LTST-C193TGKT SMD LED Datenblatt - Abmessungen 3,2x1,6x0,4mm - Spannung 2,8-3,6V - Farbe Grün - Leistung 76mW - Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die LTST-C193TGKT ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Chip-LED für moderne, platzbeschränkte elektronische Anwendungen. Sie gehört zur Familie extraflacher LEDs und zeichnet sich durch eine bemerkenswert niedrige Bauhöhe von nur 0,4mm aus. Dies macht sie zur idealen Wahl für Hintergrundbeleuchtung, Statusanzeigen und dekorative Beleuchtung in schlanken Consumer-Geräten, Automobilinnenräumen und tragbaren Geräten, wo der vertikale Bauraum begrenzt ist.

Die LED emittiert grünes Licht unter Verwendung eines InGaN-Halbleitermaterials (Indiumgalliumnitrid), das für seine hohe Effizienz und Helligkeit bekannt ist. Das Gehäuse verfügt über eine wasserklare Linse, die das Licht nicht streut, was zu einer fokussierteren und intensiveren Lichtausgabe vom Chip selbst führt. Sie entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und wird als umweltfreundliches Produkt eingestuft.

2. Tiefgehende Interpretation der technischen Parameter

2.1 Photometrische und optische Eigenschaften

Die wichtigsten optischen Parameter werden bei einer Standard-Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C und einem Flussstrom (IF) von 20mA gemessen, was der empfohlene Dauerbetriebsstrom ist.

• Lichtstärke (Iv):Liegt im Bereich von mindestens 112,0 Millicandela (mcd) bis maximal 450,0 mcd. Der typische Wert liegt innerhalb dieses Bereichs. Die Intensität wird mit einem Sensor gemessen, der auf die photopische Empfindlichkeit des menschlichen Auges (CIE-Kurve) gefiltert ist.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):This LED has a very wide viewing angle of 130 degrees. The angle θ_/2is defined as the off-axis angle where the luminous intensity drops to half of its value measured on the central axis (0°).
• Peak Wavelength (λ_P):The wavelength at which the emitted optical power is maximum, typically 525 nm for this device.
• Dominant Wavelength (λ_d):A more perceptually relevant measure of color, derived from the CIE chromaticity diagram. It specifies the single wavelength that best represents the perceived color. For the LTST-C193TGKT, it ranges from 520.0 nm to 535.0 nm.
• Spectral Line Half-Width (Δλ):Measures the spectral purity of the light source. It is the width of the emission spectrum at half of its maximum power. A value of 35 nm is typical for this green InGaN LED.

.2 Electrical Characteristics

• Forward Voltage (V_F):When driven at 20mA, the voltage drop across the LED anode and cathode ranges from 2.80V (Min) to 3.60V (Max). This parameter is critical for driver circuit design and power dissipation calculations.
• Reverse Current (I_R):Bei einer angelegten Sperrspannung von 5V beträgt der Leckstrom maximal 10 µA. Es ist entscheidend zu beachten, dass diese LED nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt ist; dieser Test dient nur der Charakterisierung.

2.3 Absolute Maximalwerte und thermische Eigenschaften

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Sie sind nicht für den Normalbetrieb vorgesehen.

• Verlustleistung (P_d):Die maximal zulässige Verlustleistung, die das Gehäuse bei 25°C Umgebungstemperatur abführen kann, beträgt 76 mW.
• Flussstrom:Der maximale kontinuierliche DC-Flussstrom beträgt 20 mA. Ein höherer Spitzen-Flussstrom von 100 mA ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite).
• Temperaturbereiche:Das Bauteil kann in Umgebungstemperaturen von -20°C bis +80°C betrieben werden. Für die Lagerung ist der Bereich weiter: -30°C bis +100°C.
• Thermische Lötgrenze:Die LED kann Infrarot-Reflow-Lötung mit einer Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden widerstehen, was gängigen bleifreien (Pb-freien) Bestückungsprozessen entspricht.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Massenproduktion zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Leistungsklassen (Bins) sortiert. Die LTST-C193TGKT verwendet ein dreidimensionales Binning-System.

3.1 Binning der Flussspannung

Einheiten werden nach ihrer Flussspannung (V_F) bei 20mA in vier Bins (D7 bis D10) sortiert, jedes mit einem Bereich von 0,2V und einer Toleranz von ±0,1V. Dies ermöglicht es Designern, LEDs mit engerer Spannungsabstimmung für Anwendungen auszuwählen, die eine gleichmäßige Stromaufteilung in Parallelschaltungen erfordern.

3.2 Binning der Lichtstärke

LEDs werden nach Helligkeit in drei Kategorien (R, S, T) mit einer Toleranz von ±15% für jeden Bin-Bereich sortiert. Bin 'T' repräsentiert die Gruppe mit der höchsten Intensität (280-450 mcd). Dieses Binning ist entscheidend für Anwendungen, die konsistente Helligkeitsniveaus über mehrere Anzeigen hinweg erfordern.

