LTST-C281KGKT-5A SMD LED Datenblatt - 0,35mm Bauhöhe - 1,7-2,3V Durchlassspannung - Grün - 75mW Leistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTST-C281KGKT-5A ist eine für moderne, kompakte Elektronikanwendungen konzipierte Oberflächenmontage-LED (SMD). Sie gehört zur Kategorie der ultraflachen Chip-LEDs und zeichnet sich durch eine bemerkenswert geringe Bauhöhe von nur 0,35 mm aus. Dies macht sie zur idealen Wahl für Anwendungen, bei denen Platzbeschränkungen kritisch sind, wie z.B. in ultradünnen Displays, Mobilgeräten und Wearable-Technologie.

Die LED nutzt für ihren lichtemittierenden Chip ein AlInGaP-Halbleitermaterial (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid). Diese Technologie ist für ihre hohe Lichtausbeute bekannt, insbesondere im grünen, gelben und roten Bereich des Spektrums. Das spezifische Modell LTST-C281KGKT-5A emittiert ein grünes Licht mit einer wasserklaren Linse, die das Licht nicht streut, was zu einem fokussierteren und intensiveren Strahl führt, der sich für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung und Panelbeleuchtung eignet.

Ihre Kernvorteile umfassen die Einhaltung der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), was sie zu einem umweltfreundlichen \"grünen Produkt\" macht. Sie ist in der industrieüblichen 8-mm-Tape-Verpackung auf 7-Zoll-Spulen verpackt, was die Kompatibilität mit in der Massenproduktion üblichen Hochgeschwindigkeits-Bestückungsautomaten gewährleistet. Darüber hinaus ist sie für Infrarot-Reflow-Lötprozesse ausgelegt, dem Standard für SMT-Montagelinien.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer ein dauerhafter Schaden am Bauteil auftreten kann. Ein Betrieb der LED unter diesen Bedingungen wird für zuverlässige Leistung nicht empfohlen.

• Verlustleistung (Pd):75 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse als Wärme abführen kann, ohne die maximale Sperrschichttemperatur zu überschreiten. Das Überschreiten dieses Limits birgt das Risiko thermischer Degradation.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):80 mA. Dies ist der maximale momentane Durchlassstrom, der nur unter gepulsten Bedingungen zulässig ist (spezifiziert bei 1/10 Tastverhältnis und 0,1 ms Pulsbreite). Er wird für kurze, hochintensive Blitze verwendet.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):30 mA. Dies ist der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich angelegt werden kann. Für die meisten Standard-Indikatoranwendungen ist ein Treiberstrom von 5-20 mA typisch.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung kann zum Durchbruch und Ausfall des LED-Übergangs führen.
• Betriebs- & Lagertemperatur:-30°C bis +85°C bzw. -40°C bis +85°C. Diese Bereiche definieren die Umgebungsbedingungen für zuverlässigen Betrieb und Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C) gemessen und definieren die Leistung der LED.

• Lichtstärke (I_V):4,5 - 28,0 mcd (typisch). Gemessen bei einem Durchlassstrom (I_F) von 5 mA. Die große Bandbreite ist auf das Binning-System zurückzuführen (erläutert in Abschnitt 3). Die Intensität wird mit einem Filter gemessen, der der photopischen (menschlichen Augen) Empfindlichkeitskurve entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwerts (auf der Achse) abfällt. Ein 130°-Winkel zeigt ein sehr breites Abstrahlverhalten an.
• Spitzenwellenlänge (λ_P):574 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung ihr Maximum erreicht.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):567,5 - 576,5 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe definiert. Sie wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und ist der Schlüsselparameter für die Farbangabe.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm (typisch). Die Breite des Emissionsspektrums bei halber maximaler Intensität. Eine schmalere Breite zeigt eine spektral reinere Farbe an.
• Durchlassspannung (V_F):1,7 - 2,3 V bei I_F=5 mA. Der Spannungsabfall über der LED bei Stromfluss. Dieser Bereich unterliegt ebenfalls dem Binning.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (max.) bei V_R=5 V. Ein kleiner Leckstrom, der fließt, wenn die LED innerhalb ihrer Maximalwerte in Sperrrichtung vorgespannt ist.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Massenproduktion zu gewährleisten, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die LTST-C281KGKT-5A verwendet ein dreidimensionales Binning-System für Schlüsselparameter.

