LTST-C281KFKT Orange LED Datenblatt - 0,35mm Bauhöhe - 2,4V Durchlassspannung - 75mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTST-C281KFKT ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED), die für moderne elektronische Anwendungen entwickelt wurde, die kompakte, hochhelle Statusanzeigen erfordern. Diese Komponente gehört zur Kategorie der Chip-LEDs, die sich durch ihr minimales Profil und ihre Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsprozessen auszeichnen.

Kernvorteile:Die primären Vorteile dieser LED umfassen ihre außergewöhnlich flache Bauhöhe von 0,35 mm, die den Einsatz in platzbeschränkten Designs ermöglicht. Sie nutzt einen AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleiterwerkstoff, der für hohe Lichtausbeute und stabile orange Lichtemission bekannt ist. Das Bauteil entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und wird somit als umweltfreundliches Produkt eingestuft. Die Verpackung auf 8-mm-Trägerband in 7-Zoll (178 mm) Durchmesser-Spulen macht es voll kompatibel mit Hochgeschwindigkeits-Automatikbestückungsanlagen und optimiert die Serienfertigung.

Zielmarkt:Diese LED ist für Anwendungen in der Unterhaltungselektronik, Büroautomationsgeräten, Kommunikationsgeräten und allgemeinen Haushaltsgeräten konzipiert, wo zuverlässige, helle Statusanzeigen benötigt werden. Ihre Designparameter machen sie für die Integration auf Leiterplatten (PCBs) mittels Standard-Infrarot-Reflow-Lötverfahren geeignet.

2. Detaillierte technische Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):75 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse unter spezifizierten Umgebungsbedingungen (Ta=25°C) als Wärme abführen kann. Das Überschreiten dieses Limits birgt das Risiko thermischer Degradation.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):80 mA. Dies ist der maximal zulässige momentane Durchlassstrom, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite). Er liegt deutlich über dem DC-Wert, um kurze Stromspitzen aufzunehmen.
• DC-Durchlassstrom (I_F):30 mA. Dies ist der maximale empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Dauerbetrieb. Der typische Betriebszustand für die Prüfung der optischen Eigenschaften ist 20 mA.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Anlegen einer Sperrspannung über diesem Wert kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Betriebs- & Lagertemperatur:Das Bauteil kann in einem Umgebungstemperaturbereich von -30°C bis +85°C betrieben werden. Für die Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand erstreckt sich der Bereich von -40°C bis +85°C.
• Lötbedingungen:Die LED hält Infrarot-Reflow-Löten mit einer Spitzentemperatur von 260°C für eine Dauer von 10 Sekunden stand, was gängigen bleifreien (Pb-free) Lötprozessprofilen entspricht.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden bei einer Standard-Umgebungstemperatur von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben. Sie definieren die Leistung des Bauteils unter normalen Betriebsbedingungen.

• Lichtstärke (I_V):Liegt im Bereich von mindestens 45,0 mcd bis zu einem typischen Wert von 90,0 mcd. Die Intensität wird mit einer Sensor-Filter-Kombination gemessen, die der photopischen (CIE) menschlichen Augenempfindlichkeitskurve entspricht. Die tatsächliche Intensität unterliegt einem Binning-System (siehe Abschnitt 3).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte des auf der Mittelachse (0°) gemessenen Wertes abfällt. Ein derart großer Abstrahlwinkel ist typisch für Chip-LEDs mit linsenlosem (wasserklares) Gehäuse und bietet eine breite, diffuse Ausleuchtung.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):611 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts ihr Maximum erreicht. Sie definiert den wahrgenommenen Farbton des orangen Lichts.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):605 nm. Abgeleitet vom CIE-Farbdiagramm ist dies die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe des LED-Ausgangs am besten repräsentiert, welche ein Standard-Orange ist.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):17 nm. Dieser Parameter gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an. Es ist die Breite der spektralen Verteilung bei halber Maximalleistung. Ein Wert von 17 nm ist charakteristisch für AlInGaP-Materialien und bietet eine gute Farbsättigung.
• Durchlassspannung (V_F):Typischerweise 2,40 V, mit einem Maximum von 2,40 V bei I_F=20mA. Das Minimum ist mit 2,0 V spezifiziert. Dies ist der Spannungsabfall über der LED beim Durchleiten des spezifizierten Stroms.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung (V_R) von 5V. Dies zeigt den Leckstrom im gesperrten Zustand an.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz der Helligkeit über Produktionschargen hinweg sicherzustellen, wird die Lichtstärke der LTST-C281KFKT in Bins kategorisiert. Jeder Bin repräsentiert einen spezifischen Bereich von Intensitätswerten, gemessen unter der Standardtestbedingung von 20 mA Durchlassstrom.

