LTST-C193KRKT-5A SMD LED Datenblatt - Abmessungen 1,6x0,8x0,35mm - Durchlassspannung 1,7-2,3V - Rot - 50mW Leistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für die LTST-C193KRKT-5A, eine ultraflache, oberflächenmontierbare Chip-LED für moderne, platzbeschränkte elektronische Anwendungen. Das Bauteil nutzt ein fortschrittliches AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitermaterial zur Erzeugung einer hochhellen roten Lichtausgabe. Die primären Designziele sind Miniaturisierung, Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsprozessen und zuverlässige Leistung unter Standardbetriebsbedingungen. Die LED wird auf industrieüblichem 8-mm-Band geliefert, das auf 7-Zoll-Rollen montiert ist, was eine Hochvolumen-Fertigungsbestückung erleichtert.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Die Leistung der LTST-C193KRKT-5A wird durch einen umfassenden Satz elektrischer, optischer und thermischer Parameter definiert, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):50 mW. Dies ist die maximale Gesamtleistung, die das Gehäuse als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(PEAK)):40 mA. Dieser Strom ist nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms zulässig.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):20 mA. Dies ist der maximal empfohlene Strom für Gleichstrombetrieb.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C. Das Bauteil ist in diesem Umgebungstemperaturbereich funktionsfähig.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +85°C.
• Infrarot-Reflow-Lötbedingung:Hält eine Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden stand, kompatibel mit bleifreien (Pb-freien) Bestückungsprozessen.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter definieren die Lichtausgabe und das elektrische Verhalten unter typischen Betriebsbedingungen (I_F= 5mA, Ta=25°C).

• Lichtstärke (I_V):Reicht von einem Minimum von 7,1 mcd bis zu einem Maximum von 45,0 mcd. Der tatsächliche Wert wird durch den Bin-Code bestimmt (siehe Abschnitt 3). Die Intensität wird mit einem Sensor gemessen, der gefiltert ist, um der photopischen (CIE) Augenempfindlichkeitskurve des Menschen zu entsprechen.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad. Dieser weite Abstrahlwinkel deutet auf ein lambertisches oder nahezu lambertisches Abstrahlmuster hin, geeignet für Anwendungen, die breite Ausleuchtung anstelle eines fokussierten Strahls erfordern.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):639 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung ihr Maximum erreicht.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):631 nm. Abgeleitet vom CIE-Farbdiagramm, repräsentiert diese einzelne Wellenlänge am besten die wahrgenommene Farbe (Rot) der LED.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit an; eine schmalere Breite würde eine monochromatischere Lichtquelle bedeuten.
• Durchlassspannung (V_F):Liegt bei 5mA zwischen 1,70 V und 2,30 V. Der spezifische Bereich wird durch den Durchlassspannungs-Bin-Code definiert.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung von 5V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf wichtigen Leistungsparametern in Bins sortiert. Die LTST-C193KRKT-5A verwendet ein zweidimensionales Binning-System.

3.1 Binning der Durchlassspannung

Die Einheiten werden basierend auf ihrem Durchlassspannungsabfall bei einem Prüfstrom von 5mA sortiert. Dies ermöglicht es Designern, LEDs mit ähnlichen elektrischen Eigenschaften für gleichmäßige Helligkeit bei Ansteuerung durch eine Konstantspannungsquelle auszuwählen oder die Berechnung des Vorwiderstands zu vereinfachen.

• Bin-Code E2: V_F= 1,70V - 1,90V
• Bin-Code E3: V_F= 1,90V - 2,10V
• Bin-Code E4: V_F= 2,10V - 2,30V
• Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±0,1V.

3.2 Binning der Lichtstärke

Dies ist der primäre Binning-Parameter, der LEDs nach ihrer Lichtausgabe bei 5mA kategorisiert. Designer können ein Bin auswählen, um spezifische Helligkeitsanforderungen zu erfüllen.