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Farbe (Farbton) wird durch das Sortieren der dominanten Wellenlänge in drei Gruppen (AP, AQ, AR) kontrolliert, die jeweils 5 nm umfassen mit einer Toleranz von ±1 nm. Dies gewährleistet ein einheitliches grünes Erscheinungsbild aller Einheiten in einer Produktionscharge.

4. Analyse der Kennlinien

Während spezifische grafische Kennlinien im Datenblatt referenziert werden, sind ihre Implikationen für die LED-Technologie standardmäßig.

4.1 Flussstrom vs. Flussspannung (I-V-Kennlinie)

Die Beziehung ist exponentiell, typisch für eine Diode. Eine kleine Erhöhung der Spannung über die Schwellenspannung hinaus verursacht einen großen Anstieg des Stroms. Daher müssen LEDs von einer strombegrenzten Quelle und nicht von einer Konstantspannungsquelle angesteuert werden, um thermisches Durchgehen und Zerstörung zu verhindern.

4.2 Lichtstärke vs. Flussstrom

Die Lichtausgabe ist bis zum Nennmaximum annähernd proportional zum Flussstrom. Ein Betrieb über 20mA kann die Helligkeit erhöhen, verringert jedoch aufgrund der erhöhten Sperrschichttemperatur die Lebensdauer und Zuverlässigkeit.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Die LED-Leistung ist temperaturabhängig. Mit steigender Sperrschichttemperatur:

• Flussspannung (V_F):Sinkt leicht.
• Lichtstärke (Iv):Sinkt. Der Wirkungsgrad nimmt mit steigender Temperatur ab.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Kann sich leicht verschieben, was möglicherweise eine subtile Farbänderung verursacht.

Ein ordnungsgemäßes thermisches Management auf der Leiterplatte (z.B. über thermische Entlastungspads) ist entscheidend für die Aufrechterhaltung von Leistung und Langlebigkeit.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem EIA-Standard-Chip-LED-Gehäuse. Wichtige Abmessungen umfassen eine Baugröße von etwa 3,2mm x 1,6mm, wobei das definierende Merkmal die ultra-niedrige Höhe von 0,4mm ist. Detaillierte Maßzeichnungen mit Toleranzen von ±0,10mm werden für das Leiterplattenlayout bereitgestellt.

5.2 Pad-Layout und Polaritätskennzeichnung

Das Datenblatt enthält vorgeschlagene Lötpad-Abmessungen, um zuverlässiges Löten und korrekte Ausrichtung zu gewährleisten. Die LED ist polarisiert. Die Anode (+) und Kathode (-) sind typischerweise auf dem Gehäuse markiert oder im Footprint-Diagramm angegeben. Die korrekte Orientierung ist für den Schaltungsbetrieb unerlässlich.

5.3 Tape-and-Reel-Verpackung

Das Produkt wird in industrieüblicher 8mm-Trägerbahn auf 7-Zoll (178mm) Durchmesser großen Spulen geliefert. Jede Spule enthält 5000 Stück. Die Verpackung folgt den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Spezifikationen, was die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten gewährleistet, was für die Hochvolumenfertigung entscheidend ist.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein vorgeschlagenes Infrarot (IR) Reflow-Profil für bleifreie Prozesse wird bereitgestellt. Wichtige Parameter umfassen:

• Vorwärmen:150°C bis 200°C für maximal 120 Sekunden, um die Platine und Bauteile allmählich zu erwärmen und thermischen Schock zu minimieren.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Die Zeit, in der das Lot geschmolzen ist, sollte kontrolliert werden.
• Kritische Grenze:Die Bauteilkörpertemperatur darf 260°C für nicht mehr als 10 Sekunden überschreiten.

Das Profil basiert auf JEDEC-Standards und gewährleistet Zuverlässigkeit.

6.2 Handlötung

Falls manuelles Löten notwendig ist, verwenden Sie einen temperaturgeregelten Lötkolben mit maximal 300°C. Die Lötzeit pro Anschluss sollte 3 Sekunden nicht überschreiten und sollte nur einmal durchgeführt werden, um thermische Schäden am Kunststoffgehäuse und dem Halbleiterchip zu vermeiden.

6.3 Reinigung

Wenn eine Nachlötreinigung erforderlich ist, sollten nur spezifizierte alkoholbasierte Lösungsmittel wie Ethylalkohol oder Isopropylalkohol verwendet werden. Die LED sollte bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eingetaucht werden. Nicht spezifizierte chemische Reiniger können das Gehäusematerial beschädigen.