Die Liste der Bin-Codes lautet wie folgt:

• Bin-Code P:45,0 mcd (Min) bis 71,0 mcd (Max)
• Bin-Code Q:71,0 mcd bis 112,0 mcd
• Bin-Code R:112,0 mcd bis 180,0 mcd
• Bin-Code S:180,0 mcd bis 280,0 mcd

Auf jeden Intensitäts-Bin wird eine Toleranz von +/-15% angewendet. Das bedeutet, dass jede einzelne LED innerhalb eines spezifischen Bins, zum Beispiel Bin Q, garantiert eine Intensität zwischen 71,0 mcd und 112,0 mcd aufweist, aber die tatsächliche Verteilung kann eine Streuung von ±15% um den nominalen Bin-Bereich haben. Entwickler sollten den geeigneten Bin basierend auf dem für ihre Anwendung erforderlichen Helligkeitsniveau unter Berücksichtigung dieser Toleranz auswählen.

4. Analyse der Kennlinien

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (z.B. Abb.1, Abb.6), kann ihr typisches Verhalten basierend auf der Technologie beschrieben werden.

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

Für eine AlInGaP-LED wie die LTST-C281KFKT ist die I-V-Beziehung exponentiell, ähnlich einer Standarddiode. Die Durchlassspannung (V_F) hat einen relativ niedrigen Temperaturkoeffizienten im Vergleich zu einigen anderen LED-Typen, nimmt aber bei gegebenem Strom mit steigender Sperrschichttemperatur dennoch leicht ab. Die spezifizierte V_Fvon 2,4V (typ) bei 20mA ist ein Schlüsselparameter für den Treiberschaltungsentwurf.

4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Die Lichtleistung (Lichtstärke) ist im normalen Betriebsbereich (bis zum DC-Maximum von 30mA) annähernd proportional zum Durchlassstrom. Die Effizienz kann jedoch bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter thermischer Effekte und des Droop-Effekts abnehmen. Der Betrieb beim typischen Wert von 20mA bietet eine gute Balance zwischen Helligkeit und Lebensdauer.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Wie alle LEDs ist die Leistung der LTST-C281KFKT temperaturabhängig. Mit steigender Sperrschichttemperatur nimmt die Lichtstärke typischerweise ab. Die dominante Wellenlänge (λ_d) kann mit steigender Temperatur ebenfalls eine leichte Rotverschiebung (Zunahme der Wellenlänge) erfahren, was zu einer subtilen Verschiebung der wahrgenommenen Farbe führen kann. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement in der Anwendung ist entscheidend, um eine konsistente optische Leistung aufrechtzuerhalten.

