LTST-C194TGKT SMD LED Datenblatt - 0,30mm Bauhöhe - 3,2V - 76mW - Grün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTST-C194TGKT ist eine oberflächenmontierbare (SMD) Chip-LED für moderne, platzbeschränkte Elektronikanwendungen. Es handelt sich um ein extrem flaches Bauteil mit einer Bauhöhe von nur 0,30 mm, wodurch es ideal für schlanke Geräte wie Smartphones, Tablets, Ultraflach-Displays und Wearable-Technologie geeignet ist. Das Bauteil emittiert grünes Licht mittels eines InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitermaterials in einem wasserklaren Linsengehäuse. Es entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und wird als grünes Produkt eingestuft. Die LED wird auf industrieüblichen 8-mm-Trägerbändern auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen geliefert, ist kompatibel mit Hochgeschwindigkeits-Bestückungsautomaten und Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozessen und erleichtert so eine effiziente Serienfertigung.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert. Zu den wichtigsten Grenzwerten gehören eine maximale Verlustleistung von 76 mW, ein DC-Durchlassstrom von 20 mA und ein Spitzendurchlassstrom von 100 mA unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Das Bauteil hält eine Sperrspannung von 5 V aus, ein Dauerbetrieb unter Sperrspannung ist jedoch untersagt. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -20°C und +80°C, der Lagerbereich ist mit -30°C bis +100°C weiter gefasst. Das Bauteil ist für Infrarot-Reflow-Lötung mit einer Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden ausgelegt.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Diese Parameter sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C und einem Standard-Prüfstrom (IF) von 20 mA spezifiziert und liefern die Basis-Performancedaten. Die Lichtstärke (Iv) hat einen typischen Wert von 450 Millicandela (mcd) mit einem Minimum von 71 mcd, was auf eine hohe Helligkeit hinweist. Sie verfügt über einen breiten Abstrahlwinkel (2θ1/2) von 130 Grad für eine gleichmäßige, weite Ausleuchtung. Die dominante Wellenlänge (λd) beträgt 525 nm und definiert die Grünwahrnehmung, während die Peak-Emissionswellenlänge (λp) bei 530 nm liegt. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt 35 nm. Die Durchlassspannung (VF) misst typischerweise 3,2 V im Bereich von 2,8 V bis 3,6 V. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 10 μA bei voller 5-V-Sperrspannung.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Produktion zu gewährleisten, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die LTST-C194TGKT verwendet ein dreidimensionales Binning-System, das Durchlassspannung (Vf), Lichtstärke (Iv) und dominante Wellenlänge (λd) abdeckt. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die ihren spezifischen Schaltungs- und Helligkeits-/Farbanforderungen entsprechen.

3.1 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung wird in 0,2-V-Schritten sortiert. Die verfügbaren Bin-Codes sind D7 (2,80-3,00 V), D8 (3,00-3,20 V), D9 (3,20-3,40 V) und D10 (3,40-3,60 V). Innerhalb jedes Bins gilt eine Toleranz von ±0,1 V. Die Auswahl von LEDs aus demselben Vf-Bin hilft, eine gleichmäßige Stromverteilung zu gewährleisten, wenn mehrere LEDs parallel geschaltet sind.

3.2 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke-Bins bieten eine Auswahl an Helligkeitsstufen. Die Bins sind Q (71,0-112,0 mcd), R (112,0-180,0 mcd), S (180,0-280,0 mcd) und T (280,0-450,0 mcd). Für jedes Bin gilt eine Toleranz von ±15 %. Dies ermöglicht eine kosteneffiziente Auswahl, wo maximale Helligkeit nicht kritisch ist, oder für abgestufte Produktfunktionen.

