Select Language

SMD LED LTST-C21RKGKT Datenblatt - 3,2x1,6x1,9mm - 2,4V - 75mW - Grün - Englische technische Dokumentation

Vollständiges technisches Datenblatt für die LTST-C21RKGKT, eine Top-Mount-SMD-LED mit wasserklarer Linse und ultraheller AlInGaP-Grün-Emission. Enthält elektrische/optische Spezifikationen, Binning, Abmessungen, Lötrichtlinien und Anwendungshinweise.
smdled.org | PDF-Größe: 0,7 MB
Bewertung: 4.5/5
Ihre Bewertung
Sie haben dieses Dokument bereits bewertet
PDF-Dokumentendeckel - SMD LED LTST-C21RKGKT Datenblatt - 3.2x1.6x1.9mm - 2.4V - 75mW - Grün - Englische Technische Dokumentation

Inhaltsverzeichnis

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer hochleistungsfähigen, oberflächenmontierbaren (SMD) Leuchtdiode (LED). Das Produkt ist eine Top-Mount-Chip-LED, die ein ultrahelles Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP)-Halbleitermaterial verwendet und grünes Licht emittiert. Es ist für moderne Elektronikmontageprozesse konzipiert und zeichnet sich durch Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten und Infrarot (IR)-Reflow-Lötverfahren aus. Das Bauteil entspricht der RoHS (Restriction of Hazardous Substances)-Richtlinie und wird somit als umweltfreundliches Produkt eingestuft. Es wird auf industrieüblichen 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen geliefert, um eine effiziente Serienfertigung zu ermöglichen.

1.1 Kernvorteile

2. Eingehende Analyse der technischen Parameter

Alle Parameter sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C angegeben, sofern nicht anders angegeben. Das Verständnis dieser Parameter ist entscheidend für einen zuverlässigen Schaltungsentwurf und das Erreichen der erwarteten Leistung.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen ist nicht garantiert und sollte für einen zuverlässigen Betrieb vermieden werden.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter Standardtestbedingungen (IF = 20mA).

3. Erklärung des Binning-Systems

Um eine konsistente Farbe und Helligkeit in der Produktion zu gewährleisten, werden LEDs anhand gemessener Kenngrößen in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen an Gleichmäßigkeit erfüllen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Gebinnt bei einem Prüfstrom von 20mA. Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt +/-15%.

3.2 Dominant Wavelength Binning

Gebinnt bei einem Prüfstrom von 20mA. Toleranz pro Bin: +/- 1nm.

Die Kombination von Intensitäts- und Wellenlängen-Bins (z.B. RC, QD) ermöglicht eine präzise Spezifikation für Farb- und Helligkeitskonstanz in einer Baugruppe.

4. Performance Curve Analysis

Auch wenn im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird, basiert die folgende Analyse auf dem Standardverhalten von LEDs und den bereitgestellten Parametern.

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

Die LED zeigt eine typische Dioden-I-V-Charakteristik. Die Durchlassspannung (VF) hat einen spezifizierten Bereich von 1,80 V bis 2,40 V bei 20 mA. VF hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie leicht abnimmt, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Für einen stabilen Betrieb wird dringend empfohlen, die LED mit einer Konstantstromquelle anstatt einer Konstantspannungsquelle zu betreiben, um ein thermisches Durchgehen zu verhindern.

4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current

Die Lichtstärke ist innerhalb des Betriebsbereichs in etwa proportional zum Durchlassstrom. Die Effizienz (Lumen pro Watt) kann jedoch bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung abnehmen. Ein Betrieb bei oder unterhalb des empfohlenen Teststroms von 20mA gewährleistet optimale Effizienz und Lebensdauer.

4.3 Temperature Dependence

Die Leistung von LEDs ist temperaturabhängig. Mit steigender Sperrschichttemperatur:

Ein ordentliches Wärmemanagement auf der Leiterplatte (ausreichende Kupferfläche, gegebenenfalls Wärmedurchkontaktierungen) ist entscheidend, um Leistung und Zuverlässigkeit zu erhalten, insbesondere bei Betrieb in hoher Umgebungstemperatur oder nahe der maximalen Strombelastbarkeit.

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 Bauteilabmessungen

Das Gehäuse hat ein Standard-SMD-Format. Zu den Hauptabmessungen gehören eine Bauteilgröße und eine Anschlusskonfiguration, die für die automatisierte Bestückung geeignet sind. Sofern nicht anders angegeben, betragen alle Maßtoleranzen typischerweise ±0,10 mm. Konstrukteure müssen für das genaue Land Pattern Design auf die detaillierte mechanische Zeichnung verweisen.