6.4 Lagerung und Handhabung

• ESD-Empfindlichkeit (Elektrostatische Entladung):LEDs sind anfällig für Schäden durch statische Elektrizität. Richtige ESD-Vorsichtsmaßnahmen (Armbänder, geerdete Arbeitsplätze, leitfähiger Schaum) sind während der Handhabung zwingend erforderlich.
• Feuchtigkeitssensitivität:Als oberflächenmontierbares Bauteil hat es eine Feuchtigkeitssensitivitätsstufe (impliziert). Wenn die original versiegelte Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet wird, sollten die LEDs innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) verwendet oder vor dem Reflow getrocknet (gebaked) werden, um "Popcorning" während des Lötens zu verhindern.
• Lagerbedingungen:Für die Langzeitlagerung in geöffneter Verpackung verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

• Statusanzeigen:Einschalten, Batterieladung, Netzwerkaktivitäts-LEDs in Smartphones, Tablets, Laptops und Wearables.
• Hintergrundbeleuchtung:Beleuchtung für Membranschalter, kleine LCD-Displays oder Logos in dünnen Konsumgütern.
• Dekorative Beleuchtung:Akzentbeleuchtung in Automobil-Armaturenbrettern, Innenausstattung oder Haushaltsgeräten.
• Panelanzeigen:Auf industriellen Steuerpaneelen, medizinischen Geräten und Kommunikationsgeräten, wo Platz knapp ist.

7.2 Designüberlegungen

• Stromansteuerung:Verwenden Sie immer einen Reihen-Vorwiderstand oder einen speziellen Konstantstrom-LED-Treiber-IC. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F, unter Verwendung des maximalen V_F aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom unter ungünstigsten Bedingungen 20mA nicht überschreitet.
• Thermisches Management:Obwohl klein, erzeugt die Verlustleistung (bis zu 72mW bei 20mA, 3,6V) Wärme. Stellen Sie sicher, dass das Leiterplattenlayout ausreichend Kupferfläche um die Lötpads herum bietet, die als Kühlkörper wirkt, insbesondere wenn mehrere LEDs verwendet werden oder die Umgebungstemperaturen hoch sind.
• Optisches Design:Die wasserklare Linse erzeugt einen schmalen, intensiven Strahl. Für breitere oder diffuse Beleuchtung können externe Linsen oder Lichtleiter notwendig sein.
• Binning-Auswahl:Für Anwendungen, die Farb- oder Helligkeitsgleichheit erfordern, geben Sie die erforderlichen Bin-Codes (V_F, I_v, λ_d) bei der Bestellung an.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der primäre Differenzierungsfaktor der LTST-C193TGKT ist ihre0,4mm ultraflache Bauform. Im Vergleich zu Standard-Chip-LEDs, die oft 0,6mm oder 0,8mm hoch sind, ist diese 33-50%ige Reduzierung der Höhe für moderne ultraschlanke Gerätedesigns signifikant. Ihr weiter 130-Grad-Abstrahlwinkel ist ebenfalls ein Vorteil gegenüber LEDs mit engerem Winkel, wenn die Sichtbarkeit außerhalb der Achse wichtig ist. Die Kombination aus InGaN-Technologie (für grüne Emission), RoHS-Konformität und Kompatibilität mit Standard-bleifreien Reflow-Prozessen macht sie zu einer vielseitigen und zukunftssicheren Komponente für die globale Elektronikfertigung.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung ohne Vorwiderstand betreiben?

Nein, dies wird nicht empfohlen und würde die LED wahrscheinlich zerstören.Die Flussspannung reicht von 2,8V bis 3,6V. Wenn Sie eine 3,3V-Versorgung direkt an eine LED mit einem V_F von 2,9V anschließen, verursacht die Spannungsdifferenz (0,4V) einen sehr hohen, unkontrollierten Stromfluss, der das Maximum von 20mA weit überschreitet. Für eine einfache DC-Ansteuerung ist immer ein Reihenwiderstand erforderlich.

9.2 Warum gibt es einen Spitzenstromwert (100mA), der höher ist als der DC-Dauerstromwert (20mA)?

Der Halbleiterübergang kann kurze, hochstromige Pulse ohne Überhitzung bewältigen, da die thermische Zeitkonstante des winzigen Chips sehr kurz ist. Die 100mA-Bewertung bei einem Tastverhältnis von 1/10 ermöglicht kurze Pulse höherer Helligkeit (z.B. in multiplexierten Displays oder für Signalisierung), während diedurchschnittlicheLeistung und Temperatur innerhalb sicherer Grenzen gehalten werden. Der Dauerbetrieb darf 20mA nicht überschreiten.

9.3 Was bedeutet "wasserklare" Linse für die Lichtausgabe?

Eine "wasserklare" oder nicht-diffundierte Linse bedeutet, dass das Epoxid-Vergussmaterial transparent ist. Dies führt zur höchstmöglichen Lichtausgabe aus dem Gehäuse, da kein Licht durch Streupartikel gestreut wird. Das Strahlprofil wird stärker durch die Form des LED-Chips und des Reflektors definiert und erscheint oft als heller, kleiner Punkt bei direkter Betrachtung.

