LTW-C193DS5 SMD LED Datenblatt - 0,35 mm dünn - 3,15 V max. - 70 mW - Weiß - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer ultraflachen, oberflächenmontierbaren (SMD) Leuchtdiode (LED). Das Bauteil ist für Anwendungen konzipiert, die eine kompakte Bauform und eine hohe Helligkeit bei weißem Licht erfordern. Sein primärer Aufbau nutzt InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitertechnologie, die für eine effiziente Erzeugung von weißem Licht bekannt ist. Das Gehäuse ist außergewöhnlich dünn, was es für platzbeschränkte Designs in moderner Elektronik geeignet macht.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre Konformität mit Umweltvorschriften, Kompatibilität mit automatisierten Montageprozessen und Eignung für standardmäßige Infrarot-Reflow-Lötverfahren. Dies macht sie zur idealen Wahl für die Serienfertigung. Der Zielmarkt umfasst ein breites Spektrum an Konsum- und Industrielektronik, wo Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung oder allgemeine Beleuchtung auf minimalem Bauraum benötigt werden.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):70 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann, ohne dass die Leistung nachlässt oder ein Ausfall verursacht wird. Das Überschreiten dieses Limits riskiert thermisches Durchgehen.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):100 mA. Dies ist der maximal zulässige Momentanstrom unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite). Er liegt deutlich über dem Dauerstrom-Nennwert.
• DC-Durchlassstrom (I_F):20 mA. Dies ist der maximal empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb. Konstrukteure sollten typischerweise unterhalb dieses Werts arbeiten.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-20°C bis +80°C. Die Funktionsfähigkeit des Bauteils ist innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs garantiert.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-55°C bis +105°C. Das Bauteil kann ohne angelegte Spannung innerhalb dieses größeren Temperaturbereichs gelagert werden.
• Infrarot-Lötbedingung:260°C für 10 Sekunden. Dies definiert die Spitzentemperatur und das Zeitprofil, die das Gehäuse während des Reflow-Lötens aushalten kann.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden bei einer Standard-Umgebungstemperatur von 25°C gemessen und definieren die Leistung des Bauteils unter normalen Betriebsbedingungen.

• Lichtstärke (I_V):Reicht von 45,0 mcd (Minimum) bis 180,0 mcd (typisch) bei einem Prüfstrom (I_F) von 5 mA. Dies misst die vom menschlichen Auge wahrgenommene Helligkeit der Lichtabgabe unter Verwendung eines Filters, der der CIE photopischen Empfindlichkeitskurve entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Maximalwerts (auf der Achse) abfällt. Ein solch weiter Abstrahlwinkel deutet auf ein diffuseres, lambert-ähnliches Abstrahlmuster hin, das für die Flächenbeleuchtung geeignet ist.
• Farbwertkoordinaten (x, y):Typische Werte sind x=0,294, y=0,286 bei I_F= 5mA. Diese Koordinaten tragen die Farbe des weißen Lichts im CIE-1931-Farbtafeldiagramm ein und definieren seinen spezifischen Farbton oder seine "Weiße". Für diese Koordinaten gilt eine Toleranz von ±0,01.
• Durchlassspannung (V_F):Reicht von 2,70 V (Minimum) bis 3,15 V (Maximum) bei I_F= 5mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED, wenn sie Strom führt. Es ist ein kritischer Parameter für den Entwurf der Ansteuerschaltung (z.B. Berechnung des Vorwiderstands).
• Sperrstrom (I_R):10 µA (Maximum) bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Dieser Parameter dient nur Testzwecken; das Bauteil ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt. Das Anlegen von Sperrspannung in der Schaltung kann zu sofortigem Ausfall führen.

Wichtige Hinweise:Das Datenblatt betont die Empfindlichkeit gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Ein sachgemäßer Umgang mit Erdungsarmbändern und geerdeter Ausrüstung ist zwingend erforderlich. Das spezifizierte Messgerät für Farbwert und Lichtstärke ist ein CAS140B-Instrument.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Serienfertigung zu gewährleisten, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile mit eng kontrollierten Eigenschaften auszuwählen.

3.1 Binning der Durchlassspannung (V_F)

LEDs werden basierend auf ihrer Durchlassspannung bei 5mA in drei Klassen eingeteilt:

- Klasse A:2,70V - 2,85V

- Klasse B:2,85V - 3,00V

- Klasse C:3,00V - 3,15V

Die Toleranz für jede Klasse beträgt ±0,1V. Die Auswahl einer bestimmten Klasse gewährleistet eine gleichmäßige Helligkeit und Stromaufnahme in Parallelschaltungen.

