LTST-C191TBKT-2A Blaue SMD LED Datenblatt - Abmessungen 3,2x1,6x0,55mm - Spannung 2,45-2,95V - Leistung 76mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTST-C191TBKT-2A ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED), die für moderne, platzbeschränkte elektronische Anwendungen konzipiert ist. Ihre Kerntechnologie basiert auf einem Indium-Gallium-Nitrid (InGaN)-Halbleiterchip, der für die Emission von blauem Licht verantwortlich ist. Der primäre Markt für dieses Bauteil umfasst Unterhaltungselektronik, Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung für kleine Displays sowie verschiedene tragbare Geräte, in denen eine zuverlässige, helle und kompakte Lichtquelle benötigt wird.

Das herausragende Merkmal dieser LED ist ihr außergewöhnlich niedriges Profil mit einer Höhe von nur 0,55 Millimetern. Diese ultraflache Bauform ermöglicht die Integration in Produkte mit strengen vertikalen Platzbeschränkungen und erlaubt dadurch schlankere und dünnere Endproduktdesigns. Das Gehäuse verwendet ein wasserklares Linsenmaterial, das das Licht nicht streut, was zu einem fokussierteren und intensiveren Strahl führt, der für Anwendungen geeignet ist, die eine hohe Lichtstärke aus einer winzigen Quelle erfordern.

1.1 Kernvorteile

• Miniaturisierung:Die 0,55 mm Höhe ist ein entscheidender Vorteil für ultraflache Produktdesigns.
• Hohe Helligkeit:Verwendet einen Ultra-Hell-InGaN-Chip, der hohe Lichtstärke in einem kleinen Gehäuse bietet.
• Kompatibilität:Für die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten und Standard-Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen ausgelegt, was eine automatisierte Serienmontage erleichtert.
• Standardisierung:Entspricht den EIA-Standardgehäuseabmessungen (Electronic Industries Alliance) und gewährleistet so Planbarkeit beim Leiterplattenlayout und der Montage.
• Umweltkonformität:Das Produkt ist RoHS-konform (Restriction of Hazardous Substances) und als "Green Product" eingestuft, was internationalen Umweltvorschriften entspricht.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine objektive Analyse der im Datenblatt spezifizierten elektrischen, optischen und thermischen Hauptparameter. Das Verständnis dieser Werte ist für einen korrekten Schaltungsentwurf und zuverlässigen Betrieb entscheidend.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Sie sind keine Bedingungen für den Normalbetrieb.

• Verlustleistung (Pd):76 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse als Wärme abführen kann, ohne dass Leistung oder Lebensdauer beeinträchtigt werden. Das Überschreiten dieses Limits birgt das Risiko thermischer Schäden.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):100 mA. Dieser Strom ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Er wird für Anwendungen verwendet, die kurze, hochintensive Lichtblitze erfordern.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):20 mA. Dies ist der maximal empfohlene Strom für den Dauerbetrieb mit Gleichstrom. Ein Treiberschaltungsentwurf, der bei oder unter diesem Strom arbeitet, gewährleistet langfristige Zuverlässigkeit.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-20°C bis +80°C. Die LED funktioniert garantiert innerhalb ihrer spezifizierten Parameter über diesen Umgebungstemperaturbereich.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-30°C bis +100°C. Das Bauteil kann innerhalb dieser Grenzen ohne Betrieb gelagert werden, ohne Schaden zu nehmen.
• IR-Reflow-Lötbedingung:260°C Spitzentemperatur für maximal 10 Sekunden. Dies definiert das Temperaturprofil, das die Komponente während des Leiterplattenbestückungsprozesses aushalten kann.

