LTW-C191TLA SMD LED Datenblatt - 0,55mm Bauhöhe - 3,4V Durchlassspannung - Weiß - 70mW Leistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTW-C191TLA ist eine SMD-LED (Surface-Mount Device), die für moderne Elektronikanwendungen entwickelt wurde, die kompakte Bauformen und hohe Helligkeit erfordern. Dieses Produkt gehört zur Kategorie der ultraflachen Chip-LEDs und zeichnet sich durch eine bemerkenswert niedrige Bauhöhe von 0,55mm aus. Es nutzt InGaN-Technologie (Indiumgalliumnitrid) zur Erzeugung von weißem Licht und bietet eine ausgewogene Kombination aus Leistung und Miniaturisierung, die sich für platzbeschränkte Designs eignet.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre Konformität mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe), was sie zu einem umweltfreundlichen "Grünen Produkt" macht. Ihr superflaches Profil ermöglicht die Integration in immer schlankere Unterhaltungselektronik, Display-Hintergrundbeleuchtungen und Anzeigeanwendungen. Das Bauteil wird auf 8mm-Trägerband geliefert, das auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen aufgewickelt ist, und gewährleistet so Kompatibilität mit Hochgeschwindigkeits-Bestückungsautomaten, die in der Serienfertigung üblich sind. Darüber hinaus ist es für Standard-Infrarot-Rückflusslötprozesse ausgelegt, was eine zuverlässige Leiterplattenmontage ermöglicht.

Der Zielmarkt umfasst eine breite Palette von Branchen, darunter Unterhaltungselektronik (z.B. Smartphones, Tablets, Wearables), Automobilinnenraumbeleuchtung, allgemeine Beschilderung und Bedienfeldanzeigen, wo zuverlässige, helle und kompakte Lichtquellen unerlässlich sind.

2. Detaillierte technische Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Ein Betrieb des Bauteils über diese Grenzwerte hinaus kann dauerhafte Schäden verursachen. Die wichtigsten Werte sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert.

• Verlustleistung (Pd):70 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann, ohne Schaden zu nehmen.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(PEAK)):100 mA. Dies ist der maximal zulässige Momentanstrom, typischerweise unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite). Er liegt deutlich über dem Dauerstromwert.
• DC-Durchlassstrom (I_F):20 mA. Dies ist der empfohlene maximale Dauer-Durchlassstrom für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb.
• Derating-Faktor:0,25 mA/°C. Für Umgebungstemperaturen über 25°C muss der maximal zulässige DC-Durchlassstrom linear um diesen Faktor reduziert werden, um Überhitzung zu vermeiden.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Anlegen einer Sperrspannung über diesem Wert kann den LED-Übergang beschädigen.
• Betriebstemperaturbereich:-20°C bis +80°C. Der Umgebungstemperaturbereich, in dem die LED ordnungsgemäß funktionieren soll.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Der Temperaturbereich für die Lagerung im nicht betriebenen Zustand.
• Infrarot-Lötbedingung:260°C für 10 Sekunden. Die maximal empfohlene Spitzentemperatur und -zeit für das Reflow-Profil.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter definieren die Leistung der LED unter typischen Betriebsbedingungen (Ta=25°C, I_F=10mA).

• Lichtstärke (I_V):112,0 - 300,0 mcd (Millicandela). Dies ist ein Maß für die wahrgenommene Helligkeit der LED durch das menschliche Auge. Der große Bereich zeigt an, dass ein Binning-System verwendet wird (siehe Abschnitt 3). Die Messung folgt der CIE-Augenempfindlichkeitskurve.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Maximalwerts (auf der Achse) abfällt. Ein 130-Grad-Winkel zeigt ein breites, diffuses Lichtabstrahlmuster an.
• Farbwertkoordinaten (x, y):x=0,31, y=0,32. Diese Koordinaten im CIE-1931-Farbtafeldiagramm definieren den Weißpunkt (Farbe) des emittierten Lichts. Eine Toleranz von ±0,01 gilt.
• Durchlassspannung (V_F):2,80 - 3,40 V. Der Spannungsabfall über der LED bei einem Betriebsstrom von 10mA. Dieser Bereich unterliegt ebenfalls einem Binning.
• Sperrstrom (I_R):10 µA (max). Der kleine Leckstrom, der fließt, wenn die maximale Sperrspannung (5V) angelegt wird.