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Bins für die dominante Wellenlänge gewährleisten Farbkonstanz. Die verfügbaren Bins sind AP (520,0-525,0 nm), AQ (525,0-530,0 nm) und AR (530,0-535,0 nm) mit einer engen Toleranz von ±1 nm pro Bin. Dies ist entscheidend für Anwendungen, die eine präzise Farbabstimmung erfordern, wie z. B. bei mehrfarbigen Anzeigen oder Display-Hintergrundbeleuchtungen.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im Datenblatt referenziert sind (z. B. Abbildung 1 für die spektrale Verteilung, Abbildung 6 für den Abstrahlwinkel), erlauben die bereitgestellten Daten eine Analyse der Schlüsselbeziehungen. Die Durchlassspannung ist für einen einzelnen Strom (20 mA) spezifiziert. In der Praxis hat Vf eine logarithmische Beziehung zum Durchlassstrom (If) und einen negativen Temperaturkoeffizienten, d. h., Vf sinkt mit steigender Sperrschichttemperatur. Die Lichtstärke ist ebenfalls temperaturabhängig und nimmt typischerweise mit steigender Temperatur ab. Der breite 130-Grad-Abstrahlwinkel deutet auf ein lambertisches oder nahezu lambertisches Abstrahlverhalten hin, bei dem die Lichtintensität annähernd proportional zum Kosinus des Betrachtungswinkels ist.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht den EIA-Standardgehäuseumrissen (Electronic Industries Alliance). Das entscheidende Merkmal ist ihre ultraflache Bauhöhe von 0,30 mm. Detaillierte Maßzeichnungen spezifizieren Länge, Breite, Anschlussabstand und andere kritische mechanische Toleranzen, typischerweise mit einer Standardtoleranz von ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Diese Abmessungen sind für das Leiterplatten-Layout (PCB, Printed Circuit Board) und die korrekte Platzierung durch Automaten essenziell.

5.2 Lötpad-Design

Das Datenblatt enthält empfohlene Abmessungen für das Lötpad-Layout. Die Einhaltung dieser Empfehlungen ist entscheidend für zuverlässige Lötstellen während des Reflow-Prozesses. Ein wichtiger Hinweis ist die Empfehlung einer maximalen Schablonenstärke von 0,10 mm, um die Lotpastenmenge zu kontrollieren und Brückenbildung oder Aufstellung (Tombstoning) des kleinen Bauteils zu verhindern.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Wie die meisten LEDs ist dieses Bauteil polaritätssensitiv. Die Kathode ist typischerweise markiert, oft durch eine Kerbe, einen grünen Punkt oder eine andere Anschlussform. Die korrekte Ausrichtung muss anhand der Gehäusezeichnung überprüft werden, um einen ordnungsgemäßen Schaltungsbetrieb sicherzustellen und Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Infrarot (IR)-Reflow-Profil für bleifreie Lötprozesse wird bereitgestellt. Dieses Profil entspricht JEDEC-Standards. Es umfasst kritische Parameter: eine Vorwärmphase (typischerweise 150-200°C für bis zu 120 Sekunden), eine Aufheizrampe, eine Spitzentemperaturzone (maximal 260°C) und eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (Temperatur, bei der das Lot schmilzt). Das Bauteil darf der Spitzentemperatur nicht länger als 10 Sekunden ausgesetzt werden. Dieses Profil gewährleistet die Bildung zuverlässiger Lötstellen, ohne das LED-Gehäuse übermäßiger thermischer Belastung auszusetzen.

6.2 Handhabung und Lagerung

Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Handhabungsvorkehrungen wie geerdete Handgelenkbänder, antistatische Matten und leitfähige Behälter sind zwingend erforderlich. Für die Lagerung sollten ungeöffnete Feuchtigkeitssperrbeutel (mit Trockenmittel) bei ≤30°C und ≤90 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH) aufbewahrt werden, mit einer Haltbarkeit von einem Jahr. Nach dem Öffnen sollten die Bauteile bei ≤30°C und ≤60 % RH gelagert werden. Wenn sie länger als 672 Stunden (28 Tage) Umgebungsbedingungen ausgesetzt waren, wird vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden empfohlen, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

6.3 Reinigung

Falls eine Nachlötreinigung erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel verwendet werden. Das Datenblatt empfiehlt ein Eintauchen in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute. Nicht spezifizierte chemische Reiniger können die Kunststofflinse oder das Gehäusematerial beschädigen.