4.4 Spektrale Verteilung

Die spektrale Ausgabe ist um 611 nm (Spitze) zentriert mit einer Halbwertsbreite von 17 nm. Dies führt zu monochromatischem orangem Licht mit hoher Farbreinheit. Das Spektrum enthält nicht die breiten weißen Lichtkomponenten, die in phosphorkonvertierten weißen LEDs zu finden sind.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED weist einen EIA (Electronic Industries Alliance) Standard-Fußabdruck auf. Das charakteristische Merkmal ist ihr ultraflaches Profil mit einer Höhe (H) von 0,35 mm. Alle Maßzeichnungen geben die Maße in Millimetern an, mit einer Standardtoleranz von ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Das Gehäuse ist "wasserklar", was bedeutet, dass das Vergussmaterial transparent ist und keine streuende Linse besitzt, was zum großen 130-Grad-Abstrahlwinkel beiträgt.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Datenblatt enthält ein Diagramm, das die empfohlene Lötpad-Anordnung auf der Leiterplatte zeigt. Diese Anordnung zeigt typischerweise die Anoden- und Kathodenanschlüsse an. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb der LED essentiell. Das Anlegen einer Sperrspannung über dem Nennwert von 5V kann zu sofortigen Schäden führen.

5.3 Band- und Spulenverpackung

Die Bauteile werden auf 8 mm breitem, geprägtem Trägerband geliefert, das auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser-Spulen aufgewickelt ist. Dies ist eine Standardverpackung für die automatisierte SMD-Bestückung. Jede Spule enthält 5000 Stück. Das Band hat einen Deckelverschluss, um die Bauteile vor Kontamination zu schützen. Die Spezifikationen geben an, dass maximal zwei aufeinanderfolgende Bauteiltaschen leer sein dürfen und die Mindestbestellmenge für Restposten 500 Stück beträgt. Diese Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Standards.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Infrarot (IR) Reflow-Profil für bleifreie Prozesse wird bereitgestellt. Wichtige Parameter umfassen:

• Vorwärmen:Aufheizen auf eine Temperatur zwischen 150°C und 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden, um eine gleichmäßige Erwärmung und Lösungsmittelverdunstung aus der Lötpaste zu ermöglichen.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Die LED sollte der Spitzentemperatur maximal 10 Sekunden ausgesetzt sein. Das Profil ist so ausgelegt, dass es JEDEC-Standards entspricht, um zuverlässige Lötstellenbildung ohne Beschädigung des LED-Gehäuses zu gewährleisten. Es ist entscheidend, den Empfehlungen des Lötpastenherstellers zu folgen und eine platinenspezifische Charakterisierung durchzuführen, da unterschiedliche PCB-Designs und Materialien das thermische Profil beeinflussen.

6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Temperatur von maximal 300°C. Die Kontaktzeit für jede Lötstelle sollte auf maximal 3 Sekunden begrenzt werden, und dies sollte nur einmal pro Pad durchgeführt werden, um thermische Belastung der LED zu vermeiden.

6.3 Lagerbedingungen

Eine ordnungsgemäße Lagerung ist entscheidend, um die Lötbarkeit aufrechtzuerhalten und feuchtigkeitsbedingte Schäden (Popcorning) während des Reflow zu verhindern.

• Verschlossene Verpackung:LEDs in ihrer original feuchtigkeitsgeschützten Beutel mit Trockenmittel sollten bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert werden. Die empfohlene Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt ein Jahr.
• Geöffnete Verpackung:Sobald die Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet ist, sollten die Bauteile bei ≤30°C und ≤60% RH gelagert werden. Es wird empfohlen, den IR-Reflow-Prozess innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) nach dem Öffnen abzuschließen.
• Längere offene Lagerung:Für eine Lagerung über 672 Stunden hinaus sollten die Bauteile in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator aufbewahrt werden. Wenn sie länger als 672 Stunden offen gelagert wurden, ist vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen.

6.4 Reinigung

Falls eine Nachlötreinigung erforderlich ist, sollten nur spezifizierte alkoholbasierte Lösungsmittel verwendet werden. Das Eintauchen der LED in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute ist akzeptabel. Die Verwendung nicht spezifizierter chemischer Reiniger kann das LED-Gehäusematerial beschädigen.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung für kleine Symbole oder Icons und Panelbeleuchtung in einer Vielzahl von Konsum- und Industrie-Elektronikgeräten. Beispiele sind Einschaltanleuchten an Routern/Modems, Hintergrundbeleuchtung für Tasten an Fernbedienungen oder Geräten und Statusleuchten an Computerperipheriegeräten. Ihr flaches Profil macht sie ideal für ultradünne Geräte wie moderne Smartphones, Tablets und Laptops, wo der Bauraum knapp ist.