• Bin-Code K: I_V= 7,1 mcd - 11,2 mcd
• Bin-Code L: I_V= 11,2 mcd - 18,0 mcd
• Bin-Code M: I_V= 18,0 mcd - 28,0 mcd
• Bin-Code N: I_V= 28,0 mcd - 45,0 mcd
• Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±15%.

Eine vollständige Teilenummer enthält typischerweise diese Bin-Codes, um die genaue Leistungsklasse zu spezifizieren.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Daten im Datenblatt referenziert werden, können die typischen Zusammenhänge beschrieben werden:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Das AlInGaP-Material zeigt eine charakteristische Schwellspannung von etwa 1,7-2,3V, danach steigt der Strom exponentiell mit der Spannung an. Ein Konstantstromtreiber ist für eine stabile Lichtausgabe unerlässlich.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Die Intensität steigt im empfohlenen Betriebsbereich (bis 20mA) im Allgemeinen linear mit dem Strom an. Das Überschreiten des Maximalstroms führt zu Effizienzverlust und beschleunigtem Degradieren.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Wie bei allen LEDs nimmt die Lichtausgabe ab, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Ein ordnungsgemäßes Thermomanagement im Leiterplattendesign ist entscheidend für konstante Helligkeit und lange Lebensdauer.
• Spektrale Verteilung:Das Emissionsspektrum ist um 639 nm (Peak) zentriert mit einer typischen Halbwertsbreite von 20 nm, charakteristisch für AlInGaP rote LEDs, die hohe Effizienz und gute Farbsättigung bieten.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LTST-C193KRKT-5A verfügt über ein extraflaches Chip-Scale-Gehäuse.

• Gehäusehöhe (H):0,35 mm maximal. Diese ultraflache Bauform ist entscheidend für Anwendungen in schlanken Geräten wie Smartphones, Tablets und Ultraflach-Displays.
• Footprint:Das Gehäuse entspricht den EIA-Standardabmessungen für Chip-LEDs, was die Kompatibilität mit standardmäßigen Leiterplatten-Landmustern und automatisierten optischen Inspektionssystemen (AOI) sicherstellt.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Pad-Design

Das Datenblatt enthält eine detaillierte Maßzeichnung. Die Polarität wird typischerweise durch eine Markierung auf der Oberseite des Gehäuses oder ein asymmetrisches Pad-Design angezeigt (das Kathoden-Pad kann größer oder einzigartig geformt sein). Ein empfohlenes Lötpad-Layout wird bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellenbildung und korrekte Ausrichtung während des Reflow zu gewährleisten. Die empfohlene Schablonenstärke für die Lotpastenauftragung beträgt maximal 0,10 mm.

6. Richtlinien zum Löten und Bestücken

6.1 Reflow-Lötprofil

Die LED ist mit Infrarot (IR) Reflow-Lötprozessen kompatibel, insbesondere solchen, die für bleifreie (Pb-freie) Lotpaste ausgelegt sind. Ein empfohlenes Profil wird bereitgestellt, das im Allgemeinen JEDEC-Standards folgt:

• Vorwärmen:Anstieg von Umgebungstemperatur auf 150-200°C.
• Einweich-/Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden, um Flussmittel zu aktivieren und die Platintemperatur zu homogenisieren.
• Reflow (Liquidus):Die Spitzentemperatur darf 260°C nicht überschreiten.
• Zeit oberhalb Liquidus (TAL):Die Dauer bei oder über dem Schmelzpunkt des Lots sollte kontrolliert werden, mit maximal 10 Sekunden bei Spitzentemperatur.
• Anzahl der Reflow-Zyklen:Maximal zwei Mal.

Da thermische Profile von spezifischem Leiterplattendesign, Lotpaste und Ofen abhängen, sollte das bereitgestellte Profil als Ziel verwendet werden, und eine platinenbasierte Charakterisierung wird empfohlen.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung notwendig ist, muss äußerste Vorsicht walten:

• Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Pad.
• Anzahl der Male:Nur einmal. Wiederholtes Erhitzen kann die LED oder die Lötstelle beschädigen.

