, die kein traditionelles Kunststoffgehäuse haben, was die Größe weiter reduziert und die Flexibilität im optischen Design verbessert.
• Verbesserte Farbkonsistenz:Fortschritte in Fertigungs- und Binning-Prozessen ermöglichen engere Toleranzen für Wellenlänge und Farbort, geben Entwicklern präzisere Kontrolle über das endgültige visuelle Erscheinungsbild in ihren Produkten.
• Intelligente Funktionen:Integration von Steuerschaltungen (wie Konstantstromtreiber oder einfache Logik) direkt in das LED-Gehäuse, schafft "intelligente" LED-Module, die das Systemdesign vereinfachen.

Bauteile wie der LTST-N682TWVSET bleiben hochrelevant für kosteneffektive, zuverlässige und platzsparende Statusanzeigen, wo fortschrittliche Farbsteuerung oder Programmierbarkeit nicht erforderlich ist.