7. Verpackung und Bestellinformationen

Die Standardverpackung ist 8 mm breites, geprägtes Trägerband, aufgewickelt auf Spulen mit 7 Zoll (178 mm) Durchmesser. Jede Spule enthält 5000 Stück. Leere Taschen im Band sind mit einem Deckband versiegelt. Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Spezifikationen. Für die Produktionskontinuität beträgt die maximal zulässige Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile im Band zwei. Die Mindestbestellmenge für Restspulen beträgt 500 Stück. Die Artikelnummer LTST-C194TGKT folgt einem spezifischen Codierungssystem, bei dem die Elemente wahrscheinlich die Serie, das Gehäuse, die Farbe und die Bin-Codes angeben.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese ultraflache grüne LED ist ideal für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung von Tasten oder Symbolen und dekorative Beleuchtung in Unterhaltungselektronik, wo die Bauhöhe eine kritische Einschränkung darstellt. Beispiele sind Anzeigelampen in Smartphones, Tablets, Laptops, Ultrabooks, Wearable-Geräten (Smartwatches, Fitness-Armbänder) und dünnen Bedienfeldern. Ihre Kompatibilität mit automatischer Bestückung und Reflow-Lötung macht sie perfekt für die Hochvolumenfertigung.

8.2 Designüberlegungen

Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand ist immer erforderlich, wenn die LED von einer Spannungsquelle betrieben wird, die höher als ihre Durchlassspannung ist. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (Vcc - Vf) / If, wobei Vf die Durchlassspannung ist (für Worst-Case-Design den Maximalwert verwenden), If der gewünschte Durchlassstrom (≤20 mA DC) und Vcc die Versorgungsspannung ist.
Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, kann eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen helfen, Wärme abzuführen, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder mit maximalem Strom, um so die Lichtausbeute und Lebensdauer zu erhalten.
ESD-Schutz:In ESD-gefährdeten Umgebungen sollte die Hinzunahme von Transientenspannungsunterdrückungs (TVS)-Dioden oder anderen Schutzschaltungen auf den LED-Leitungen in Betracht gezogen werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der primäre Differenzierungsfaktor der LTST-C194TGKT ist ihre Bauhöhe von 0,30 mm, die deutlich flacher ist als viele Standard-SMD-LEDs (z. B. 0603- oder 0805-Gehäuse, die oft 0,6-0,8 mm hoch sind). Dies ermöglicht Designs in Anwendungen, bei denen die Z-Höhe stark begrenzt ist. Im Vergleich zu älteren bedrahteten LEDs bietet sie enorme Platzersparnis und ermöglicht automatisierte Montage. Der Einsatz von InGaN-Technologie bietet hohe Effizienz und helles grünes Licht. Ihre Kompatibilität mit bleifreien Reflow-Profilen entspricht modernen Umweltvorschriften und Fertigungsprozessen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED mit 30 mA für höhere Helligkeit betreiben?
A: Nein. Der absolute maximale DC-Durchlassstrom beträgt 20 mA. Das Überschreiten dieses Wertes kann aufgrund von Überhitzung und beschleunigtem Abbau des Halbleiterübergangs zu irreversiblen Schäden führen.
F: Was ist der Unterschied zwischen dominanter Wellenlänge und Peak-Wellenlänge?
A: Die dominante Wellenlänge (λd) ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe der LED wahrnimmt, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm. Die Peak-Wellenlänge (λp) ist die tatsächliche Wellenlänge, bei der die emittierte optische Leistung am höchsten ist. Sie unterscheiden sich oft geringfügig.
F: Kann ich Handlötung verwenden?
A: Handlötung mit einem Lötkolben ist möglich, erfordert aber äußerste Sorgfalt. Die Empfehlung ist eine maximale Lötspitzentemperatur von 300°C und eine Lötzeit von nicht mehr als 3 Sekunden pro Anschluss, und dies nur einmalig. Reflow-Lötung ist die bevorzugte und zuverlässigere Methode.
F: Wie interpretiere ich den Bin-Code in der Artikelnummer?
A: Das Suffix \"TGKT\" enthält wahrscheinlich codierte Informationen für die spezifischen Bins der Durchlassspannung (T?), Lichtstärke (G?) und dominanten Wellenlänge (K?). Man muss die vollständige Bin-Liste mit den Bestellinformationen abgleichen, um die genau benötigte Leistungsklasse auszuwählen.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Design einer Statusanzeige für eine Smartwatch.
Das Design erfordert eine grüne Ladeanzeige. Die interne Höhe der Smartwatch ist extrem begrenzt. Die LTST-C194TGKT wird aufgrund ihrer 0,30-mm-Bauform ausgewählt. Der Entwickler wählt Bin D8 für Vf (3,0-3,2 V) und Bin T für Lichtstärke (280-450 mcd), um Sichtbarkeit zu gewährleisten. Die LED wird von der 3,3-V-Schiene der Uhr gespeist. Unter Verwendung des maximalen Vf von 3,6 V für ein konservatives Design wird der strombegrenzende Widerstand berechnet: R = (3,3 V - 3,6 V) / 0,02 A = -15 Ohm. Dieser negative Wert zeigt, dass bei einem Worst-Case-Vf, das höher als die Versorgungsspannung ist, die LED möglicherweise nicht leuchtet. Daher verwendet der Entwickler den typischen Vf von 3,2 V: R = (3,3 V - 3,2 V) / 0,02 A = 5 Ohm. Ein Standard-5,1-Ω-Widerstand wird gewählt, was einem Strom von ~19,6 mA entspricht. Das Leiterplattenlayout verwendet die empfohlenen Lötpad-Abmessungen und beinhaltet eine kleine Wärmeentlastungsverbindung zu einer Massefläche.

