LTST-C194KGKT SMD LED Datenblatt - Abmessungen 1,6x0,8x0,3mm - Spannung 1,8-2,4V - Grün - 75mW Leistung - Deutsche Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die LTST-C194KGKT ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Chip-LED, die für moderne, kompakte Elektronikanwendungen konzipiert ist. Ihre primäre Positionierung ist als hochhelles, ultraflaches Anzeige- oder Hintergrundbeleuchtungselement. Der Kernvorteil dieses Produkts liegt in seiner außergewöhnlich geringen Bauhöhe von nur 0,30 Millimetern, was den Einsatz in platzbeschränkten Designs wie ultradünnen Mobilgeräten, Wearables und kantenbeleuchteten Panels ermöglicht. Es handelt sich um eine grüne LED, die AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie nutzt, die für hohe Effizienz und gute Farbreinheit bekannt ist. Der Zielmarkt umfasst Konsumelektronik, Industrie-Bedienfelder, Automobil-Innenraumbeleuchtung und allgemeine Anzeigeanwendungen, bei denen zuverlässige Leistung und RoHS-Konformität zwingend erforderlich sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für eine maximale Verlustleistung von 75 mW bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C ausgelegt. Der absolute maximale Gleichstrom-Vorwärtsstrom beträgt 30 mA, während unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite) ein höherer Spitzen-Vorwärtsstrom von 80 mA zulässig ist. Diese Unterscheidung ist für das Design entscheidend: Das 30mA-Limit gilt für Dauerbetrieb, während die 80mA-Bewertung kurze, hochintensive Pulse in gemultiplexten Ansteuerungsschemata erlaubt. Die maximale Sperrspannung beträgt 5V, was ein Standard-Schutzniveau ist. Die Betriebs- und Lagertemperaturbereiche liegen bei -30°C bis +85°C bzw. -40°C bis +85°C, was auf eine robuste Leistung über einen weiten Umgebungsbereich hinweist. Die Infrarot-Lötbedingung ist mit 260°C für 10 Sekunden spezifiziert, was einem Standardprofil für bleifreie (Pb-free) Reflow-Prozesse entspricht.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Gemessen bei Ta=25°C und einem Standard-Teststrom (IF) von 20mA definieren die Schlüsselparameter die Leistung der LED. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Bereich von 18,0 bis 112,0 Millicandela (mcd). Dieser weite Bereich wird durch ein Binning-System verwaltet. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt 130 Grad und bietet ein sehr breites, diffuses Abstrahlmuster, das eher für Flächenbeleuchtung als für fokussierte Strahlen geeignet ist. Die Spitzenemissionswellenlänge (λP) beträgt typischerweise 574 nm. Die dominante Wellenlänge (λd), die die wahrgenommene Farbe definiert, reicht bei 20mA von 567,5 nm bis 576,5 nm, was einem reinen Grünton entspricht. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt 15 nm, was auf eine relativ schmale spektrale Bandbreite und gute Farbsättigung hindeutet. Die Vorwärtsspannung (VF) liegt bei 20mA zwischen 1,80V und 2,40V, was für die Berechnung von Vorwiderstandswerten und die Netzteilauslegung wichtig ist. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (VR) von 5V, was auf gute Sperrschichtcharakteristiken hindeutet.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein zweidimensionales Binning-System, um Farb- und Helligkeitskonsistenz innerhalb einer Anwendung sicherzustellen. Dies ist entscheidend für Anwendungen, die mehrere LEDs verwenden, bei denen visuelle Gleichmäßigkeit erforderlich ist.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke ist in vier Bins (M, N, P, Q) kategorisiert, gemessen in mcd bei 20mA. Jeder Bin hat einen Minimal- und Maximalwert: M (18,0-28,0), N (28,0-45,0), P (45,0-71,0), Q (71,0-112,0). Auf jeden Helligkeits-Bin wird eine Toleranz von +/-15% angewendet. Designer müssen den erforderlichen Bin-Code angeben, um den Helligkeitsgrad für ihre Anwendung zu garantieren.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Farbe (dominante Wellenlänge) ist ebenfalls in drei Codes eingeteilt: C (567,5-570,5 nm), D (570,5-573,5 nm) und E (573,5-576,5 nm). Für jeden Wellenlängen-Bin wird eine enge Toleranz von +/- 1 nm eingehalten. Durch die Kombination eines Helligkeits-Bin-Codes und eines Wellenlängen-Bin-Codes kann eine spezifische, konsistente Leistungsuntergruppe des LTST-C194KGKT-Produkts ausgewählt werden.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (z.B. Abb.1, Abb.6), kann ihr typisches Verhalten basierend auf der Technologie beschrieben werden. Die Beziehung zwischen Vorwärtsstrom (IF) und Lichtstärke (Iv) ist im Betriebsbereich im Allgemeinen linear, was bedeutet, dass die Helligkeit proportional zum Strom bis zum Maximalwert ansteigt. Die Vorwärtsspannung (VF) hat einen negativen Temperaturkoeffizienten; sie nimmt leicht ab, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Die dominante Wellenlänge (λd) kann mit steigender Sperrschichttemperatur ebenfalls eine leichte Verschiebung (typischerweise zu längeren Wellenlängen) erfahren, eine häufige Eigenschaft von Halbleiter-LEDs. Die breite 130-Grad-Abstrahlwinkelkurve impliziert ein nahezu lambertisches Abstrahlmuster, bei dem die Intensität in der Mitte am höchsten ist und zu den Rändern hin allmählich abnimmt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über einen EIA-Standard-Gehäusefußabdruck. Zu den Hauptabmessungen gehören eine typische Länge und Breite, wobei das definierende Merkmal die ultraflache Höhe von 0,30 mm ist. Alle Maßtoleranzen betragen typischerweise ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Das Linsenmaterial ist wasserklar, wodurch die native grüne Farbe des AlInGaP-Chips ohne Farbfilterung oder Diffusion emittiert werden kann, was den Lichtausgang maximiert.

