SMD LED LTST-C190TGKT-5A Datenblatt - Größe 1,6x0,8x0,6mm - Spannung 3,2V - Grün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochwertigen, oberflächenmontierbaren Chip-LED. Das Bauteil zeichnet sich durch sein außergewöhnlich flaches Profil aus, was es für Anwendungen mit strengen Höhenbeschränkungen geeignet macht. Es handelt sich um eine grüne Leuchtdiode, die auf InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitertechnologie basiert und in einem wasserklaren Linsengehäuse verkapselt ist. Das Produkt ist für die Kompatibilität mit modernen automatisierten Bestückungsprozessen, einschließlich Infrarot-Reflow-Lötung, ausgelegt und entspricht als RoHS-konformes grünes Produkt den Umweltstandards.

Die zentralen Vorteile dieser LED umfassen ihre ultrakompakte Bauform, hohe Lichtstärke und robuste Konstruktion, die sich für die Serienfertigung eignet. Ihre primären Zielmärkte sind die Unterhaltungselektronik, Kontrollleuchten, Hintergrundbeleuchtung für kleine Displays und alle Anwendungen, die eine zuverlässige, helle und miniaturisierte grüne Lichtquelle erfordern.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C definiert. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (DC) ist mit 20 mA spezifiziert. Für den Impulsbetrieb ist ein Spitzen-Durchlassstrom von 100 mA unter einem strengen Tastverhältnis von 1/10 und einer Impulsbreite von 0,1 ms zulässig. Die gesamte Verlustleistung darf 76 mW nicht überschreiten. Die Komponente kann in einem Temperaturbereich von -20°C bis +80°C betrieben und in Umgebungen von -30°C bis +100°C gelagert werden. Entscheidend ist, dass sie für die Infrarot-Reflow-Lötung mit einer Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden ausgelegt ist.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Die wesentlichen Leistungskennwerte werden bei Ta=25°C und einem Standard-Prüfstrom (IF) von 5 mA gemessen. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Wert von 60,0 Millicandela (mcd), mit einem spezifizierten Mindestwert von 28,0 mcd. Dies deutet auf eine helle Ausgangsleistung hin, die für bei Tageslicht sichtbare Anzeigen geeignet ist. Das Bauteil verfügt über einen sehr weiten Abstrahlwinkel (2θ1/2) von 130 Grad, was eine breite, gleichmäßige Lichtverteilung ermöglicht.

Elektrisch beträgt die Durchlassspannung (VF) typischerweise 3,20 Volt, wobei der Bereich durch das Binning-System definiert ist. Der Sperrstrom (IR) ist auf maximal 10 μA spezifiziert, wenn eine Sperrspannung (VR) von 5V angelegt wird, obwohl das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist. Optisch beträgt die dominante Wellenlänge (λd) typischerweise 525 nm, was sie in das grüne Spektrum einordnet, mit einer spektralen Halbwertsbreite (Δλ) von 35 nm. Die Peak-Emissionswellenlänge (λp) liegt bei etwa 530 nm.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Serienfertigung sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile auszuwählen, die die spezifischen Toleranzanforderungen ihrer Anwendung erfüllen.

3.1 Binning der Durchlassspannung

Die Einheiten werden nach ihrer Durchlassspannung bei 5mA kategorisiert. Die Bin-Codes D6, D7 und D8 repräsentieren Spannungsbereiche von 2,60-2,80V, 2,80-3,00V bzw. 3,00-3,20V, jeweils mit einer Toleranz von ±0,1V.

3.2 Binning der Lichtstärke

LEDs werden basierend auf ihrer Lichtausbeute bei 5mA sortiert. Die Codes N, P, Q und R entsprechen Intensitätsbereichen von 28,0-45,0 mcd, 45,0-71,0 mcd, 71,0-112,0 mcd bzw. 112,0-180,0 mcd. Für jede Klasse gilt eine Toleranz von ±15%.