2.2 Elektrische & Optische Kennwerte

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von 25°C Umgebungstemperatur und einem Durchlassstrom (I_F) von 2 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):4,5 - 18,0 mcd (Millicandela). Dies misst die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit der LED. Der große Bereich deutet auf ein Binning-System hin (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte ihres Maximalwerts (auf der Achse) abfällt. Ein 130-Grad-Winkel zeigt ein relativ breites Abstrahlverhalten an.
• Spitzenwellenlänge (λ_P):468 nm (typisch). Dies ist die spezifische Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung am höchsten ist. Sie ist eine Eigenschaft des InGaN-Halbleitermaterials.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):465,0 - 475,0 nm. Diese wird aus der vom menschlichen Auge wahrgenommenen Farbe (CIE-Farbtafel) abgeleitet und ist die einzelne Wellenlänge, die die Farbe der LED am besten repräsentiert. Sie unterliegt ebenfalls dem Binning.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):25 nm (typisch). Dies gibt den Bereich der um den Peak emittierten Wellenlängen an. Ein Wert von 25 nm ist typisch für eine blaue InGaN-LED.
• Durchlassspannung (V_F):2,45 - 2,95 V. Dies ist der Spannungsabfall über der LED bei einem Teststrom von 2 mA. Sie variiert aufgrund von Fertigungstoleranzen des Halbleiters und wird gebinnt.
• Sperrstrom (I_R):100 µA (max.) bei einer Sperrspannung (V_R) von 5 V. LEDs sind nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Dieser Parameter dient nur zur Charakterisierung des Leckstroms. Das Anlegen einer Sperrspannung kann das Bauteil beschädigen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um natürliche Schwankungen in der Halbleiterfertigung zu handhaben, werden LEDs in Leistungsgruppen oder "Bins" sortiert. Dies gewährleistet Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge. Die LTST-C191TBKT-2A verwendet ein dreidimensionales Binning-System.

3.1 Binning der Durchlassspannung

Gebinnt bei I_F= 2 mA. Fünf Bins (1 bis 5) decken den Bereich von 2,45 V bis 2,95 V in 0,1 V-Schritten ab, mit einer Toleranz von +/-0,1 V pro Bin. Dies ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit einem konsistenten Spannungsabfall auszuwählen, was insbesondere für die Auslegung von Strombegrenzungsschaltungen in Parallelschaltungen wichtig sein kann.

3.2 Binning der Lichtstärke

Gebinnt bei I_F= 2 mA. Drei Bins (J, K, L) definieren Mindesthelligkeitsstufen: 4,50-7,10 mcd (J), 7,10-11,2 mcd (K) und 11,2-18,0 mcd (L). Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von +/-15 %. Dies ist entscheidend für Anwendungen, die eine gleichmäßige Helligkeit über mehrere LEDs hinweg erfordern.

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Gebinnt bei I_F= 2 mA. Zwei Bins definieren den Farbton: AC (465,0 - 470,0 nm) und AD (470,0 - 475,0 nm), mit einer Toleranz von +/-1 nm. Bin AC erzeugt ein etwas tieferes Blau, während Bin AD ein etwas helleres Blau ist. Dies gewährleistet Farbkonsistenz in Installationen mit mehreren LEDs.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (z.B. Abb.1, Abb.6), werden hier deren typische Implikationen analysiert.

4.1 Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I-V-Kurve)

Die Lichtausbeute (Lichtstärke) einer LED ist nicht linear proportional zum Strom. Sie steigt bei niedrigen Strömen schnell an, aber die Steigerungsrate nimmt typischerweise bei höheren Strömen aufgrund von Effizienzeinbußen und thermischen Effekten ab. Ein Betrieb deutlich über dem empfohlenen Dauerstrom von 20 mA bringt abnehmende Helligkeitsgewinne, während gleichzeitig die Wärmeentwicklung drastisch zunimmt und die Lebensdauer sinkt.

4.2 Spektrale Verteilung

Das referenzierte Spektraldiagramm (Abb.1) würde einen einzelnen, dominanten Peak um 468 nm (blaues Licht) mit einer typischen spektralen Halbwertsbreite von 25 nm zeigen. Die Emission in anderen Teilen des sichtbaren Spektrums sollte vernachlässigbar sein, was eine reine blaue Farbausgabe bestätigt.