5.2 Lötpad-Design und Polarität

Das Datenblatt enthält vorgeschlagene Lötpad-Abmessungen, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität während des Reflow-Lötens sicherzustellen. Für den Lotpastenauftrag wird eine empfohlene maximale Schablonenstärke von 0,10mm angegeben. Das Bauteil hat Anoden- und Kathodenmarkierungen; die korrekte Polarität muss während des Bestückens beachtet werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten. Das Pad-Design erleichtert eine gute Benetzung durch das Lot und hilft, das Bauteil während des Reflow-Lötens selbst auszurichten.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein vorgeschlagenes Infrarot (IR) Reflow-Profil wird bereitgestellt, das mit JEDEC-Standards für bleifreie Prozesse konform ist. Zu den Schlüsselparametern gehören eine Aufwärmzone (150-200°C), eine Aufwärmzeit (max. 120 Sek.), eine Spitzentemperatur (max. 260°C) und eine Zeit oberhalb der Liquidus-Temperatur (spezifische Zeit bei Spitzentemperatur, max. 10 Sek.). Dieses Profil ist entscheidend, um thermischen Schock zu verhindern, ein ordnungsgemäßes Reflow-Löten sicherzustellen und eine Beschädigung des LED-Gehäuses oder des Halbleiterchips zu vermeiden.

6.2 Lager- und Handhabungsbedingungen

Die LEDs sind feuchtigkeitsempfindlich. In der versiegelten Werksverpackung mit Trockenmittel sollten sie bei ≤30°C und ≤90% r.F. gelagert und innerhalb eines Jahres verwendet werden. Sobald die feuchtigkeitsdichte Verpackung geöffnet ist, darf das Lagerumfeld 30°C und 60% r.F. nicht überschreiten. Bauteile, die länger als 672 Stunden (28 Tage) Umgebungsbedingungen ausgesetzt waren, sollten vor dem Löten etwa 20 Stunden bei ca. 60°C getrocknet (gebrannt) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow-Lötens 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 wird empfohlen. Nicht spezifizierte chemische Reinigungsmittel können das Epoxid-Gehäusematerial oder die Linse beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Produkt wird in einer band- und rollenkompatiblen Verpackung geliefert, die für automatisierte Bestückungsgeräte geeignet ist. Die Bandbreite beträgt 8mm, aufgewickelt auf Rollen mit 7 Zoll (178mm) Durchmesser. Jede Rolle enthält 5000 Stück. Für kleinere Mengen ist eine Mindestpackmenge von 500 Stück für Restposten verfügbar. Die Band- und Rollenspezifikationen folgen den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Standards. Die Verpackung enthält ein Deckband zum Verschließen leerer Taschen, und die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile im Band beträgt zwei.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal für Statusanzeigen an ultradünnen Laptops, Tablets und Smartphones. Sie eignet sich gut als Hintergrundbeleuchtung für Folientastaturen, Tastenfelder und kleine Grafikdisplays in Industrie-Steuerungen oder Medizingeräten. Ihr breiter Abstrahlwinkel macht sie für allgemeine Panelbeleuchtung geeignet, bei der gleichmäßiges, diffuses Licht benötigt wird.