3.2 Binning der Lichtstärke (I_V)

LEDs werden bei 5mA in drei Helligkeitsklassen sortiert:

- Klasse P:45,0 mcd - 71,0 mcd

- Klasse Q:71,0 mcd - 112,0 mcd

- Klasse R:112,0 mcd - 180,0 mcd

Die Toleranz für jede Klasse beträgt ±15%. Dies ermöglicht eine Auswahl basierend auf den erforderlichen Helligkeitsstufen.

3.3 Binning des Farbtons (Farbe)

Der Weißpunkt wird präzise über sechs Klassen (S1 bis S6) gesteuert, die durch Vierecke im CIE-1931-Farbtafeldiagramm definiert sind. Jede Klasse spezifiziert einen kleinen Bereich zulässiger x- und y-Koordinatenpaare. Der typische Wert (x=0,294, y=0,286) fällt in die Regionen S1 und S3. Für die Koordinaten gilt eine Toleranz von ±0,01. Dieses Binning ist entscheidend für Anwendungen, die eine konsistente weiße Farbe über mehrere LEDs hinweg erfordern, wie z.B. Display-Hintergrundbeleuchtung.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (z.B. Abb.6 für den Abstrahlwinkel), ermöglichen die bereitgestellten Daten eine konzeptionelle Analyse der Schlüsselbeziehungen.

• Strom vs. Lichtstärke (I-I_V-Kurve):Die Lichtstärke ist direkt proportional zum Durchlassstrom und folgt typischerweise bei niedrigeren Strömen einem nahezu linearen Zusammenhang, bevor sie bei höheren Strömen sättigt. Der Betrieb am empfohlenen 5mA-Testpunkt gewährleistet eine lineare und vorhersehbare Helligkeitssteuerung.
• Strom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Die I-V-Kennlinie einer LED ist exponentiell. Der spezifizierte V_F-Bereich bei 5mA ist kritisch. Eine kleine Spannungserhöhung kann zu einem großen Stromanstieg führen, weshalb Konstantstromquellen Konstantspannungsquellen vorzuziehen sind.
• Temperaturabhängigkeit:Die Lichtstärke von InGaN-LEDs nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab (thermische Löschung). Der Betriebstemperaturbereich von -20°C bis +80°C muss berücksichtigt werden, da sich Ausgangsleistung und Farbe bei Temperatur extremen verschieben können. Ein ordnungsgemäßes thermisches Management auf der Leiterplatte ist für die Aufrechterhaltung der Leistung unerlässlich.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED weist eine industrieübliche EIA-Gehäuseform auf. Das Hauptmerkmal ist ihr superflaches Profil von 0,35 mm. Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben mit einer Standardtoleranz von ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Detaillierte Maßzeichnungen sind im Datenblatt für den Leiterplatten-Footprint-Entwurf enthalten.

5.2 Lötpad-Layout

Recommended solder pad dimensions are provided to ensure reliable solder joint formation and proper alignment during reflow. A note suggests a maximum stencil thickness of 0.10mm for solder paste application, which is critical for controlling solder volume on such a small component.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Das Datenblatt enthält Markierungen oder Diagramme zur Identifizierung der Anoden- und Kathodenanschlüsse. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb des Bauteils unerlässlich. Das Anlegen einer umgekehrten Polarität kann die LED sofort zerstören.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötparameter

Ein detailliertes Infrarot (IR)-Reflow-Lötprofil wird empfohlen, basierend auf JEDEC-Standards:

- Vorwärmen:150–200°C

- Vorwärmzeit:maximal 120 Sekunden

- Spitzentemperatur:maximal 260°C

- Zeit oberhalb Liquidus:maximal 10 Sekunden (empfohlen für maximal zwei Reflow-Zyklen)

Diese Parameter sind darauf ausgelegt, die Lotpaste ordnungsgemäß zu schmelzen, ohne das LED-Gehäuse übermäßiger thermischer Belastung auszusetzen.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung erforderlich ist, ist äußerste Vorsicht geboten:

- Lötkolbentemperatur:maximal 300°C

- Kontaktzeit:maximal 3 Sekunden pro Pad

- Limit:Nur ein Lötzyklus

Längere Hitzeeinwirkung durch einen Lötkolben kann den Halbleiterchip oder das Kunststoffgehäuse leicht beschädigen.