4.3 Abstrahlcharakteristik

Das Polardiagramm (Abb.6) veranschaulicht den 130-Grad-Abstrahlwinkel. Die Intensität ist am höchsten, wenn man direkt auf die LED blickt (auf der Achse), und nimmt symmetrisch mit zunehmendem Betrachtungswinkel ab, bis sie bei +/-65 Grad von der Achse auf 50 % des Spitzenwerts fällt.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem EIA-Standard-Chip-LED-Fußabdruck. Wichtige Abmessungen sind eine typische Länge von 3,2 mm, eine Breite von 1,6 mm und die kritische Höhe von 0,55 mm. Detaillierte mechanische Zeichnungen spezifizieren Pad-Positionen, Linsenform und Toleranzen (typisch ±0,10 mm).

5.2 Polungskennzeichnung

SMD-LEDs haben eine Anode (+) und eine Kathode (-). Das Datenblatt enthält eine Abbildung, die die Polungskennzeichnung auf dem Bauteilkörper zeigt, was für die korrekte Ausrichtung während der Leiterplattenbestückung wesentlich ist. Falsche Polung verhindert das Leuchten der LED und kann sie bei Anlegen einer Sperrspannung beschädigen.

5.3 Vorgeschlagenes Leiterplatten-Pad-Layout

Ein empfohlenes Lötpad-Layout wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötstelle, korrekte Ausrichtung während des Reflow und ausreichende Wärmeableitung zu gewährleisten. Die Einhaltung dieses Musters hilft, "Tombstoning" (Abheben eines Endes vom Pad) zu verhindern und sorgt für konsistente Lötresultate.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 IR-Reflow-Lötprofil

Die Komponente ist mit bleifreien Lötprozessen kompatibel. Ein detailliertes empfohlenes Reflow-Profil wird bereitgestellt, das typischerweise umfasst: eine Aufheizrampe zum Aktivieren des Flussmittels, eine Haltezone zum gleichmäßigen Erwärmen der Platine, einen schnellen Temperaturanstieg auf den Spitzenwert (max. 260°C für ≤10 Sekunden) und eine kontrollierte Abkühlphase. Die Einhaltung dieses Profils, insbesondere der Zeit oberhalb der Liquidustemperatur und der Spitzentemperatur, ist entscheidend, um thermische Schäden am Kunststoffgehäuse der LED und den internen Bonddrähten zu verhindern.

6.2 Hinweise zum Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist, muss äußerste Vorsicht walten. Die Empfehlung lautet, einen Lötkolben mit maximal 300°C für nicht mehr als 3 Sekunden zu verwenden, und dies nur einmalig. Übermäßige Hitze oder Zeit kann die Linse schmelzen oder den Halbleiterchip beschädigen.

6.3 Reinigung

Es sollten nur spezifizierte Reinigungsmittel verwendet werden. Das Datenblatt empfiehlt bei Bedarf ein Eintauchen in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute. Aggressive oder nicht spezifizierte Chemikalien können das Kunststoffgehäuse beschädigen, was zu Rissen oder Trübung der Linse führt.

6.4 Lagerung & Handhabung

• ESD-Empfindlichkeit (Elektrostatische Entladung):LEDs sind anfällig für ESD-Schäden. Die Handhabung sollte an einem ESD-geschützten Arbeitsplatz mit Erdungsarmband und geerdeter Ausrüstung erfolgen.
• Feuchtigkeitssensitivität:Während die Rolle versiegelt ist, sind die LEDs nach dem Öffnen der Umgebungsluftfeuchtigkeit ausgesetzt. Es wird empfohlen, den IR-Reflow innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) nach dem Öffnen der Verpackung abzuschließen. Für eine längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels sollten sie in einem Trockenschrank oder einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel aufbewahrt werden. Bauteile, die länger als 672 Stunden gelagert wurden, benötigen möglicherweise einen Trocknungszyklus (z.B. 60°C für 20 Stunden), um aufgenommene Feuchtigkeit vor dem Reflow zu entfernen und "Popcorning" (Gehäuserisse durch Dampfdruck) zu verhindern.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Band- und Rollenspezifikationen

Die LEDs werden auf 8 mm breitem, geprägtem Trägerband geliefert, das auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser große Rollen aufgewickelt ist. Die Standardrollenmenge beträgt 5.000 Stück. Das Band verwendet eine Deckfolie, um die Bauteiltaschen zu versiegeln. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Standards.

