LTW-C191TL5 Weiße SMD LED Datenblatt - Abmessungen 1,6x0,8x0,55mm - Spannung 2,7-3,15V - Leistung 70mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTW-C191TL5 ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED), die für moderne, kompakte Elektronikanwendungen konzipiert ist. Sie gehört zur Klasse der ultraflachen Chip-LEDs und zeichnet sich durch eine bemerkenswert geringe Bauhöhe von nur 0,55 mm aus. Dies macht sie zur idealen Wahl für Anwendungen, bei denen Platzbeschränkungen kritisch sind, wie z.B. in ultradünnen Displays, für die Hintergrundbeleuchtung mobiler Geräte und als Anzeigeleuchten auf hochintegrierten Leiterplatten.

Die Kerntechnologie basiert auf Indiumgalliumnitrid (InGaN), das die Erzeugung von hellem weißem Licht ermöglicht. Die LED ist auf industrieüblichem 8-mm-Trägerband verpackt, das auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen aufgewickelt ist, um Kompatibilität mit schnellen automatischen Bestückungsanlagen zu gewährleisten. Dieses Verpackungsformat ist für die Serienfertigung unerlässlich, da es eine effiziente Handhabung und Platzierung während des Fertigungsprozesses ermöglicht.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Die LTW-C191TL5 hat eine maximale Verlustleistung von 70 mW bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (DC) beträgt 20 mA. Für gepulsten Betrieb ist unter bestimmten Bedingungen ein Spitzen-Durchlassstrom von 100 mA zulässig: ein Tastverhältnis von 1/10 und eine Pulsbreite von 0,1 ms. Das Bauteil hält eine Sperrspannung von bis zu 5 V aus, obwohl ein Dauerbetrieb unter Sperrvorspannung verboten ist. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -20°C und +80°C, während der Lagertemperaturbereich mit -55°C bis +105°C weiter gefasst ist. Ein kritischer Parameter für die Bestückung ist die Infrarot-Lötbedingung, die mit maximal 260°C für 10 Sekunden angegeben ist.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 5 mA, einer gängigen Testbedingung. Die Lichtstärke (Iv) reicht von einem Minimum von 45,0 Millicandela (mcd) bis zu einem typischen Maximum von 180,0 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 130 Grad und bietet ein breites Beleuchtungsfeld. Die Farbwertkoordinaten, die den Farbort des weißen Lichts im CIE-1931-Diagramm definieren, liegen typischerweise bei x=0,31 und y=0,32. Die Durchlassspannung (VF) liegt beim Teststrom zwischen 2,70 V und 3,15 V. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 10 µA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5 V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs anhand wichtiger elektrischer und optischer Parameter in Bins (Sortierklassen) eingeteilt. Die LTW-C191TL5 verwendet ein dreidimensionales Binning-System.

3.1 Durchlassspannungs-Binning (VF)

LEDs werden anhand ihrer Durchlassspannung bei IF=5mA in drei VF-Bins (A, B, C) kategorisiert. Bin A umfasst 2,70 V bis 2,85 V, Bin B 2,85 V bis 3,00 V und Bin C 3,00 V bis 3,15 V. Für jedes Bin gilt eine Toleranz von ±0,1 V.

3.2 Lichtstärke-Binning (IV)

LEDs werden anhand ihrer Lichtleistung in drei IV-Bins (P, Q, R) sortiert. Bin P reicht von 45,0 bis 71,0 mcd, Bin Q von 71,0 bis 112,0 mcd und Bin R von 112,0 bis 180,0 mcd. Für jedes Bin gilt eine Toleranz von ±15 %.

3.3 Farbton-Binning

Dies ist das komplexeste Bin, das den weißen Farbort definiert. Die Bins werden durch Vierecke im CIE-1931-Farbtafeldiagramm definiert. Das Datenblatt listet Koordinaten für die Bins A0, B3, B4, B5, B6 und C0 auf. Beispielsweise ist Bin B5 durch die Koordinaten (x,y) definiert: (0,296, 0,276), (0,311, 0,294), (0,307, 0,315), (0,287, 0,295). Für jede (x, y)-Koordinate innerhalb eines Bins gilt eine Toleranz von ±0,01. Das bereitgestellte Diagramm stellt diese Bins visuell dar und zeigt ihre Position relativ zum Weißpunktbereich.

4. Analyse der Kennlinien

Während das PDF auf Seite 4 typische elektrische/optische Kennlinien anzeigt, sind die spezifischen Graphen (z.B. IV-Kennlinie, relative Intensität vs. Temperatur, Spektralverteilung) im bereitgestellten Text nicht enthalten. Typischerweise zeigen solche Kurven den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom und -spannung, wie die Lichtstärke mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt und die spektrale Leistungsverteilung des emittierten weißen Lichts. Diese Graphen sind für Entwickler entscheidend, um das Verhalten des Bauteils unter nicht standardmäßigen Betriebsbedingungen zu verstehen.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 LED-Gehäuseabmessungen

Die LED hat einen EIA-Standard-Gehäusefußabdruck. Wichtige Abmessungen sind eine Bauteillänge von ca. 1,6 mm und eine Breite von 0,8 mm, wobei die ultraflache Höhe von 0,55 mm das herausragende Merkmal ist. Detaillierte Maßzeichnungen würden die Lage der Lötpads, die Linsenform und die Kennzeichnung von Kathode/Anode spezifizieren.