6.3 Lager- und Handhabungsbedingungen

• Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤90% r.F. Innerhalb eines Jahres nach Öffnen der Feuchtigkeitsschutzbeutel verwenden.
• Geöffnete Verpackung:Für Bauteile, die aus der Trockenverpackung entnommen wurden, sollte die Umgebung 30°C / 60% r.F. nicht überschreiten. Es wird empfohlen, das IR-Reflow-Löten innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) abzuschließen.
• Längere Lagerung:Bauteile, die länger als 672 Stunden exponiert waren, sollten vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet (gebrannt) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein "Popcorning" während des Reflow-Lötens zu verhindern.

6.4 Reinigung

Es sollten nur spezifizierte Reinigungsmittel verwendet werden. Empfohlene Lösungsmittel sind Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur. Die LED sollte weniger als eine Minute eingetaucht werden. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Gehäusematerial oder die Optiklinse beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Band und Rolle

Die LEDs werden in industrieüblicher 8-mm-Trägerbandverpackung auf 7-Zoll (178 mm) Durchmesser großen Rollen geliefert. Diese Verpackung ist mit automatischen Bestückungsmaschinen kompatibel.

• Rollenmenge:5000 Stück pro volle Rolle.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Qualität:Das Band hat eine Deckfolie, und die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile (leere Taschen) beträgt zwei, gemäß ANSI/EIA 481-1-A-1994-Standards.

7.2 Interpretation der Artikelnummer

Die Artikelnummer LTW-C193DS5 enthält kodierte Informationen:

- LTW:Bezeichnet wahrscheinlich die Produktserie (Lite-On White).

- C193:Spezifische Bauteilkennung innerhalb der Serie.

- DS5:Könnte Gehäusetyp, Binning-Code oder andere Varianteninformationen angeben. Die genaue Aufschlüsselung sollte mit dem vollständigen Artikelnummernleitfaden des Herstellers bestätigt werden.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Strom-, Verbindungs- oder Aktivitätsleuchten in Unterhaltungselektronik (Router, Fernseher, Geräte).
• Hintergrundbeleuchtung:Randbeleuchtung für kleine LCD-Displays, Tastaturbeleuchtung.
• Dekorative Beleuchtung:Akzentbeleuchtung in flachen Geräten.
• Allgemeine Beschilderung:Schwache Beleuchtung, wo Platz knapp ist.

8.2 Kritische Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Immer einen Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle verwenden. Den Widerstandswert mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F berechnen. Den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt (3,15V) verwenden, um sicherzustellen, dass der Strom auch bei einer niedrigen V_F device.
• -LED nicht die Grenzwerte überschreitet.Thermisches Management:
• Obwohl die Verlustleistung gering ist (70mW), muss sichergestellt werden, dass die Leiterplatte ausreichende Wärmeableitung bietet, insbesondere wenn mehrere LEDs verwendet werden oder die Umgebungstemperaturen hoch sind. Kupferpads und thermische Durchkontaktierungen können helfen.ESD-Schutz:
• ESD-Schutzdioden in die mit der LED verbundenen Signalleitungen einbauen oder sicherstellen, dass die Ansteuerschaltung inhärenten Schutz bietet. Strikte ESD-Protokolle während Handhabung und Montage einhalten.Optisches Design:

Den 130-Grad-Abstrahlwinkel berücksichtigen. Für fokussiertes Licht kann eine Sekundäroptik (Linse) erforderlich sein. Die gelbe Linse des Gehäuses hilft, das Licht zu streuen und die spezifizierten Farbwertkoordinaten zu erreichen.

9. Technischer Vergleich und DifferenzierungIm Vergleich zu Standard-SMD-LEDs (z.B. 0603-, 0805-Gehäuse) ist das Hauptunterscheidungsmerkmal dieses Bauteils seine0,35 mm Dicke. Dies ist deutlich dünner als konventionelle Gehäuse und ermöglicht Designs in ultradünnen Produkten. Die Verwendung vonInGaN-Technologiefür weißes Licht bietet Vorteile in Effizienz und Farbstabilität gegenüber älteren Technologien wie phosphorkonvertierten blauen LEDs mit unterschiedlichen Strukturen. Seine Kompatibilität mit standardmäßigenIR-Reflow-Prozessenundautomatisierter Band-und-Rolle-Verpackung

macht es mit modernen, hochvolumigen SMT-Montagelinien kompatibel und reduziert die Fertigungskomplexität im Vergleich zu Durchsteck- oder manuell platzierten Bauteilen.