7.2 Interpretation der Modellnummer

Die Artikelnummer LTST-C191TBKT-2A kodiert spezifische Attribute: LTST bezeichnet die Produktfamilie, C191 bezieht sich wahrscheinlich auf die Gehäusegröße, TB zeigt die Farbe (Blau) an, KT kann sich auf die Band- und Rollenverpackung beziehen, und 2A könnte ein Revisions- oder Leistungscode sein. Die genaue Aufschlüsselung sollte mit dem Hersteller-Teilenummernleitfaden bestätigt werden.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Strom-, Verbindungs- oder Funktionsstatusleuchten in Smartphones, Tablets, Laptops und Wearables.
• Hintergrundbeleuchtung:Kanten- oder Direktbeleuchtung für sehr dünne Tastaturen, Icons oder kleine LCD-Displays.
• Unterhaltungselektronik:Dekorative Beleuchtung oder Benachrichtigungs-LEDs in Audio-Geräten, Gaming-Controllern und Smart-Home-Geräten.
• Pultanzeigen:Gruppierte Anzeigen auf Industrie-Steuerpulten, wo der Platz begrenzt ist.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Immer einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber verwenden, um den Durchlassstrom für den Dauerbetrieb auf 20 mA oder weniger zu begrenzen. Der Widerstandswert wird berechnet mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F.
• Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, hilft eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte um die Lötpads herum, die Wärme abzuleiten, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur oder bei Betrieb nahe der Maximalwerte.
• Optisches Design:Die wasserklare Linse erzeugt einen fokussierten Strahl. Wenn ein breiteres, stärker gestreutes Lichtmuster benötigt wird, müssen externe Diffusoren oder Lichtleiter in das Produktdesign integriert werden.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu älteren LED-Technologien oder größeren Gehäusen sind die Hauptunterscheidungsmerkmale der LTST-C191TBKT-2A ihre0,55 mm Höheund diehohe Helligkeit durch einen InGaN-Chip. Gegenüber anderen ultraflachen LEDs können ihre Vorteile einen standardisierten EIA-Fußabdruck für Designkompatibilität, spezifische Binning-Optionen für Farb-/Helligkeitskonsistenz und klare Dokumentation für bleifreie Reflow-Montage umfassen. Der 130-Grad-Abstrahlwinkel bietet eine gute Balance zwischen einem breiten Abstrahlkegel und einer angemessenen Intensität auf der Achse.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

10.1 Kann ich diese LED dauerhaft mit 20 mA betreiben?

Ja, 20 mA ist der maximal empfohlene Dauer-Durchlassstrom (DC). Für optimale Langlebigkeit und Zuverlässigkeit ist es oft ratsam, mit einem etwas niedrigeren Strom zu arbeiten, z.B. 15-18 mA.

10.2 Warum gibt es einen Bereich für Durchlassspannung und Lichtstärke?

Dies sind inhärente Schwankungen in der Halbleiterfertigung. Das Binning-System sortiert LEDs in Gruppen mit ähnlichen Eigenschaften. Entwickler sollten beim Bestellen die gewünschten Bin-Codes angeben, um Einheitlichkeit in ihrer Anwendung sicherzustellen.