9.4 Wie interpretiere ich die Bin-Codes bei der Bestellung?

Für konsistente Ergebnisse in Ihrer Anwendung sollten Sie die gewünschten Bin-Codes für Spannung (V_F), Intensität (I_v) und dominante Wellenlänge (λ_d) angeben. Zum Beispiel erhalten Sie mit der Anforderung der Bins D8 (3,0-3,2V), S (180-280 mcd) und AQ (525-530 nm) LEDs mit mittlerer Spannung, mittelhoher Helligkeit und einem spezifischen Grünton. Wenn nicht angegeben, erhalten Sie eine Mischung aus der Produktion.

10. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fall: Design einer Statusanzeige für einen schlanken Bluetooth-Lautsprecher

Ein Designer entwickelt einen kompakten Bluetooth-Lautsprecher mit einem nur 5mm dicken Aluminiumgehäuse. Eine mehrfarbige Status-LED wird benötigt, um Strom, Kopplung und Batteriestatus anzuzeigen. Der Platz hinter dem Frontgitter ist extrem begrenzt.

Lösung:Die LTST-C193TGKT (grün) wird zusammen mit ähnlichen roten und blauen ultraflachen LEDs ausgewählt. Ihre 0,4mm Höhe ermöglicht es ihnen, perfekt in den begrenzten Innenraum zu passen. Der Designer:

1. Platziert die LEDs auf der Hauptplatine nahe dem Gitter.
2. Verwendet einen Mikrocontroller-GPIO-Pin für jede Farbe, mit einem 100Ω Reihenwiderstand, berechnet für ein 3,3V-System (angenommen max. V_F von 3,6V ergibt einen sicheren Strom von ~10mA).
3. Spezifiziert denselben Intensitäts-Bin (z.B. 'S') für alle drei Farben, um eine ausgewogene Helligkeit zu gewährleisten.
4. Fügt eine kleine Kupferfläche unter den LED-Pads auf der Leiterplatte für eine leichte Wärmeverteilung hinzu.
5. Befolgt das empfohlene Reflow-Profil während der Bestückung, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Das Ergebnis ist eine helle, gleichmäßige Statusanzeige, die zum schlanken Industriedesign passt, ohne mechanische Kompromisse einzugehen.

11. Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Flussspannung über den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-Typ-Material mit Löchern aus dem p-Typ-Material im aktiven Bereich. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Farbe (Wellenlänge) des Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. Die LTST-C193TGKT verwendet eineIndiumgalliumnitrid (InGaN)Verbindungshalbleiter, die so konstruiert ist, dass sie eine Bandlücke entsprechend grünem Licht (etwa 520-535 nm) aufweist. Das wasserklare Epoxid-Vergussmaterial schützt den Halbleiterchip, wirkt als Linse und kann Leuchtstoffe enthalten (obwohl nicht in diesem klarlinsigen Fall), um die Ausgabe zu modifizieren.

12. Entwicklungstrends

Der Trend bei Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungs-LEDs für Unterhaltungselektronik stimmt stark mit den Merkmalen dieser Komponente überein:

• Miniaturisierung und niedrigere Bauhöhe:Die kontinuierliche Nachfrage nach dünneren Geräten treibt die Entwicklung von LEDs mit immer kleineren Abmessungen und Höhen an, wie diese 0,4mm-Komponente.
• Höhere Effizienz:Verbesserungen in der epitaktischen Wachstumstechnik und Chipdesign ergeben mehr Lumen pro Watt, was eine hellere Ausgabe bei gleichem Strom oder die gleiche Helligkeit mit geringerem Stromverbrauch und weniger Wärme ermöglicht.
• Verbesserte Farbkonstanz:Fortschrittliche Binning-Techniken und engere Prozesskontrollen ermöglichen es Herstellern, LEDs mit sehr engen Toleranzen für Wellenlänge und Intensität anzubieten, was entscheidend für Anwendungen wie Vollfarbdisplays und Ambientebeleuchtung ist.
• Erhöhte Zuverlässigkeit für raue Umgebungen:Während diese LED für Standardanwendungen ist, entwickelt die Industrie auch Versionen mit höheren Temperaturbewertungen und Robustheit für Automobil- und Industrieanwendungen.
• Integration:Trends umfassen die Integration mehrerer LED-Chips (RGB) in ein einzelnes Gehäuse oder die Kombination von LEDs mit Treiber-ICs oder Sensoren.

Die LTST-C193TGKT repräsentiert eine Lösung der aktuellen Generation, die die Schlüsselbedürfnisse der Miniaturisierung und Leistung für Mainstream-Elektronik adressiert.