1. 10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)
   
   F: Kann ich diese LED direkt an eine 5V-Versorgung anschließen?_FA: Nein. Bei einer typischen V_Fvon ~3V würde ein direkter Anschluss an 5V zu übermäßigem Strom und sofortigem Ausfall führen. Sie müssen einen strombegrenzenden Widerstand verwenden. Zum Beispiel, für I
2. =5mA: R = (5V - 3,15V) / 0,005A = 370Ω. Den nächsthöheren Standardwert verwenden, z.B. 390Ω.
   
   F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzen-Durchlassstrom und DC-Durchlassstrom?
3. A: DC-Durchlassstrom (20mA) ist für Dauerbetrieb. Spitzen-Durchlassstrom (100mA) ist eine Kurzzeit-, gepulste Nennung für Multiplexing oder Tests. Ein kontinuierlicher Betrieb bei 100mA wird die LED zerstören.
   
   F: Warum sind die Lagerbedingungen für geöffnete Verpackungen so streng (672 Stunden)?
4. A: SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während der hohen Hitze des Reflow-Lötens kann diese Feuchtigkeit schnell verdampfen und innere Delamination oder Risse ("Popcorning") verursachen. Die 672-Stunden-Grenze und das Trocknungsverfahren mindern dieses Risiko.
   
   F: Wie interpretiere ich die Farbton-Binning-Codes (S1-S6)?

A: Diese Codes definieren einen kleinen Bereich im CIE-Farbdiagramm. Für eine konsistente Farbe über ein Panel hinweg sollten LEDs aus derselben Farbton-Binning-Klasse spezifiziert und verwendet werden. Das Mischen von Klassen kann zu sichtbar unterschiedlichen Weißtönen führen.

11. Praktischer Design- und Anwendungsfall

Szenario: Entwurf einer Statusanzeigetafel für ein Wearable-Gerät.

Das Gerät benötigt vier weiße LEDs zur Anzeige des Batteriestands. Der Platz ist extrem begrenzt, mit einer maximalen Bauteilhöhe von 0,5 mm.Lösung:

Die 0,35 mm dicke LTW-C193DS5 wird ausgewählt. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, werden alle vier LEDs aus derselben Lichtstärke-Klasse spezifiziert (z.B. Klasse Q). Um identische weiße Farbe zu garantieren, werden sie auch aus derselben Farbton-Klasse spezifiziert (z.B. S3). Die Ansteuerschaltung verwendet einen Mikrocontroller-GPIO-Pin mit einem 390Ω-Vorwiderstand pro LED (berechnet für eine 3,3V-Versorgung). Das Leiterplattenlayout umfasst thermische Entlastungspads, die mit einer kleinen Massefläche zur Wärmeableitung verbunden sind. Die LEDs werden nach allen anderen Reflow-Schritten platziert, um die thermische Belastung zu minimieren, wobei die 672-Stunden-Regel nach dem Öffnen der Verpackung eingehalten wird.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED erzeugt weißes Licht unter Verwendung eines InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleiterchips. InGaN-Materialien können Licht im blauen bis ultravioletten Spektrum emittieren. Um weißes Licht zu erzeugen, besteht die primäre Methode darin, einen blau emittierenden InGaN-Chip mit einer gelben Phosphorbeschichtung (Cer-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat oder YAG:Ce) zu kombinieren. Das blaue Licht des Chips regt den Phosphor an, der dann gelbes Licht emittiert. Die Kombination des verbleibenden blauen Lichts und des erzeugten gelben Lichts wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen. Dies wird als phosphorkonvertierte weiße LED bezeichnet. Die spezifische Mischung des Phosphors bestimmt die korrelierte Farbtemperatur (CCT) und die Farbwertkoordinaten (x, y) im CIE-Diagramm.

13. Branchentrends und EntwicklungenDer Trend bei Anzeige- und Miniaturbeleuchtungs-LEDs geht weiterhin in Richtungerhöhter Effizienz(mehr Lumen pro Watt),kleinerer Bauformen(reduzierter Bauraum und Dicke) undverbesserter Farbwiedergabe(höherer CRI - Farbwiedergabeindex, obwohl für diese Anzeige-LED nicht spezifiziert). Es gibt auch einen starken Drang zuhöherer Zuverlässigkeitundlängerer Lebensdauer