10.3 Was passiert, wenn ich sie mit einer höheren Temperatur oder länger als spezifiziert löte?

Das Überschreiten des Reflow-Limits von 260°C für 10 Sekunden kann mehrere Ausfälle verursachen: Das Kunststoffgehäuse kann sich verformen oder verfärben, die internen Goldbonddrähte können brechen oder intermetallisches Wachstum kann sie schwächen, und die Epoxidlinse kann trüb werden. Halten Sie sich stets an das empfohlene Profil.

10.4 Kann ich diese LED für den Sperrspannungsschutz oder als Zenerdiode verwenden?

No.Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Die maximale Sperrspannungsangabe (5 V für den I_R-Test) dient nur der Charakterisierung. Das Anlegen einer Sperrspannung kann den LED-Übergang sofort und katastrophal beschädigen.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf einer Statusanzeige für ein ultraflaches Bluetooth-Kopfhörer-Etui. Die Anzeige muss blau sein, bei Tageslicht sichtbar und in eine Gesamthöhlungshöhe von 0,8 mm passen.

Bauteilauswahl:Die LTST-C191TBKT-2A wird hauptsächlich wegen ihrer 0,55 mm Höhe gewählt, was 0,25 mm für den Lichtleiter/Diffusor lässt. Die blaue Farbe erfüllt die Markenanforderung.

Schaltungsentwurf:Das Etui verwendet einen 3,3-V-Regler. Ziel ist ein Durchlassstrom von 15 mA für einen Kompromiss zwischen Helligkeit und Akkulaufzeit. Mit einer typischen V_Fvon 2,7 V (aus Bin 3) wird der Vorwiderstand berechnet: R = (3,3 V - 2,7 V) / 0,015 A = 40 Ohm. Ein Standard-39-Ohm-Widerstand wird gewählt.

Leiterplattenlayout:Das empfohlene Pad-Layout aus dem Datenblatt wird verwendet. Zusätzliche Wärmeableitungs-Vias werden unter dem Kathoden-Pad platziert, um Wärme in eine innere Masseebene abzuleiten, da das Gerät eingeschlossen sein wird.

Bestellung:Um einheitliche Farbe und Helligkeit über alle Produktionseinheiten hinweg sicherzustellen, werden in der Bestellung folgende Bins spezifiziert: Lichtstärke-Bin "L" (hellster) und dominantes Wellenlängen-Bin "AD" (bevorzugter Blauton).

12. Einführung in das Technologieprinzip

Die LTST-C191TBKT-2A basiert auf InGaN (Indium-Gallium-Nitrid)-Halbleitertechnologie. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang der LED angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in die aktive Region injiziert. Sie rekombinieren und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des InGaN-Materials bestimmt, die durch Anpassen des Verhältnisses von Indium zu Gallium während des Kristallwachstums eingestellt wird. Ein höherer Indiumanteil verschiebt die Emission zu längeren Wellenlängen (grün), während die hier verwendete Zusammensetzung blaues Licht erzeugt. Das wasserklare Epoxidgehäuse fungiert als Linse, formt den Lichtaustritt und bietet Umweltschutz.

13. Branchentrends & Entwicklungen

Der Trend bei SMD-LEDs für die Unterhaltungselektronik geht weiterhin in Richtung weiterer Miniaturisierung, erhöhter Effizienz (mehr Lichtausbeute pro Watt elektrischer Eingangsleistung) und höherer Zuverlässigkeit. Es gibt auch Bestrebungen nach engerer Farbkonsistenz (kleinere Binning-Bereiche) und verbesserter Leistung bei hohen Temperaturen. Die Verwendung fortschrittlicher Gehäusematerialien, um höheren Reflow-Temperaturen im Zusammenhang mit bleifreiem Löten und doppelseitiger Bestückung standzuhalten, ist Standard. Während diese Komponente eine ausgereifte und optimierte Technologie für Standard-Blaue-Anzeigen darstellt, konzentriert sich die laufende Forschung und Entwicklung auf neue Materialien wie Micro-LEDs und Quantenpunkte für zukünftige Display- und Beleuchtungsanwendungen, die noch kleinere Pixelabstände und reinere Farben erfordern.