5.2 Vorgeschlagenes Lötpad-Layout

Ein empfohlenes Land Pattern (Fußabdruck) für die Leiterplatte wird bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellen während des Reflow-Lötens zu gewährleisten. Dieses Muster ist etwas größer als das Bauteil selbst, um Lötfilets aufzunehmen.

5.3 Trägerband- und Spulenverpackungsabmessungen

Das Bauteil wird in geprägter Trägerbandverpackung mit einer Breite von 8 mm geliefert. Das Band ist auf eine Standard-7-Zoll (178 mm) Durchmesser-Spule aufgewickelt. Wichtige Spezifikationen sind: 5000 Stück pro volle Spule, eine Mindestpackmenge von 500 Stück für Teilespulen und maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Bauteile (Taschen) im Band. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Standards.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das empfohlene Infrarot (IR)-Reflow-Profil ist kritisch. Die Spitzentemperatur sollte 260°C nicht überschreiten, und die Zeit oberhalb von 260°C sollte maximal 10 Sekunden betragen. Ein Vorwärmen im Bereich von 150-200°C für bis zu 120 Sekunden wird empfohlen, um thermischen Schock zu minimieren. Das Profil sollte für die spezifische Leiterplattenbestückung charakterisiert werden.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung notwendig ist, sollte die Lötkolbentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit pro Pad auf maximal 3 Sekunden begrenzt werden. Handlötung sollte nur einmal durchgeführt werden.

6.3 Lagerung und Handhabung

Die LEDs sind feuchtigkeitsempfindlich. In der original versiegelten Feuchtigkeitssperrbeutel (mit Trockenmittel) sollten sie bei ≤30°C und ≤90 % r.F. gelagert und innerhalb eines Jahres verwendet werden. Sobald der Beutel geöffnet ist, sollte die Lagerumgebung ≤30°C und ≤60 % r.F. betragen. Bauteile, die länger als 672 Stunden (4 Wochen) der Umgebungsluft ausgesetzt waren, sollten vor dem Reflow-Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet (gebaked) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning"-Schäden während des Lötens zu verhindern. Für eine längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels sollte ein versiegelter Behälter mit Trockenmittel oder ein Stickstoff-Exsikkator verwendet werden.

6.4 Reinigung

Wenn nach dem Löten eine Reinigung 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. Nicht spezifizierte Chemikalien können die Epoxidlinse oder das Gehäuse beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standard-Verpackungshierarchie ist: LEDs auf Band → Band auf 7"-Spule → Spule(n) in einer Feuchtigkeitssperrbeutel (mit Trockenmittel) → Beutel in einem Innenkarton → Innenkarton(s) in einem Außenkarton. Maximal 3 Sperrbeutel können in einem Innenkarton sein, und maximal 21 Innenkartons können in einem Außenkarton sein. Die Artikelnummer LTW-C191TL5 folgt der internen Namenskonvention des Herstellers, wobei "LTW" wahrscheinlich eine weiße LED anzeigt und "C191" den Gehäusetyp und die Serie bezeichnet.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Das ultraflache Profil macht diese LED ideal für: Hintergrundbeleuchtung in ultradünnen LCD-Displays für Smartphones, Tablets und Monitore; Statusanzeigen in Wearables und ultraportablen Elektronikgeräten; dekorative Beleuchtung in dünnen Konsumgütern; und Panelanzeigen in Netzwerk- und Kommunikationsgeräten, wo der Platz auf der Leiterplatte begrenzt ist.

8.2 Designüberlegungen

Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle, um den Durchlassstrom auf maximal 20 mA DC zu begrenzen. Ein Betrieb beim typischen Teststrom von 5 mA sorgt für eine längere Lebensdauer und bessere Stabilität.

Thermisches Management:Obwohl klein, erzeugt die LED Wärme. Sorgen Sie für ausreichende thermische Entlastung im Leiterplatten-Pad-Design, insbesondere bei Betrieb nahe dem Maximalstrom oder bei hohen Umgebungstemperaturen. Der Derating-Faktor von 0,25 mA/°C oberhalb von 25°C muss berücksichtigt werden.

ESD-Schutz:Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Implementieren Sie ESD-sichere Handhabungsverfahren, einschließlich der Verwendung geerdeter Handgelenkbänder und Arbeitsplätze, während der Montage und Installation.