6.3 Reinigung

Es sollten nur spezifizierte Reinigungsmittel verwendet werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Kunststoffgehäuse beschädigen.

• Empfohlene Mittel:Ethylalkohol oder Isopropylalkohol.
• Vorgehensweise:Wenn nach dem Löten eine Reinigung notwendig ist, die LED bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eintauchen.

6.4 Lagerung und Handhabung

• ESD-Vorsichtsmaßnahmen (Elektrostatische Entladung):LEDs sind empfindlich gegenüber ESD. Verwenden Sie Handgelenkbänder, antistatische Matten und ordnungsgemäß geerdete Geräte während der Handhabung.
• Feuchtigkeitssensitivität:Das Gehäuse ist feuchtigkeitsempfindlich.
  • Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤90% rF. Innerhalb eines Jahres verwenden.
  • Geöffnete Verpackung:Für Bauteile, die aus der feuchtigkeitsdichten Beutel entnommen wurden, sollte die Lagerumgebung 30°C / 60% rF nicht überschreiten. Es wird empfohlen, den IR-Reflow innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) abzuschließen.
  • Verlängerte Lagerung/Baking:Wenn länger als 672 Stunden exponiert, ist vor dem Löten ein Backen bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden erforderlich, um "Popcorning" während des Reflow zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Band und Rolle

Das Produkt wird für die automatisierte Bestückung geliefert.

• Trägerbandbreite:8 mm.
• Rollen-Durchmesser:7 Zoll.
• Menge pro Rolle:5000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Verpackungsstandard:Entspricht ANSI/EIA-481 Spezifikationen. Leere Taschen sind mit Deckband versiegelt.
• Qualität:Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile im Band beträgt zwei.

8. Anwendungshinweise und Design-Überlegungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Die ultraflache Bauform und hohe Helligkeit machen diese LED geeignet für:

• Hintergrundbeleuchtung:Tastatur-, Symbol- oder kleine Display-Hintergrundbeleuchtung in Mobiltelefonen, Fernbedienungen und tragbaren Konsumelektronikgeräten.
• Statusanzeigen:Strom-, Lade-, Verbindungs- und Betriebsstatusanzeigen in einer Vielzahl von Geräten.
• Panel-Anzeigen:Beleuchtung von Tasten, Schaltern und Symbolen auf Bedienfeldern.
• Konsumelektronik:Allgemeine Beleuchtung und Signalisierung in Haushaltsgeräten, Büroausstattung und Kommunikationsgeräten.

Wichtiger Hinweis:Das Datenblatt spezifiziert, dass diese LEDs für gewöhnliche elektronische Geräte bestimmt sind. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (Luftfahrt, Medizin, Sicherheitssysteme), ist eine Konsultation mit dem Hersteller vor der Design-Integration erforderlich.

8.2 Ansteuerungsmethode und Schaltungsdesign

Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Um gleichmäßige Lichtstärke zu gewährleisten und Schäden zu verhindern, muss sie durch einen kontrollierten Strom, nicht durch eine Spannung, angesteuert werden.

• Konstantstrom-Ansteuerung:Die bevorzugte Methode. Verwenden Sie einen dedizierten LED-Treiber-IC oder eine einfache strombegrenzende Schaltung.
• Strombegrenzungswiderstand:Bei Verwendung einer Spannungsquelle (V_CC) ist ein Reihenwiderstand (R_S) zwingend erforderlich. Berechnen Sie ihn mit dem Ohmschen Gesetz: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Verwenden Sie die maximale V_Faus dem Bin, um sicherzustellen, dass I_Fselbst bei Bauteiltoleranzen das Limit nicht überschreitet.
• PWM-Dimmung:Zur Helligkeitssteuerung ist Pulsweitenmodulation (PWM) effektiv. Stellen Sie sicher, dass die Frequenz hoch genug ist, um sichtbares Flackern zu vermeiden (typischerweise >100 Hz).