Hinweis zu elektrostatischer Entladung (ESD):Die LED ist empfindlich gegenüber statischer Elektrizität und Spannungsspitzen. Richtige ESD-Handhabungsverfahren, einschließlich der Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Matten und geerdeter Geräte, sind während der Handhabung und Montage zwingend erforderlich, um latente oder katastrophale Ausfälle zu verhindern.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um eine konsistente Leistung in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in "Bins" sortiert. Die LTW-C191TLA verwendet ein dreidimensionales Binning-System.

3.1 Binning der Durchlassspannung (V_F)

LEDs werden nach ihrem Durchlassspannungsabfall bei 10mA kategorisiert. Dies hilft bei der Auslegung konsistenter Stromtreiberschaltungen, insbesondere wenn mehrere LEDs in Reihe verwendet werden.

• Bin 2: V_F= 2,8V bis 3,0V
• Bin 3: V_F= 3,0V bis 3,2V
• Bin 4: V_F= 3,2V bis 3,4V

Die Toleranz für jedes Bin beträgt ±0,1V.

3.2 Binning der Lichtstärke (I_V)

LEDs werden nach ihrer Helligkeitsausgabe sortiert. Der Bin-Code ist auf der Verpackung markiert.

• Bin R1:112 mcd bis 146 mcd
• Bin R2:146 mcd bis 180 mcd
• Bin S1:180 mcd bis 240 mcd
• Bin S2:240 mcd bis 300 mcd

Die Toleranz für jedes Bin beträgt ±15%.

3.3 Binning des Farbtons (Farbe)

Weiße LEDs können leichte Schwankungen in der Farbtemperatur (warmweiß, kaltweiß usw.) aufweisen. Dies wird durch Farbwertkoordinaten (x, y) im CIE-1931-Diagramm definiert. Das Datenblatt definiert mehrere Farbton-Bins (A0, B3, B4, B5, B6, C0) mit spezifischen Koordinatengrenzen. Eine grafische Darstellung im Farbtafeldiagramm zeigt die von diesen Bins abgedeckten Bereiche. Die Toleranz für den Farbton beträgt ±0,01 in beiden x- und y-Koordinaten. Dieses Binning ist entscheidend für Anwendungen, die ein einheitliches Farbbild über mehrere LEDs hinweg erfordern.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im Datenblatt referenziert werden (z.B. Abb.6 für den Abstrahlwinkel, Abb.1 für die Farbwertkoordinaten), können typische Leistungstrends aus den Parametern abgeleitet werden.

• Strom vs. Lichtstärke (I-V-Kurve):Für InGaN-LEDs nimmt die Lichtstärke im Allgemeinen mit dem Durchlassstrom zu, jedoch nicht linear. Ein Betrieb über dem empfohlenen DC-Strom (20mA) kann zu erhöhtem Effizienzabfall, höherer Sperrschichttemperatur und reduzierter Lebensdauer führen.
• Temperaturabhängigkeit:Die Lichtausbeute und die Durchlassspannung von LEDs sind temperaturabhängig. Mit steigender Sperrschichttemperatur nimmt die Lichtstärke typischerweise ab und die Durchlassspannung kann leicht sinken. Der Derating-Faktor von 0,25 mA/°C ist eine direkte Maßnahme, um diesen thermischen Effekt zu steuern.
• Spektrale Eigenschaften:Als InGaN-basierte weiße LED verwendet sie wahrscheinlich einen blau emittierenden Chip in Kombination mit einer Phosphorbeschichtung, um weißes Licht zu erzeugen. Die Farbwertkoordinaten (x=0,31, y=0,32) deuten auf einen Weißpunkt hin, der wahrscheinlich im "kaltweißen" oder "neutralweißen" Bereich liegt.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über einen EIA-Standard-Fußabdruck (Electronic Industries Alliance). Das wichtigste mechanische Merkmal ist ihre ultraflache Bauhöhe von 0,55mm. Detaillierte Maßzeichnungen sind im Datenblatt enthalten, alle Maße sind in Millimetern angegeben (Zoll in Klammern). Eine Standardtoleranz von ±0,10mm (.004") gilt, sofern nicht anders angegeben. Diese präzisen Abmessungen sind entscheidend für das Leiterplattenlayout und die korrekte Platzierung durch automatisierte Maschinen.