3.1 Durchlassspannungs-Binning (Einheit: V @5mA)

LEDs werden basierend auf ihrem Durchlassspannungsabfall sortiert, um gleichmäßige Helligkeit bei Ansteuerung durch eine Konstantspannungsquelle oder in Parallelschaltung zu gewährleisten.

• Bin E2:1,70 V (Min.) - 1,90 V (Max.)
• Bin E3:1,90 V (Min.) - 2,10 V (Max.)
• Bin E4:2,10 V (Min.) - 2,30 V (Max.)
• Toleranz pro Bin: ±0,1 V

3.2 Lichtstärke-Binning (Einheit: mcd @5mA)

Dieses Binning stellt eine vorhersagbare Mindestlichtausbeute für einen gegebenen Treiberstrom sicher.

• Bin J:4,50 mcd (Min.) - 7,10 mcd (Max.)
• Bin K:7,10 mcd (Min.) - 11,20 mcd (Max.)
• Bin L:11,20 mcd (Min.) - 18,00 mcd (Max.)
• Bin M:18,00 mcd (Min.) - 28,00 mcd (Max.)
• Toleranz pro Bin: ±15 %

3.3 Dominante Wellenlängen-Binning (Einheit: nm @5mA)

Dieses kritische Binning kontrolliert den präzisen Farbton des emittierten Grüns.

• Bin C:567,50 nm (Min.) - 570,50 nm (Max.)
• Bin D:570,50 nm (Min.) - 573,50 nm (Max.)
• Bin E:573,50 nm (Min.) - 576,50 nm (Max.)
• Toleranz pro Bin: ±1 nm

Die vollständige Artikelnummer kann Codes enthalten, die angeben, welche Bins für eine bestimmte Bestellung geliefert werden.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im Datenblatt referenziert werden (Abb.1, Abb.6), sind ihre Implikationen für die LED-Technologie standardmäßig.

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

Die Beziehung ist exponentiell. Eine kleine Spannungserhöhung führt zu einem großen Stromanstieg. Deshalb müssen LEDs mit einem strombegrenzenden Mechanismus (Widerstand oder Konstantstromtreiber) angesteuert werden, um thermisches Durchgehen zu verhindern.

4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Die Lichtausbeute ist annähernd proportional zum Durchlassstrom, aber der Wirkungsgrad (Lumen pro Watt) nimmt typischerweise bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung ab.

4.3 Spektrale Verteilung

Die referenzierte Abb.1 würde eine gaußähnliche Kurve zeigen, die um 574 nm (Spitze) zentriert ist, mit einer Halbwertsbreite von 15 nm, was die monochromatische grüne Ausgabe des AlInGaP-Chips bestätigt.

4.4 Temperaturabhängigkeit

Die LED-Leistung ist temperaturabhängig. Die Durchlassspannung nimmt typischerweise mit steigender Temperatur ab (~2 mV/°C), während auch die Lichtstärke abnimmt. Der Betrieb innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs ist entscheidend für die Aufrechterhaltung von Leistung und Lebensdauer.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem EIA-Standardgehäuse (Electronic Industries Alliance). Wichtige Abmessungen sind die Gesamthöhe von 0,35 mm, Länge und Breite, wie in der detaillierten mechanischen Zeichnung definiert. Alle Toleranzen betragen ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Der Kathodenanschluss (Minuspol) ist typischerweise durch eine Markierung auf dem Gehäuse gekennzeichnet, wie z.B. eine Kerbe, einen Punkt oder eine grüne Markierung, wie im Abmessungsdiagramm gezeigt. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb essentiell.

5.3 Vorgeschlagenes Lötpad-Layout

Ein empfohlenes Land Pattern (Lötpad-Abdruck) wird bereitgestellt, um ein korrektes Löten und mechanische Stabilität während und nach dem Reflow-Prozess zu gewährleisten. Die Einhaltung dieses Layouts verhindert Tombstoning (Aufstellen des Bauteils) und sorgt für gute Lötfilets.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Infrarot-Reflow-Lötprofil

Die LED ist für bleifreie Lötprozesse qualifiziert. Das vorgeschlagene Profil umfasst:

• Vorwärmen:Anstieg auf 120-150°C.
• Einweich-/Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden, um eine Temperaturstabilisierung über die gesamte Leiterplatte zu ermöglichen.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C. Die Bauteiltemperatur darf diesen Wert nicht überschreiten.
• Zeit oberhalb Liquidus (TAL):Empfohlen maximal 5 Sekunden bei Spitzentemperatur. Die LED kann diesen Reflow-Zyklus maximal zweimal überstehen.