12. Technologieeinführung

Die LTST-C194TGKT basiert auf InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitertechnologie. InGaN ist ein Verbindungshalbleiter, dessen Bandlückenenergie durch Variation des Indium-Gallium-Verhältnisses eingestellt werden kann. Für grüne LEDs wird ein spezifischer Indiumgehalt verwendet, um eine Bandlücke zu erzeugen, die der Emission von Photonen im grünen Wellenlängenbereich (um 525 nm) entspricht. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Licht frei – ein Prozess namens Elektrolumineszenz. Das wasserklare Linsengehäuse ist so formuliert, dass dieses Licht mit minimaler Absorption effizient aus dem Halbleiterchip extrahiert wird und gleichzeitig mechanischen und Umweltschutz bietet.

13. Technologietrends

Der Trend bei SMD-LEDs für Unterhaltungselektronik geht weiterhin in Richtung Miniaturisierung, höherer Effizienz und stärkerer Integration. Die Gehäusehöhen werden weiter reduziert, um noch dünnere Endprodukte zu ermöglichen. Effizienzverbesserungen (mehr Lumen pro Watt) senken den Stromverbrauch, was für batteriebetriebene Geräte entscheidend ist. Es gibt auch einen Trend zu präziserer Farbkontrolle und engerem Binning, um den Anforderungen hochwertiger Displays und konsistenter Multi-LED-Arrays gerecht zu werden. Darüber hinaus wird die Integration von Steuerelektronik (wie Konstantstromtreiber) direkt in das LED-Gehäuse immer häufiger, was die Schaltungsentwicklung für den Endanwender vereinfacht. Die zugrundeliegende Materialwissenschaft schreitet weiter voran, mit laufender Forschung zur Verbesserung der Effizienz von grünen InGaN-LEDs, die historisch niedriger war als die von blauen LEDs.