5.2 Lötpad-Layout und Polarität

Das Datenblatt enthält ein empfohlenes Lötpad-Layout (Land Pattern) für das Leiterplattendesign. Die Einhaltung dieses Musters gewährleistet eine zuverlässige Lötstellenbildung und eine korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses. Das LED-Gehäuse verfügt über Anoden- und Kathodenmarkierungen; die korrekte Polarität muss während der Montage beachtet werden, um die Funktionsfähigkeit des Bauteils sicherzustellen. Das Pad-Design unterstützt auch die Wärmeableitung vom LED-Chip.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Parameter für Reflow-Löten

Die LED ist mit Infrarot-Rückflusslötprozessen kompatibel. Die maximal empfohlene Bedingung ist eine Spitzentemperatur von 260°C für eine Dauer von nicht mehr als 10 Sekunden. Ein empfohlenes Profil beinhaltet eine Vorwärmphase bei 150-200°C für maximal 120 Sekunden. Es ist entscheidend zu beachten, dass die LED unter diesen Bedingungen nicht mehr als zwei Reflow-Zyklen ausgesetzt werden sollte. Für manuelles Löten mit einem Lötkolben sollte die Spitzentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit auf 3 Sekunden begrenzt sein, und zwar nur einmalig.

6.2 Lagerung und Handhabung

Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Die LEDs sind in einer feuchtigkeitssperrenden Beutel mit Trockenmittel verpackt. Während sie versiegelt sind, sollten sie bei ≤ 30°C und ≤ 90% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und innerhalb eines Jahres verwendet werden. Sobald der Beutel geöffnet ist, sollte die Lagerumgebung ≤ 30°C und ≤ 60% relative Luftfeuchtigkeit betragen. Bauteile, die länger als 672 Stunden (28 Tage) Umgebungsbedingungen ausgesetzt waren, sollten vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow zu verhindern.

6.3 Reinigung

Wenn eine Reinigung nach dem Löten 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 chemische Reinigungsmittel können das LED-Gehäuse oder die Linse beschädigen.