7.2 Treiberschaltungsentwurf

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen, insbesondere wenn mehrere LEDs parallel geschaltet sind, wird dringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden. Eine einfache Treiberschaltung besteht aus einer Spannungsquelle (V_CC), einem Reihenwiderstand (R_S) und der LED. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, wobei V_Fdie Durchlassspannung der LED ist (für Designreserve 2,4V verwenden) und I_Fder gewünschte Betriebsstrom ist (z.B. 20mA). Diese Konfiguration bietet eine stabile Stromregelung und schützt die LED vor Stromspitzen.

7.3 Designüberlegungen

• ESD-Schutz:AlInGaP-LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Handhabungsverfahren müssen geeignete ESD-Vorsichtsmaßnahmen umfassen: Verwendung von Erdungsarmbändern, antistatischen Matten und geerdeter Ausrüstung. Die LED selbst verfügt möglicherweise nicht über integrierten ESD-Schutz, daher kann auf Schaltungsebene Schutz (z.B. Transientenspannungsunterdrückungsdioden) in ESD-gefährdeten Umgebungen notwendig sein.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 75 mW), ist eine ausreichende Wärmeableitung über die PCB-Kupferpads wichtig, um langfristige Zuverlässigkeit und konstante Lichtleistung zu gewährleisten, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder Betrieb nahe dem Maximalstrom.
• Optisches Design:Der große Abstrahlwinkel und das wasserklare Gehäuse bedeuten, dass Licht diffus abgestrahlt wird. Für Anwendungen, die einen stärker gerichteten Strahl erfordern, können externe Linsen oder Lichtleiter notwendig sein.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die LTST-C281KFKT unterscheidet sich hauptsächlich durch ihreultraflache Bauhöhe von 0,35mm, die dünner ist als viele Standard-Chip-LEDs (z.B. 0603- oder 0402-Gehäuse, die oft 0,55-0,65mm hoch sind). Dies ist ein entscheidender Vorteil für moderne tragbare und Wearable-Elektronik. Die Verwendung vonAlInGaP-Technologiebietet im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP eine höhere Lichtausbeute und bessere Temperaturstabilität für orange/rote Farben. Ihre Kompatibilität mit Standard-IR-Reflow für bleifreie ProzesseundBand- und Spulenverpackungmacht sie geeignet für die hochvolumige, automatisierte Fertigung und bietet eine kosteneffektive Lösung für die Massenproduktion.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED direkt von einem 3,3V- oder 5V-Logikausgang ansteuern?

A: Nein. Sie müssen einen Reihenstrombegrenzungswiderstand verwenden. Zum Beispiel, mit einer 3,3V-Versorgung und einem Zielstrom von 20mA, wäre der Widerstandswert ungefähr (3,3V - 2,4V) / 0,02A = 45 Ohm. Direktes Ansteuern würde wahrscheinlich den Maximalstrom überschreiten und die LED zerstören.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (611nm) und dominanter Wellenlänge (605nm)?

A: Die Spitzenwellenlänge ist der tatsächliche höchste Punkt auf der spektralen Ausgangskurve. Die dominante Wellenlänge ist ein berechneter Wert aus der Farbwissenschaft, der die wahrgenommene Farbe als einzelne Wellenlänge repräsentiert. Für diese orange LED liegen beide Werte nahe beieinander, was eine gesättigte Farbe bestätigt.

F3: Der Bin-Code ist "Q". Welche genaue Helligkeit kann ich erwarten?