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Farbe (Wellenlänge) wird sortiert, um Farbtonvariationen zu kontrollieren. Die Bin-Codes AP, AQ und AR decken die grünen Spektralbereiche von 520,0-525,0 nm, 525,0-530,0 nm bzw. 530,0-535,0 nm ab, mit einer engen Toleranz von ±1 nm pro Klasse.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im Datenblatt referenziert werden (z.B. Abbildung 1 für die spektrale Verteilung, Abbildung 5 für den Abstrahlwinkel), ermöglichen die bereitgestellten Daten ein analytisches Verständnis. Die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke ist im Betriebsbereich im Allgemeinen linear. Die Durchlassspannung weist einen negativen Temperaturkoeffizienten auf, was bedeutet, dass sie mit steigender Sperrschichttemperatur leicht abnimmt. Die spektrale Verteilungskurve würde einen einzelnen Peak um 530 nm mit der angegebenen Halbwertsbreite von 35 nm zeigen, was eine reine grüne Farbemission bestätigt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED ist ein EIA-Standardgehäuse mit ultradünnen Abmessungen. Das wesentliche Merkmal ist ihre Höhe von nur 0,80 mm. Detaillierte Maßzeichnungen spezifizieren Länge, Breite, Anschlussabstand und Gesamtgeometrie, um ein korrektes PCB-Footprint-Design zu gewährleisten. Das Gehäuse verwendet ein wasserklares Linsenmaterial. Die Polarität wird durch die physikalische Struktur der Komponente angezeigt, typischerweise durch eine Kathodenmarkierung. Empfohlene Lötpad-Abmessungen werden bereitgestellt, um zuverlässige Lötstellenbildung und korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses sicherzustellen.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Infrarot-Reflow-Profil für bleifreie Lötprozesse wird bereitgestellt. Dieses Profil basiert auf JEDEC-Standards. Wesentliche Parameter umfassen eine Vorwärmphase zwischen 120-150°C, eine maximale Spitzentemperatur von 260°C und eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (typischerweise 217°C für bleifreies Lot) von nicht mehr als 10 Sekunden. Das Profil zielt darauf ab, die thermische Belastung des LED-Gehäuses zu minimieren und gleichzeitig einen ordnungsgemäßen Lötfluss zu gewährleisten.

6.2 Handhabung und Lagerung

Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Die Handhabung mit geerdeten Handgelenkbändern oder antistatischen Handschuhen wird empfohlen. In der original versiegelten Feuchtigkeitsschutzbeutel mit Trockenmittel beträgt die Lagerfähigkeit ein Jahr bei Lagerung bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit. Sobald der Beutel geöffnet ist, sollten die Komponenten bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert und innerhalb einer Woche verwendet werden. Für eine Lagerung von mehr als einer Woche außerhalb der Originalverpackung ist vor dem Löten ein Trocknungsprozess (Baking) bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

6.3 Reinigung

Falls 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 zulässig. Nicht spezifizierte Chemikalien können das Gehäuseepoxid oder die Linse beschädigen.

7. Verpackung und Bestellinformationen

Die Komponenten werden in einer bandolier- und rollenkompatiblen Verpackung geliefert, die für automatisierte Pick-and-Place-Anlagen geeignet ist. Die Bandbreite beträgt 8 mm, aufgewickelt auf Rollen mit 7 Zoll Durchmesser. Jede volle Rolle enthält 4000 Stück. Eine Mindestbestellmenge von 500 Stück gilt für Teilrollen. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Spezifikationen. Die Artikelnummer LTST-C190TGKT-5A folgt dem internen Codierungssystem des Herstellers, wobei die Elemente wahrscheinlich die Serie, die Farbe (TG für grün) und spezifische Bin-Codes für Intensität und Wellenlänge bezeichnen.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal für Statusanzeigen in tragbaren Geräten (Telefone, Tablets, Wearables), Hintergrundbeleuchtung für kleine LCDs oder Tastaturen, Panelanzeigen in Industrie-Steuerungen und dekorative Beleuchtung in Konsumgütern. Ihr flaches Profil ist entscheidend für moderne schlanke Designs.

8.2 Designüberlegungen

Schaltungsdesigner müssen einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED einplanen. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (Versorgungsspannung - VF) / IF, wobei VF die Durchlassspannung der gewählten Binning-Klasse und IF der gewünschte Treiberstrom ist (20 mA DC nicht überschreiten). Für eine gleichmäßige Helligkeit in Multi-LED-Arrays wird empfohlen, LEDs aus derselben Intensitätsklasse (z.B. alle aus Klasse P) auszuwählen. Das thermische Management auf der Leiterplatte sollte sicherstellen, dass die Betriebstemperatur um die LED herum 80°C nicht überschreitet, um Langlebigkeit und stabile Lichtausgabe zu gewährleisten.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Das primäre Unterscheidungsmerkmal dieser LED ist ihre Höhe von 0,8 mm, was dünner ist als bei vielen Standard-Chip-LEDs (z.B. 0603- oder 0805-Gehäuse, die oft >1,0 mm hoch sind). Im Vergleich zu älteren Technologien wie AlGaInP-LEDs bietet der InGaN-Chip eine höhere Effizienz und Helligkeit, insbesondere im grünen/blauen Spektrum. Der weite Abstrahlwinkel von 130 Grad bietet im Vergleich zu LEDs mit engeren Abstrahlwinkeln eine stärker allseitige Lichtabgabe, was für Anwendungen vorteilhaft ist, bei denen die Betrachtungsposition nicht direkt auf der Achse fixiert ist.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 20mA betreiben?