7. Verpackung und Bestellinformationen

Das Standardverpackungsformat ist 8mm geprägtes Trägerband auf 7-Zoll (178mm) Durchmesser-Spulen. Jede Spule enthält 5000 Stück der LTW-C191TLA LED. Für Mengen unter einer vollen Spule ist eine Mindestpackmenge von 500 Stück verfügbar. Die Band- und Spulenspezifikationen entsprechen ANSI/EIA 481-1-A-1994. Das Band verwendet eine Deckfolie, um leere Taschen zu versiegeln. Die Verpackungshierarchie umfasst typischerweise feuchtigkeitssperrende Beutel in Innenkartons, die dann in einen Außenkarton verpackt werden.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Hintergrundbeleuchtung:Ideal für randbeleuchtete oder direkt beleuchtete Hintergrundbeleuchtungen in ultraflachen Displays, Tastaturen und Bedienfeldern.
• Statusanzeigen:Strom-, Verbindungs- und Statusanzeigen in Unterhaltungselektronik, Netzwerkgeräten und Industrie-Steuerungen.
• Dekorative Beleuchtung:Akzentbeleuchtung in Haushaltsgeräten, Automobilinnenräumen und architektonischen Elementen, wo ein niedriges Profil entscheidend ist.
• Allgemeine Beleuchtung:Kann in Arrays für niedrige Umgebungs- oder Arbeitsplatzbeleuchtung verwendet werden.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder einen Konstantstromtreiber, um den Durchlassstrom auf 20mA DC oder weniger zu begrenzen. Die Schaltung muss das Durchlassspannungs-Bin der verwendeten LEDs berücksichtigen.
• Thermisches Management:Trotz der geringen Leistung sollte die Leiterplatte für eine ausreichende Wärmeableitung sorgen, insbesondere wenn mehrere LEDs gruppiert sind oder bei hohen Umgebungstemperaturen betrieben werden. Befolgen Sie die Strom-Derating-Richtlinien.
• Optisches Design:Der 130-Grad-Abstrahlwinkel bietet eine breite Streuung. Für fokussiertes Licht sind sekundäre Optiken (Linsen, Lichtleiter) erforderlich.
• ESD-Schutz:Integrieren Sie ESD-Schutzdioden auf empfindlichen Leitungen, wenn sich die LED in einem benutzerzugänglichen Bereich befindet, zusätzlich zur ordnungsgemäßen Handhabung während der Montage.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der primäre Differenzierungsfaktor der LTW-C191TLA ist ihreBauhöhe von 0,55mm. Im Vergleich zu Standard-0603- oder 0402-Gehäuse-LEDs, die oft 0,8-1,0mm hoch sind, stellt dies eine signifikante Reduzierung der Z-Höhe dar und ermöglicht dünnere Endprodukte. Die Kombination dieses ultraflachen Profils mit einer relativ hohen Lichtstärke (bis zu 300 mcd) ist ein entscheidender Vorteil. Darüber hinaus macht ihre Kompatibilität mit Standard-IR-Rückflusslötung und Band-und-Spule-Verpackung die Montage genauso einfach wie bei dickeren Gegenstücken, ohne dass spezielle Niedertemperaturprozesse erforderlich sind, die andere Komponenten auf der Platine beeinträchtigen könnten.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED mit 30mA für mehr Helligkeit betreiben?

A: Nein. Der absolute Maximalwert für den DC-Durchlassstrom beträgt 20mA. Das Überschreiten dieses Werts erhöht die Sperrschichttemperatur, beschleunigt den Lichtstromrückgang und kann zu vorzeitigem Ausfall führen. Für höhere Helligkeit wählen Sie eine LED aus einem höheren Lichtstärke-Bin (z.B. S2) oder verwenden Sie mehrere LEDs.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzen-Durchlassstrom und DC-Durchlassstrom?

A: DC-Durchlassstrom (20mA) ist für Dauerbetrieb. Spitzen-Durchlassstrom (100mA) ist ein kurzzeitiger, gepulster Wert (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite), der für Multiplexing oder kurze Blinksignale verwendet wird. Der zeitliche Mittelwert des Stroms muss weiterhin die Verlustleistungs- und thermischen Grenzwerte einhalten.

F3: Warum ist Binning wichtig und welches Bin sollte ich angeben?

A: Binning stellt Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit in Ihrer Anwendung sicher. Für eine einzelne Anzeige kann jedes Bin ausreichen. Für ein Multi-LED-Array (z.B. eine Hintergrundbeleuchtung) müssen Sie das gleiche V_F-, I_V- und Farbton-Bin angeben, um sichtbare Unterschiede in Helligkeit oder Farbe zwischen benachbarten LEDs zu vermeiden. Konsultieren Sie die Bin-Code-Tabellen, um das passende Leistungsfenster auszuwählen.

F4: Das Datenblatt erwähnt 260°C Reflow. Ist das bleifrei?