5.2 Polarisationskennzeichnung

Die Kathode ist in der Regel durch eine visuelle Markierung auf dem LED-Gehäuse gekennzeichnet, wie beispielsweise eine Kerbe, einen grünen Punkt oder eine abgeschrägte Ecke der Linse. Während der Platzierung muss die korrekte Polarität beachtet werden, um die Funktionsfähigkeit des Bauteils sicherzustellen.

5.3 Vorgeschlagene Lötpad-Anordnung

Ein empfohlenes Footprint (Land Pattern) wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötstelle, korrekte Ausrichtung und ausreichende mechanische Festigkeit zu gewährleisten. Die Einhaltung dieses Layouts hilft, Tombstoning (das Aufstehen des Bauteils auf einem Ende) während des Reflow-Lötens zu verhindern und stellt eine gute thermische Verbindung zur Leiterplatte sicher.

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Das Gerät ist mit bleifreien (Pb-freien) Lötverfahren kompatibel. Ein empfohlenes Reflow-Profil wird bereitgestellt, das den JEDEC-Standards entspricht. Zu den wichtigsten Parametern gehören:

Das Profil muss für das spezifische PCB-Design, die Bauteile, die Lotpaste und den verwendeten Ofen charakterisiert werden.

6.2 Handlötung

Falls Handlöten erforderlich ist:

Es wird ein temperaturgeregeltes Lötgerät mit feiner Spitze empfohlen.

6.3 Reinigung

Falls eine Reinigung nach dem Löten erforderlich ist:

6.4 Storage & Handling

7. Packaging & Ordering Information

7.1 Tape and Reel Specifications

8. Application Recommendations

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, die einen kompakten, hellgrünen Indikator erfordern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

Es ist für gewöhnliche elektronische Geräte vorgesehen. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall die Sicherheit gefährden könnte (Luftfahrt, Medizin, Transportsicherheitssysteme), sind spezifische Konsultation und Qualifikation zwingend erforderlich.

8.2 Schaltungsentwurfsüberlegungen

9. Technical Comparison & Differentiation

Im Vergleich zu älteren LED-Technologien wie Standard-GaP (Galliumphosphid) grünen LEDs bietet dieses auf AlInGaP basierende Bauteil erhebliche Vorteile:

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

10.1 What is the difference between Peak Wavelength and Dominant Wavelength?

Peak Wavelength (λP) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Dominante Wellenlänge (λd) ist die wahrgenommene Farbübereinstimmung – die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als dieselbe Farbe wie die gemischte Ausgabe der LED wahrnehmen würde. Bei monochromatischen LEDs wie dieser grünen sind sie oft ähnlich, aber λd ist der Schlüsselparameter für die Farbangabe im Design.

10.2 Kann ich diese LED ohne einen strombegrenzenden Widerstand betreiben, wenn meine Stromversorgung genau 2,0 V liefert?

Nein, dies wird nicht empfohlen und ist riskant. Die Durchlassspannung (VF) variiert von 1,80 V bis 2,40 V. Wenn Sie eine 2,0-V-Versorgung und eine LED mit einer VF von 1,85 V haben, wird ein kleiner Unterschied von 0,15 V zu einem großen, unkontrollierten Stromfluss führen (begrenzt nur durch den dynamischen Widerstand der LED und den parasitären Schaltungswiderstand), der wahrscheinlich den maximalen Strom überschreitet und die LED beschädigt. Verwenden Sie stets einen strombegrenzenden Mechanismus.

10.3 Warum gibt es ein Binning-System und welchen Bin sollte ich wählen?

Fertigungstoleranzen führen zu leichten Unterschieden in Farbe und Helligkeit. Durch Binning werden LEDs zur Gewährleistung von Konsistenz in Gruppen sortiert. Wählen Sie eine Binning-Klasse basierend auf Ihrer Anwendung:

10.4 Im Datenblatt wird eine Verlustleistung von 75mW erwähnt. Wie berechne ich diese?

Die Verlustleistung (Pd) einer LED wird hauptsächlich berechnet als: Pd ≈ VF * IF. Beispielsweise beträgt sie beim maximalen Dauerstrom (IF = 30mA) und eine typische VF von 2,1V, Pd = 0,030A * 2,1V = 63mW, was unter dem Maximum von 75mW liegt. Verwenden Sie stets die maximale VF für die Worst-Case-Berechnung: 0,030A * 2,40V = 72mW. Dies lässt einen kleinen Sicherheitsspielraum. Stellen Sie sicher, dass Ihre Betriebsbedingungen, einschließlich Umgebungstemperatur, diese Verlustleistung ohne Überhitzung zulassen.