A: Sie können eine Lichtstärke zwischen 71,0 mcd und 112,0 mcd erwarten, gemessen bei 20mA. Aufgrund der +/-15% Toleranz des Bins könnte der tatsächliche Wert für jede einzelne LED irgendwo innerhalb dieses Bereichs liegen. Für kritische Anwendungen mit Helligkeitsabgleich können Tests und Sortierung erforderlich sein.

F4: Wie interpretiere ich den "130°" Abstrahlwinkel?

A: Das bedeutet, wenn Sie die LED direkt von oben (0°) betrachten, sehen Sie maximale Helligkeit. Wenn Sie sich von der Achse wegbewegen, nimmt die Helligkeit ab. Bei einem Winkel von 65° von der Mitte (130°/2) wird die Helligkeit die Hälfte des Achsenwertes betragen. Licht ist auch in Winkeln darüber hinaus noch sichtbar.

10. Praktischer Design- & Anwendungsfall

Fall: Entwurf einer Statusanzeige für einen tragbaren Bluetooth-Lautsprecher

Ein Entwickler benötigt eine stromsparende, helle orange LED, um den "Lade"-Status anzuzeigen. Die Hauptplatine des Lautsprechers hat eine Dickenbeschränkung, und die LED muss hinter einem dünnen Kunststoffdiffusor platziert werden.

Umsetzung:Die LTST-C281KFKT wird aufgrund ihrer 0,35 mm Höhe ausgewählt, die in den mechanischen Aufbau passt. Die Treiberschaltung nutzt die vorhandene 3,3V-Systemspannung. Ein 47 Ohm (Standardwert) Reihenwiderstand wird berechnet: (3,3V - 2,4V) / 0,02A ≈ 45 Ohm, was ~19mA liefert. Der große 130°-Abstrahlwinkel stellt sicher, dass das Ladelicht aus verschiedenen Blickwinkeln auf den Lautsprecher sichtbar ist. Die LED wird auf Band und Spule für die automatisierte Bestückung während der Serienfertigung geliefert. Der Entwickler spezifiziert beim Lieferanten Bin-Code R oder höher, um auch in gut beleuchteten Räumen eine hohe, sichtbare Helligkeit zu garantieren.

11. Einführung in das Technologieprinzip

Die LTST-C281KFKT basiert auf AlInGaP-Halbleitertechnologie. Dieses Material ist ein Verbindungshalbleiter aus der III-V-Gruppe. Wenn eine Durchlassspannung über den pn-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert. Ihre Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung von Aluminium, Indium, Gallium und Phosphid im Kristallgitter bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts vorgibt. Für diese LED ist die Bandlücke so ausgelegt, dass Photonen im orangen Spektrum (~605-611 nm) erzeugt werden. Das wasserklare Epoxid-Vergussmaterial schützt den Halbleiterchip, bietet mechanische Stabilität und wirkt als primäres optisches Element, das das Lichtaustrittsmuster formt.

12. Technologietrends

Der Trend bei Anzeige-LEDs wie der LTST-C281KFKT geht weiterhin in RichtungMiniaturisierung(kleinere Abmessungen und dünnere Profile), um schlankere Produktdesigns zu ermöglichen.Erhöhte Effizienz(mehr Lichtausbeute pro mA Strom) ist ein ständiger Treiber, der den Stromverbrauch in batteriebetriebenen Geräten reduziert. Es gibt auch einen Fokus aufverbesserte Farbkonsistenz und engere Binning, um den Anforderungen von Applikationen gerecht zu werden, bei denen mehrere LEDs perfekt übereinstimmen müssen. Darüber hinaus ist die Integration mitfortschrittlicher VerpackungstechnikundTreiber-ICsin Multi-Chip-Modulen ein aufkommender Trend für Smart-Lighting-Anwendungen, obwohl für einfache Anzeigen diskrete Bauteile wie diese LED weiterhin hochgradig kosteneffektiv und vielseitig bleiben.