8.2 Überlegungen zur Treiberschaltungsauslegung

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, insbesondere wenn mehrere LEDs parallel geschaltet sind, wird dringend empfohlen, einen individuellen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden. Das direkte Ansteuern von LEDs von einer Spannungsquelle ohne Strombegrenzung wird nicht empfohlen, da geringe Schwankungen der Vorwärtsspannung zu erheblichen Unterschieden im Strom und folglich in der Helligkeit führen können. Der Wert des Vorwiderstands (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Vcc - VF) / IF, wobei Vcc die Versorgungsspannung, VF die LED-Vorwärtsspannung (für die Worst-Case-Stromberechnung den Maximalwert verwenden) und IF der gewünschte Vorwärtsstrom (≤30mA Gleichstrom) ist.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der primäre Differenzierungsfaktor der LTST-C194KGKT ist ihre Höhe von 0,30 mm, die deutlich flacher ist als bei vielen Standard-Chip-LEDs (oft 0,6 mm oder höher). Dies ermöglicht die Integration in schlanke Geräte der nächsten Generation. Die Verwendung von AlInGaP-Technologie für grünes Licht bietet im Vergleich zu älteren Technologien wie traditionellem GaP eine höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität. Die Kombination aus einem breiten 130-Grad-Abstrahlwinkel und einer wasserklaren Linse bietet einen hellen, rein grünen Lichtpunkt mit guter Sichtbarkeit aus schrägen Blickwinkeln, im Gegensatz zu diffundierenden Linsen, die das Licht stärker streuen, aber die Spitzenintensität verringern.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung maximal ist. Die dominante Wellenlänge (λd) ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, berechnet aus dem CIE-Farbdiagramm. λd ist für die Farbspezifikation relevanter.

F: Kann ich diese LED kontinuierlich mit 30mA betreiben?

A: Ja, 30mA ist der maximal zulässige kontinuierliche Gleichstrom-Vorwärtsstrom. Für optimale Lebensdauer und Zuverlässigkeit wird oft der Betrieb bei einem niedrigeren Strom, z.B. 20mA (der Testbedingung), empfohlen.

F: Warum ist Binning wichtig?

A: Fertigungsschwankungen verursachen leichte Unterschiede in Helligkeit und Farbe. Binning sortiert LEDs in Gruppen mit eng kontrollierten Eigenschaften. Die Angabe eines Bin-Codes stellt visuelle Konsistenz sicher, wenn mehrere LEDs in einem einzigen Produkt verwendet werden.

F: Wie interpretiere ich den "Q"-Bin für die Lichtstärke?

A: Der "Q"-Bin enthält LEDs mit der höchsten Helligkeit, im Bereich von 71,0 bis 112,0 mcd bei 20mA. Es ist garantiert, dass jede LED aus dem Q-Bin innerhalb dieses Bereichs liegt (mit einer Toleranz von +/-15% für einzelne Einheiten).

11. Praktischer Design- und Anwendungsfall

Betrachten Sie den Entwurf eines Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter, der zehn grüne LEDs benötigt. Um sicherzustellen, dass alle zehn Lichter in Helligkeit und Farbe identisch erscheinen, würde der Designer die LTST-C194KGKT mit einer spezifischen Bin-Kombination angeben, z.B. Helligkeits-Bin "P" und Wellenlängen-Bin "D". Jede LED würde von einer 5V-Versorgung über einen separaten Vorwiderstand angesteuert. Berechnung des Widerstandswerts unter Verwendung der maximalen VF (2,4V) und eines Ziel-IF von 20mA: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm. Ein Standard-130Ω- oder 150Ω-Widerstand könnte verwendet werden. Das ultraflache Profil ermöglicht es, die Leiterplatte sehr nah am dünnen Kunststoffgehäuse des Routers zu platzieren. Der breite Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Anzeige aus verschiedenen Blickwinkeln in einem Raum sichtbar ist.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitermaterial, das auf einem Substrat gewachsen wird. Wenn eine Vorwärtsspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall grün. Das wasserklare Epoxid-Gehäuse fungiert als Linse, formt den Lichtausgang und bietet Umweltschutz für den empfindlichen Halbleiterchip und die Bonddrähte.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Trend bei SMD-LEDs geht weiterhin in Richtung Miniaturisierung, höherer Effizienz und größerer Zuverlässigkeit. Die Gehäusehöhen nehmen ab, um dünnere Endprodukte zu ermöglichen. Effizienzverbesserungen (mehr Lumen pro Watt) reduzieren den Stromverbrauch und die Wärmeentwicklung. Es gibt auch einen Fokus auf engere Binning-Toleranzen und verbesserte Farbkonsistenz über Produktionschargen hinweg. Darüber hinaus bleibt die Kompatibilität mit automatisierten Montageprozessen und Hochtemperatur-, bleifreien Lötprofilen eine grundlegende Voraussetzung für eine breite Marktakzeptanz in der globalen Elektronikfertigung.