11. Practical Design & Usage Examples

11.1 Beispiel 1: Einfache 5V-Anzeigeschaltung

Ziel: Betreiben einer einzelnen LED von einer 5-V-Gleichstromversorgung bei IF = 20 mA. Berechnung: Gehen Sie vom ungünstigsten Fall VF = 2,40 V.R = 5 V - 2,40 V = 2,60 V.R / IF = 2,60 V / 0,020 A = 130 Ω. Bauteilauswahl: Wählen Sie den nächstgelegenen Standardwiderstandswert, z.B. 130Ω oder 150Ω. Ein 150Ω-Widerstand würde IF ≈ (5V - 2,40V)/150Ω = 17,3mA ergeben, was sicher und immer noch hell ist. Widerstandsbelastbarkeit: PWiderstand = I2 * R = (0,020)2 * 150 = 0,06W. Ein Standard-Widerstand mit 1/8W (0,125W) oder 1/4W ist mehr als ausreichend.

11.2 Beispiel 2: Ansteuerung mehrerer LEDs aus einer 12V-Versorgung

Ziel: Drei LEDs in Reihe von einer 12-V-Stromversorgung bei I betreibenF = 20 mA. Berechnung: Gesamt-LED-VF (worst-case max): 3 * 2.40V = 7.20V.R = 12V - 7,20V = 4,80V. Vorteil: Reihenschaltung garantiert identischen Strom durch alle drei LEDs und gewährleistet gleichmäßige Helligkeit, selbst wenn ihre VF Werte variieren. Nur ein strombegrenzender Widerstand ist erforderlich, was die Effizienz im Vergleich zu drei separaten Widerständen verbessert.

12. Technologieeinführung

12.1 AlInGaP Halbleiterprinzip

AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) ist ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial, das hauptsächlich für hochhellige rote, orange, gelbe und grüne LEDs verwendet wird. Durch präzises Einstellen der Verhältnisse von Aluminium, Indium, Gallium und Phosphor im Kristallgitter während des epitaktischen Wachstums können Ingenieure die Bandlücke des Materials "abstimmen". Die Bandlückenenergie bestimmt die Wellenlänge (Farbe) des Lichts, das bei der Rekombination von Elektronen mit Löchern am Übergang emittiert wird. AlInGaP bietet für Farben im gelb-roten Spektrum im Vergleich zu älteren Materialien eine höhere Quanteneffizienz und thermische Stabilität, was zu helleren und zuverlässigeren Bauelementen führt. Die grüne Emission dieses spezifischen Teils wird durch eine Zusammensetzung mit höherer Bandlückenenergie erreicht.

13. Branchentrends

13.1 Entwicklung von Indikator-LEDs

Der Trend bei SMD-Anzeige-LEDs geht weiterhin in Richtung:

Geräte wie das hier dokumentierte, mit ihrer RoHS-Konformität, Reflow-Kompatibilität und hohen Helligkeit, repräsentieren den aktuellen Mainstream-Standard für allgemeine Anzeigeanwendungen.

LED-Spezifikationsterminologie

Vollständige Erklärung der LED-Fachbegriffe

Photoelektrische Leistung

Begriff Einheit/Darstellung Einfache Erklärung Warum wichtig
Lichtausbeute lm/W (Lumen pro Watt) Lichtausbeute pro Watt elektrischer Leistung, ein höherer Wert bedeutet eine höhere Energieeffizienz. Bestimmt direkt die Energieeffizienzklasse und die Stromkosten.
Luminous Flux lm (Lumen) Gesamtes von der Quelle abgegebenes Licht, allgemein als "Helligkeit" bezeichnet. Bestimmt, ob das Licht hell genug ist.
Betrachtungswinkel ° (Grad), z.B. 120° Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite. Beeinflusst den Beleuchtungsbereich und die Gleichmäßigkeit.
CCT (Color Temperature) K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl. Bestimmt die Lichtatmosphäre und geeignete Anwendungsszenarien.
CRI / Ra Dimensionslos, 0–100 Fähigkeit, Objektfarben präzise wiederzugeben, Ra≥80 ist gut. Beeinflusst die Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren und Museen verwendet.
SDCM MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-step" Metrik für Farbkonstanz, kleinere Schritte bedeuten eine konsistentere Farbe. Gewährleistet eine einheitliche Farbe innerhalb derselben LED-Charge.
Dominant Wavelength nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot) Wellenlänge, die der Farbe von farbigen LEDs entspricht. Bestimmt den Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs.
Spektrale Verteilung Wellenlänge vs. Intensitätskurve Zeigt die Intensitätsverteilung über die Wellenlängen. Beeinflusst die Farbwiedergabe und Qualität.