A: Ja, 20mA ist der maximal spezifizierte DC-Durchlassstrom. Für eine optimale Lebensdauer ist ein Betrieb mit einem niedrigeren Strom, z.B. 10-15mA, üblich und bietet immer noch ausreichende Helligkeit bei reduzierter Belastung und Wärmeentwicklung.

F: Was ist der Unterschied zwischen dominanter Wellenlänge und Peak-Wellenlänge?

A: Die dominante Wellenlänge (λd) wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die wahrgenommene Farbe. Die Peak-Wellenlänge (λp) ist der tatsächliche physikalische Peak des emittierten Spektrums. Sie liegen oft nahe beieinander, sind aber nicht identisch.

F: Warum ist ein Trocknungsprozess (Baking) notwendig, wenn die Rolle länger als eine Woche geöffnet war?

A: Das Kunststoffgehäuse kann Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Prozesses kann diese Feuchtigkeit schnell verdampfen und innere Delamination oder Risse (\"Popcorning\") verursachen. Der Trocknungsprozess treibt diese aufgenommene Feuchtigkeit aus.

F: Kann ich einen Lötkolben anstelle von Reflow verwenden?

A: Manuelles Löten mit einem Kolben ist möglich, wird aber für die Serienfertigung nicht empfohlen. Falls erforderlich, darf die Lötspitzentemperatur 300°C nicht überschreiten, und die Kontaktzeit muss auf maximal 3 Sekunden pro Lötvorgang begrenzt werden.

11. Praktische Anwendungsfallstudie

Betrachten Sie ein Design für eine Smartwatch mit mehreren Benachrichtigungs-LEDs. Die Höhenbeschränkung im Uhrengehäuse ist mit 1,0 mm sehr streng. Eine Standard-LED könnte 1,2 mm hoch sein und Passungsprobleme verursachen. Diese 0,8 mm hohe LED passt perfekt. Der Designer wählt die Klassen D7 für die Spannung (2,8-3,0V) und P für die Intensität (45-71 mcd), um eine konsistente Helligkeit und Leistungsaufnahme von der 3,3V-Versorgung der Uhr sicherzustellen. Der weite Abstrahlwinkel von 130 Grad gewährleistet, dass das Benachrichtigungslicht auch dann sichtbar ist, wenn auf das Zifferblatt aus einem Winkel geblickt wird. Die LEDs werden auf der Leiterplatte platziert, und die Bestückung durchläuft einen Standard-Bleifrei-Reflow-Prozess unter Verwendung des bereitgestellten Profils, was zu zuverlässigen Lötstellen führt, ohne die Komponenten zu beschädigen.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert. Sie rekombinieren und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts vorgibt. Für grüne Emission wird der Indiumgehalt sorgfältig kontrolliert. Die wasserklare Epoxidlinse verkapselt und schützt den Halbleiterchip, und ihre Form ist darauf ausgelegt, die Lichtauskopplung und den Abstrahlwinkel zu optimieren.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Trend bei SMD-LEDs geht weiterhin in Richtung Miniaturisierung, höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro Watt elektrischer Eingangsleistung) und verbesserter Farbkonstanz. Das Streben nach dünneren Bauteilen, wie bei diesem Produkt zu sehen, wird durch das unermüdliche Bestreben nach schlankerer Unterhaltungselektronik vorangetrieben. Darüber hinaus gibt es eine zunehmende Integration, wobei LEDs mit Treibern und Steuer-ICs in einzelnen Gehäusen kombiniert werden. Die zugrundeliegende InGaN-Technologie ist auch zentral für die Entwicklung von Hochleistungs-LEDs für die Allgemeinbeleuchtung und Mikro-LEDs für Displays der nächsten Generation, was auf eine robuste und sich weiterentwickelnde technologische Basis hinweist.