A: Ja, eine Spitzentemperatur von 260°C ist typisch für bleifreie (RoHS-konforme) Löt-Rückflussprofile. Die Kompatibilität der LED mit diesem Prozess bestätigt ihre Eignung für moderne bleifreie Fertigungslinien.

11. Praktischer Design- und Anwendungsfall

Fall: Design einer ultraflachen Tablet-Statusleiste

Ein Designer benötigt drei weiße LEDs (Strom, WLAN, Akku) entlang der Kante eines Tablet-Rahmens. Das mechanische Design lässt nur 0,6mm Platz über der Leiterplatte zu. Die LTW-C191TLA mit ihrer Bauhöhe von 0,55mm ist perfekt geeignet. Der Designer erstellt einen Leiterplatten-Fußabdruck, der dem empfohlenen Pad-Layout entspricht. Er gibt Bin 3 für V_F(3,0-3,2V), Bin S1 für Helligkeit (180-240 mcd) und Farbton-Bin B5 für einen konsistenten neutralweißen Farbton an. Ein einzelner Vorwiderstand wird für eine 3,3V-Versorgung und einen Treiberstrom von 15mA (konservativ unter dem 20mA-Maximum) berechnet, um Langlebigkeit sicherzustellen und die Wärme im begrenzten Raum zu managen. Die LEDs werden mit automatischen Geräten vom 8mm-Trägerband platziert. Die Montage durchläuft ein Standard-Bleifrei-Rückflussprofil mit einem Peak von 250°C, was deutlich innerhalb der Bauteilgrenzen liegt. Das Ergebnis ist ein heller, gleichmäßiger und zuverlässiger Indikatorsatz, der die strengen Dickenanforderungen erfüllt.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Die LTW-C191TLA basiert aufInGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitertechnologie. InGaN-LEDs sind für ihre Fähigkeit bekannt, hocheffizientes Licht im blauen und grünen Bereich des Spektrums zu emittieren. Zur Erzeugung von weißem Licht wird eine gängige Methode verwendet: Ein blauer InGaN-LED-Chip wird mit einer Schicht aus gelbem Leuchtstoff (oft YAG:Ce) beschichtet. Ein Teil des blauen Lichts vom Chip wird vom Leuchtstoff absorbiert und als gelbes Licht re-emittiert. Die Kombination des verbleibenden blauen Lichts und des konvertierten gelben Lichts erscheint dem menschlichen Auge weiß. Durch Anpassung der Leuchtstoffzusammensetzung und -dicke können verschiedene Weißtöne (korrelierte Farbtemperaturen) erreicht werden, was sich im Farbton-Binning-System widerspiegelt. Diese leuchtstoffkonvertierte weiße LED-Technologie bietet eine gute Balance aus Effizienz, Farbqualität und Herstellbarkeit.

13. Technologieentwicklungstrends

Der Trend bei SMD-LEDs für Unterhaltungselektronik geht eindeutig in RichtungMiniaturisierung und erhöhter Effizienz. Die 0,55mm Bauhöhe dieses Produkts ist eine direkte Antwort auf die Nachfrage nach dünneren Geräten. Zukünftige Entwicklungen könnten dies noch weiter senken. Gleichzeitig gibt es Bestrebungen, die Lichtausbeute (Lumen pro Watt) zu erhöhen, um mehr Licht mit der gleichen oder weniger elektrischen Leistung zu liefern und so die Akkulaufzeit tragbarer Geräte zu verbessern. Ein weiterer Trend ist eine verbesserte Farbwiedergabe und Konsistenz, was zu engeren Binning-Spezifikationen führt. Darüber hinaus ist Integration ein Schlüsseltrend, wobei LEDs integrierte Treiber, Controller oder sogar Sensoren in das Gehäuse einbauen. Während dieses Datenblatt ein diskretes Bauteil beschreibt, schreiten die zugrunde liegenden InGaN- und Leuchtstofftechnologien weiter voran und ermöglichen diese Verbesserungen in Leistung und Integration.