8.3 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 50 mW), verlängert ein ordnungsgemäßes thermisches Design die Lebensdauer und erhält die Farbstabilität.

• Leiterplatten-Layout:Verwenden Sie thermische Entlastungspads, die mit einer Kupferfläche verbunden sind, um die Wärmeableitung zu unterstützen.
• Übersteuerung vermeiden:Betrieb bei oder nahe dem maximalen Gleichstrom (20 mA) erzeugt mehr Wärme. Eine Reduzierung des Betriebsstroms (z.B. auf 10-15 mA) verbessert die Lebensdauer und Zuverlässigkeit erheblich.

9. Technologie- und Materialübersicht

9.1 AlInGaP-Halbleitertechnologie

Die LTST-C193KRKT-5A verwendet einen AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Chip. Dieses Materialsystem ist bekannt für die Herstellung hocheffizienter LEDs im bernsteinfarbenen, roten und orangen Wellenlängenbereich. Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lichtausbeute (mehr Licht pro elektrischem Watt), bessere Temperaturstabilität und überlegene Langzeitzuverlässigkeit. Das "wasserklare" Linsenmaterial ermöglicht es, die wahre Farbe des Chips zu sehen, was zu einem gesättigten roten Erscheinungsbild führt.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Peak-Wellenlänge (λ_P):Die einzelne Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Es ist eine physikalische Messung aus dem Spektrum.
Dominante Wellenlänge (λ_d):Ein berechneter Wert aus den CIE-Farbkoordinaten, der die wahrgenommene Farbe repräsentiert. Für eine monochromatische Quelle sind sie identisch. Für LEDs mit einer spektralen Breite ist λ_ddas, was das menschliche Auge als Farbe wahrnimmt, und es ist der Standardparameter, der für das Farb-Binning verwendet wird.

10.2 Kann ich diese LED direkt mit einer 3,3V-Versorgung ansteuern?

Nein, Sie dürfen sie nicht direkt anschließen.Mit einer typischen V_Fvon ~2,0V würde das direkte Anschließen an 3,3V ohne Strombegrenzungswiderstand einen übermäßigen Stromfluss verursachen und die LED fast augenblicklich zerstören. Verwenden Sie immer einen Reihenwiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

10.3 Warum gibt es eine 672-Stunden (28-Tage) Bodenlebensdauer nach dem Öffnen der Beutel?

Das Kunststoffgehäuse der LED absorbiert Feuchtigkeit aus der Luft. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und einen Innendruck erzeugen, der das Gehäuse reißen lassen kann ("Popcorning"). Die 672-Stunden-Grenze ist die Zeit, die das Bauteil unter typischen Fabrikbedingungen (≤30°C/60% rF) exponiert sein kann, bevor dieses Risiko inakzeptabel wird. Darüber hinaus ist ein Backen erforderlich, um die Feuchtigkeit zu entfernen.

10.4 Wie wähle ich den korrekten Bin-Code aus?

Die Auswahl hängt von den Anforderungen Ihrer Anwendung ab:

• Für gleichmäßige Helligkeit in einem Array:Spezifizieren Sie denselben Lichtstärke-Bin (K, L, M, N) für alle Einheiten. Sie können auch denselben Durchlassspannungs-Bin (E2, E3, E4) spezifizieren, wenn Sie ein einfaches Widerstands-Ansteuerungsschema verwenden.
• Für kostenempfindliche Anwendungen:Ein breiteres Bin (z.B. K-N) kann akzeptabel und günstiger sein.
• Für präzise Farbanforderungen:Stellen Sie sicher, dass die Spezifikation der dominanten Wellenlänge Ihren Anforderungen entspricht. Das Datenblatt gibt einen typischen Wert an; für kritische Farbanwendungen konsultieren Sie den Hersteller für detaillierte Farb-Binning-Informationen.