Optisches Design:Der breite Abstrahlwinkel von 130 Grad bietet diffuse Beleuchtung. Für fokussiertes Licht können externe Linsen oder Lichtleiter erforderlich sein.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der primäre differenzierende Vorteil der LTW-C191TL5 ist ihre Höhe von 0,55 mm, die deutlich geringer ist als bei vielen Standard-SMD-LEDs (z.B. 0603- oder 0805-Gehäuse, die oft >0,8 mm hoch sind). Dies ermöglicht Designs in zunehmend dünneren Endprodukten. Die Verwendung von InGaN-Technologie bietet für eine weiße LED hohe Effizienz und gute Farbwiedergabe. Das umfassende Binning-System bietet Entwicklern die Möglichkeit, LEDs für konsistente Farbe und Helligkeit in ihren Anwendungen auszuwählen, was für Multi-LED-Arrays in der Hintergrundbeleuchtung oder bei Beschilderung kritisch ist.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 20 mA betreiben?

A: Ja, 20 mA ist der maximal zulässige Dauer-DC-Strom. Für optimale Langlebigkeit und Effizienz wird jedoch empfohlen, sie mit einem niedrigeren Strom wie 5-10 mA zu betreiben.

F: Was ist der Zweck der verschiedenen VF- und IV-Bins?

A: Durch Binning können Sie LEDs mit sehr ähnlichen elektrischen und optischen Eigenschaften auswählen. Dies ist entscheidend für Anwendungen mit mehreren LEDs, bei denen gleichmäßige Helligkeit und Farbe erforderlich sind, um sichtbare Unterschiede zwischen einzelnen LEDs zu vermeiden.

F: Wie interpretiere ich die Farbton-Bin-Koordinaten?

A: Die (x,y)-Koordinaten platzieren den Weißpunkt der LED im CIE-Farbtafeldiagramm. Bins wie B5 oder C0 repräsentieren verschiedene Regionen von "Weiß", von kälteren (bläulicheren) bis wärmeren (gelblicheren) Farbtönen. Sie sollten ein Bin wählen, das den Farbtemperaturanforderungen Ihres Produkts entspricht.

F: Mein Reflow-Ofenprofil hat einen Peak von 250°C. Ist das akzeptabel?

A: Ja, ein Peak von 250°C liegt innerhalb der Spezifikation (max. 260°C). Stellen Sie stets sicher, dass die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur Ihres Lötpasten ausreichend für eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung ist.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fallbeispiel: Entwurf einer Statusanzeige für eine schlanke Smartwatch.

Die primäre Einschränkung ist die Z-Höhe. Das 0,55-mm-Profil der LTW-C191TL5 ermöglicht es, unter einer dünnen Diffusorschicht zu passen, ohne die Gesamtdicke des Uhrengehäuses zu erhöhen. Der Entwickler wählt LEDs aus Bin R für hohe Helligkeit und Bin B5 für eine konsistente, neutrale weiße Farbe. Ein Konstantstrom-LED-Treiber-IC wird verwendet, um der LED 8 mA zuzuführen, was ausreichende Helligkeit bietet, gleichzeitig die Akkulaufzeit schont und die Sperrschichttemperatur niedrig hält. Das Leiterplatten-Pad-Layout folgt der Datenblattempfehlung. Während der Montage durchläuft die Watch-Leiterplatte ein IR-Reflow-Löten mit einem sorgfältig profilierten Peak von 245°C für 8 Sekunden. Der breite Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Anzeigeleuchte aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar ist, wenn der Benutzer auf sein Handgelenk blickt.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Die LTW-C191TL5 basiert auf InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitertechnologie. In einer weißen LED emittiert der aktive Bereich typischerweise blaues Licht. Ein Teil dieses blauen Lichts wird dann durch eine Phosphorbeschichtung auf dem Halbleiterchip in längere Wellenlängen (gelb, rot) umgewandelt. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem phosphorkonvertierten gelben/roten Licht wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen. Die spezifischen Verhältnisse von Indium und Gallium in der InGaN-Legierung zusammen mit der Zusammensetzung und Dicke der Phosphorschicht bestimmen die endgültige Farbtemperatur und die Farbwertkoordinaten des emittierten weißen Lichts. Das ultraflache Gehäuse wird durch fortschrittliche Chip-Scale-Packaging-Techniken erreicht, die die Menge des umgebenden Einkapselungsmaterials um den Halbleiterchip minimieren.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Trend bei SMD-LEDs für Unterhaltungselektronik geht unaufhaltsam in Richtung Miniaturisierung und höherer Effizienz. Die 0,55-mm-Höhe dieses Bauteils stellt einen Schritt in der laufenden Reduzierung der Gehäuseprofile dar. Zukünftige Entwicklungen könnten sich auf eine weitere Verringerung des Platzbedarfs (z.B. Chip-Scale-Packages ohne sichtbares Gehäuse) bei gleichzeitiger Steigerung der Lichtausbeute (Lumen pro Watt) konzentrieren. Es gibt auch einen starken Trend zu verbesserter Farbkonstanz und höheren Farbwiedergabeindex (CRI)-Werten, insbesondere für Beleuchtungsanwendungen. Darüber hinaus ist die Integration von Steuerschaltungen (wie PWM-Dimmung) innerhalb des LED-Gehäuses ein aufstrebender Bereich. Das Streben nach RoHS-Konformität und umweltfreundlicher Fertigung, wie in den Merkmalen dieser LED vermerkt, bleibt ein grundlegender Industriestandard.