Electrical Parameters

Begriff Symbol Einfache Erklärung Designüberlegungen
Durchlassspannung Vf Minimale Spannung zum Einschalten der LED, ähnlich einem "Startschwellenwert". Treiberspannung muss ≥Vf sein, Spannungen addieren sich bei in Reihe geschalteten LEDs.
Forward Current Wenn Stromwert für den normalen LED-Betrieb. Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
Maximaler Impulsstrom Ifp Spitzenstrom, der für kurze Zeit toleriert werden kann, wird zum Dimmen oder Blinken verwendet. Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
Reverse Voltage Vr Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann; eine Überschreitung kann zum Durchbruch führen. Die Schaltung muss eine Verpolung oder Spannungsspitzen verhindern.
Thermischer Widerstand Rth (°C/W) Der Wärmewiderstand vom Chip zum Lot, je niedriger, desto besser. Hoher Wärmewiderstand erfordert eine stärkere Wärmeableitung.
ESD-Immunität V (HBM), z.B. 1000V Fähigkeit, einer elektrostatischen Entladung standzuhalten; ein höherer Wert bedeutet eine geringere Anfälligkeit. In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs.

Thermal Management & Reliability

Begriff Schlüsselkennzahl Einfache Erklärung Auswirkung
Junction Temperature Tj (°C) Tatsächliche Betriebstemperatur innerhalb des LED-Chips. Eine Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hohe Temperaturen führen zu Lichtabfall und Farbverschiebung.
Lumen Depreciation L70 / L80 (hours) Zeit bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts abfällt. Definiert direkt die "Lebensdauer" der LED.
Lumen Maintenance % (z.B. 70%) Prozentsatz der nach einer bestimmten Zeit erhaltenen Helligkeit. Zeigt die Helligkeitserhaltung bei langfristiger Nutzung an.
Color Shift Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse Grad der Farbveränderung während der Nutzung. Beeinflusst die Farbkonstanz in Beleuchtungsszenen.
Thermische Alterung Materialverschlechterung Verschlechterung aufgrund langfristiger hoher Temperaturen. Kann zu Helligkeitsabfall, Farbveränderung oder Unterbrechungsausfall führen.

Packaging & Materials

Begriff Häufige Arten Einfache Erklärung Features & Applications
Gehäusetyp EMC, PPA, Keramik Gehäusematerial schützt den Chip und bietet eine optische/thermische Schnittstelle. EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer.
Chip-Struktur Front, Flip Chip Chip electrode arrangement. Flip chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistungsanwendungen.
Leuchtstoffbeschichtung YAG, Silikat, Nitrid Deckt den blauen Chip ab, wandelt einige in gelb/rot um, mischt zu weiß. Unterschiedliche Leuchtstoffe beeinflussen Effizienz, CCT und CRI.
Lens/Optics Flach, Mikrolinse, TIR Optische Struktur auf der Oberfläche zur Steuerung der Lichtverteilung. Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve.

Quality Control & Binning

Begriff Binning Content Einfache Erklärung Zweck
Luminous Flux Bin Code z.B. 2G, 2H Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat minimale/maximale Lumenwerte. Gewährleistet gleichmäßige Helligkeit in derselben Charge.
Voltage Bin Code z.B. 6W, 6X Gruppiert nach Durchlassspannungsbereich. Erleichtert die Treiberabstimmung, verbessert die Systemeffizienz.
Color Bin 5-step MacAdam ellipse Nach Farbkoordinaten gruppiert, um einen engen Toleranzbereich sicherzustellen. Gewährleistet Farbkonstanz und vermeidet ungleichmäßige Farbgebung innerhalb des Leuchtkörpers.
CCT Bin 2700K, 3000K etc. Nach CCT gruppiert, jede mit entsprechendem Koordinatenbereich. Erfüllt die CCT-Anforderungen verschiedener Szenen.

Testing & Certification

Begriff Standard/Test Einfache Erklärung Bedeutung
LM-80 Lumen-Erhaltungsprüfung Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung des Helligkeitsabfalls. Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer verwendet (mit TM-21).
TM-21 Lebensdauerschätzstandard Schätzt die Lebensdauer unter realen Bedingungen auf Basis von LM-80-Daten. Ermöglicht eine wissenschaftliche Lebensdauervorhersage.
IESNA Illuminating Engineering Society Umfasst optische, elektrische und thermische Prüfverfahren. Branchenweit anerkannte Testgrundlage.
RoHS / REACH Umweltzertifizierung Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind. Internationale Marktzugangsvoraussetzung.
ENERGY STAR / DLC Energieeffizienzzertifizierung Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtung. Wird in der öffentlichen Beschaffung, in Förderprogrammen verwendet und steigert die Wettbewerbsfähigkeit.