6.2 Handlöten

Falls manuelles Löten notwendig ist:

• Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Anschluss.
• Limit:Nur ein Lötzyklus.

6.3 Lagerung & Handhabung

• Lagerbedingungen:Empfohlen bei ≤30°C und ≤60 % relativer Luftfeuchtigkeit.
• Feuchtigkeitssensitivität:LEDs, die aus ihrer originalen, trockenen Verpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) reflow-gelötet werden. Bei längerer Lagerung ist vor dem Löten ein Ausheizen bei 60°C für mindestens 20 Stunden erforderlich, um \"Popcorning\" (Gehäuserissbildung durch verdampfende Feuchtigkeit) zu verhindern.
• Reinigung:Falls Reinigung erforderlich ist, nur spezifizierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute verwenden. Andere Chemikalien können die Kunststofflinse beschädigen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Tape- und Reel-Spezifikationen

Das Produkt wird in geprägter Trägerbandverpackung geliefert:

• Bandbreite: 8mm.
• Spulendurchmesser:7 Zoll.
• Menge pro Spule:5000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Verpackungsstandard:Entspricht ANSI/EIA-481.
• Leere Taschen sind mit Deckband versiegelt. Maximal zwei aufeinanderfolgende fehlende Bauteile sind zulässig.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Strom-, Verbindungs- oder Funktionsstatusleuchten in Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten und Industrie-Bedienfeldern.
• Hintergrundbeleuchtung:Für Tastaturen, Symbole oder kleine LCD-Displays in Mobilgeräten und Instrumentierung.
• Panelbeleuchtung:In flachen Armaturenbrettern für Automobile, Steueroberflächen oder medizinischen Geräten.
• Dekorative Beleuchtung:In kompakten Schildern oder Akzentbeleuchtung, wo ein dünnes Bauformat benötigt wird.

8.2 Schaltungsdesign-Überlegungen

Kritisch: LEDs sind stromgesteuerte Bauteile.

• Empfohlene Treiberschaltung (Schaltung A):Verwenden Sie einen seriellen strombegrenzenden Widerstand für jede LED, selbst wenn mehrere LEDs parallel an eine Spannungsquelle angeschlossen sind. Dies kompensiert die natürliche Variation der Durchlassspannung (V_F) zwischen einzelnen LEDs und gewährleistet gleichmäßige Helligkeit. Der Widerstandswert wird berechnet als R = (V_versorgung- V_F) / I_F.
• Nicht empfohlen (Schaltung B):Das direkte Parallelschalten mehrerer LEDs ohne individuelle Strombegrenzung wird nicht empfohlen. Geringe Unterschiede in V_Fführen zu einer ungleichmäßigen Stromverteilung, was zu erheblichen Helligkeitsunterschieden und potenziellem Überstrom in der LED mit der niedrigsten V_F.
• Konstantstromtreiber:Für höchste Präzision und Effizienz, insbesondere in Display- oder Beleuchtungsanwendungen, wird ein dedizierter Konstantstrom-LED-Treiber-IC empfohlen.

9. Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

Die AlInGaP-Halbleiterstruktur ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. ESD kann sofortigen Ausfall oder versteckte Schäden verursachen, die die Lebensdauer verkürzen.

Verpflichtende ESD-Vorsichtsmaßnahmen:

• Bedienpersonal muss beim Umgang mit LEDs ein geerdetes Handgelenkband oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Arbeitsplätze, Werkzeuge und Geräte müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Lagern und transportieren Sie LEDs in antistatischer Verpackung.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich während der Handhabung auf der Kunststofflinse ansammeln können.

10. Technischer Vergleich & Differenzierung

Das primäre Unterscheidungsmerkmal der LTST-C281KGKT-5A ist ihre0,35 mm ultraflache Bauhöhe. Verglichen mit Standard-SMD-LEDs (z.B. 0603- oder 0805-Gehäuse, die oft 0,6-0,8 mm hoch sind), stellt dies eine Reduzierung der Höhe um über 50 % dar. Dies ist ein entscheidender Vorteil für Anwendungen, die die Grenzen der Gerätedünnheit ausreizen.

Ihre Verwendung vonAlInGaP-Technologiefür grünes Licht bietet im Vergleich zu älteren Technologien wie traditionellen GaP (Galliumphosphid) grünen LEDs, die typischerweise weniger hell sind und einen gelblicheren Grünton haben können, eine höhere Effizienz und bessere Farbstabilität über Zeit und Temperatur.

11. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

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

Nein, nicht direkt.Sie müssen immer einen seriellen strombegrenzenden Widerstand verwenden. Zum Beispiel, mit einer 5V-Versorgung, einer V_Fvon 2,0 V und einem gewünschten I_Fvon 5 mA: R = (5 V - 2,0 V) / 0,005 A = 600 Ω. Ein 560-Ω- oder 620-Ω-Standardwiderstand wäre geeignet.

11.2 Warum gibt es eine so große Bandbreite bei der Lichtstärke (4,5 bis 28 mcd)?

Dies liegt an der Produktionsstreuung und dem Binning-System. Bei der Bestellung können Sie die für Ihre Anwendung erforderliche Intensitätsklasse (J, K, L, M) angeben, um ein Mindesthelligkeitsniveau zu garantieren.

11.3 Was bedeutet \"wasserklare\" Linse?

Es bedeutet, dass das Linsenmaterial transparent und nicht gestreut ist. Das emittierte Licht erscheint als deutlicher, heller Punkt. Für einen breiteren, stärker gestreuten Strahl würde ein diffuser (milchiger) Linsentyp verwendet, der jedoch typischerweise die achsenparallele Lichtstärke reduziert.

11.4 Wie interpretiere ich die Artikelnummer LTST-C281KGKT-5A?

Während die vollständige Namenskonvention proprietär ist, enthalten typische Elemente: \"LTST\" (Produktfamilie), \"C281\" (Gehäusegröße/-stil), \"K\" (wahrscheinlich Intensitäts-Bin), \"GK\" (wahrscheinlich Farb-/Wellenlängen-Bin), \"T\" (Tape- und Reel-Verpackung) und \"5A\" (Revision oder Variante).

12. Design-in Fallstudie

Szenario:Entwurf einer Statusanzeige für eine neue Smartwatch. Die Hauptplatine hat eine Dickenbeschränkung von 1,0 mm, und die Anzeige muss unter verschiedenen Lichtverhältnissen sichtbar sein.

Auswahlbegründung:Die 0,35 mm Höhe der LTST-C281KGKT-5A ermöglicht es ihr, bequem in den gestapelten Schichten der Uhr-Montage (Leiterplatte, LED, Lichtleiter, Außenlinse) unterzubringen. Die hohe Effizienz des AlInGaP-Chips gewährleistet ausreichende Helligkeit (Auswahl von Bin L oder M), um im Freien gesehen zu werden, bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch, was für die Akkulaufzeit entscheidend ist. Der breite 130°-Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Anzeige aus verschiedenen Blickwinkeln beim Blick auf das Handgelenk sichtbar ist. Die Kompatibilität mit IR-Reflow ermöglicht es, sie gleichzeitig mit allen anderen SMD-Bauteilen auf der Hauptplatine zu löten, was die Montage vereinfacht.

13. Funktionsprinzip

Licht wird durch einen Prozess namens Elektrolumineszenz innerhalb des AlInGaP-Halbleiterchips erzeugt. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Einschaltspannung der Diode überschreitet, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich (die \"Quantengrube\") injiziert. Wenn sich ein Elektron mit einem Loch rekombiniert, wird Energie in Form eines Photons (Lichtteilchen) freigesetzt. Die spezifische Zusammensetzung der Aluminium-, Indium-, Gallium- und Phosphid-Atome im Kristallgitter bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts vorgibt. Für die LTST-C281KGKT-5A ist diese Zusammensetzung darauf abgestimmt, Photonen im grünen Spektrum (~574 nm) zu erzeugen.

14. Technologietrends

Der Trend bei Indikator- und Hintergrundbeleuchtungs-LEDs geht weiterhin in RichtungMiniaturisierung und gesteigerter Effizienz. Die 0,35 mm Höhe dieses Bauteils repräsentiert das anhaltende Streben nach dünneren Komponenten. Zukünftige Entwicklungen könnten sich auf noch dünnere Gehäuse, höhere Lichtausbeute (mehr Lichtausbeute pro Watt elektrischer Eingangsleistung) und verbesserte Farbwiedergabe oder die Entwicklung neuer gesättigter Farben konzentrieren. Die Integration mit Treiberschaltungen oder die Schaffung von mehrfarbigen, adressierbaren Mikro-LED-Arrays in ultraflachen Formaten sind ebenfalls aktive Forschungs- und Entwicklungsbereiche, angetrieben durch die Anforderungen der Unterhaltungselektronik, Automobilbeleuchtung und fortschrittlicher Display-Technologien.