LTST-C171KFKT-5A Orange SMD LED Datenblatt - Abmessungen 3,2x1,6x0,8mm - Spannung 1,7-2,3V - Leistung 75mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochleistungsfähigen, ultraflachen oberflächenmontierbaren Chip-LED. Das Bauteil ist für Anwendungen konzipiert, die eine kompakte Bauform, hohe Helligkeit und zuverlässigen Betrieb in automatisierten Bestückungsprozessen erfordern. Es nutzt einen AlInGaP-Halbleiterwerkstoff (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) zur Erzeugung von orangefarbenem Licht und bietet im Vergleich zu herkömmlichen Technologien eine überlegene Lichtausbeute.

Die Hauptvorteile dieser Komponente sind ihr minimales Profil, die Kompatibilität mit Standard-Reflow-Lötverfahren und die Eignung für automatisierte Bestückungsanlagen in der Großserienfertigung. Sie ist für den Einsatz in einer Vielzahl von Konsumelektronik, Anzeigen, Hintergrundbeleuchtungen und allgemeinen Beleuchtungsanwendungen vorgesehen, bei denen Platz und Helligkeit kritische Einschränkungen darstellen.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil darf nicht über diese Grenzwerte hinaus betrieben werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden.

• Verlustleistung (Pd):75 mW. Dies ist die maximale Gesamtleistung, die das Gehäuse unter spezifizierten Bedingungen als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):80 mA. Dies ist der maximal zulässige momentane Durchlassstrom, typischerweise unter gepulsten Bedingungen spezifiziert (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite), um Überhitzung zu verhindern.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):30 mA DC. Dies ist der maximal kontinuierlich anlegbare Strom.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-30°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für zuverlässigen Betrieb.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-55°C bis +85°C.
• Infrarot-Reflow-Lötbedingung:260°C Spitzentemperatur für maximal 10 Sekunden. Dies definiert die Toleranz des thermischen Profils während der Bestückung.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C und einem Standard-Prüfstrom (I_F) von 5 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):Reicht von 11,2 mcd (Minimum) bis 45,0 mcd (Maximum), mit einem angegebenen typischen Wert. Die Intensität wird mit einem Sensor gemessen, der auf die photopische (CIE) Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges abgestimmt ist.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwerts (auf der Achse) abfällt, was auf ein sehr breites Abstrahlverhalten hinweist.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):611 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):597,0 nm bis 612,0 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge als Farbe wahrgenommen wird, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm. Der spezifische Wert für eine bestimmte Einheit hängt von ihrem Binning-Code ab.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):17 nm (typisch). Die spektrale Bandbreite, gemessen bei halber maximaler Intensität (Full Width at Half Maximum - FWHM).
• Durchlassspannung (V_F):1,7 V bis 2,3 V bei I_F= 5mA. Der Spannungsabfall über der LED, wenn Strom fließt.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (maximal) bei V_R= 5V. Der geringe Leckstrom, wenn das Bauteil in Sperrrichtung betrieben wird.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs anhand wichtiger Parameter in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen erfüllen.

3.1 Binning der Durchlassspannung

Einheiten werden nach ihrer Durchlassspannung (V_F) bei 5 mA kategorisiert.

• Bin E2: V_F= 1,70V - 1,90V
• Bin E3: V_F= 1,90V - 2,10V
• Bin E4: V_F= 2,10V - 2,30V

Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±0,1V. Die Übereinstimmung der V_F-Bins ist wichtig, wenn mehrere LEDs parallel geschaltet werden, um eine gleichmäßige Stromaufteilung sicherzustellen.

3.2 Binning der Lichtstärke

Einheiten werden nach ihrer Lichtstärke (I_V) bei 5 mA kategorisiert.

• Bin L: I_V= 11,2 mcd - 18,0 mcd
• Bin M: I_V= 18,0 mcd - 28,0 mcd
• Bin N: I_V= 28,0 mcd - 45,0 mcd

Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±15%. Dies ermöglicht eine Auswahl basierend auf den erforderlichen Helligkeitsstufen.

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Einheiten werden nach ihrer dominanten Wellenlänge (λ_d) bei 5 mA kategorisiert, die direkt mit der wahrgenommenen Farbe korreliert.

• Bin N: λ_d= 597,0 nm - 600,0 nm
• Bin P: λ_d= 600,0 nm - 603,0 nm
• Bin Q: λ_d= 603,0 nm - 606,0 nm
• Bin R: λ_d= 606,0 nm - 609,0 nm
• Bin S: λ_d= 609,0 nm - 612,0 nm

Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±1 nm. Eine enge Wellenlängenkontrolle ist für Anwendungen, die eine präzise Farbabstimmung erfordern, entscheidend.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (z.B. Abbildung 1 für die spektrale Verteilung, Abbildung 6 für den Abstrahlwinkel), können die typischen Zusammenhänge beschrieben werden.

Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Die V_Feiner AlInGaP-LED hat einen logarithmischen Zusammenhang mit I_F. Sie steigt mit dem Strom an, zeigt aber eine "Knie"-Spannung, unterhalb derer sehr wenig Strom fließt. Der Betrieb unter der empfohlenen 5mA-Prüfbedingung gewährleistet eine stabile Leistung innerhalb der spezifizierten V_F range.

-Grenzen.Lichtstärke vs. Durchlassstrom:_VDie Lichtausbeute (I_F) ist innerhalb der Betriebsgrenzen des Bauteils annähernd proportional zum Durchlassstrom (I

). Die Effizienz kann jedoch bei sehr hohen Strömen aufgrund erhöhter Wärmeentwicklung abnehmen.Temperaturabhängigkeit:_FDie Durchlassspannung (V

) von LEDs nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab (negativer Temperaturkoeffizient). Umgekehrt nimmt die Lichtstärke im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist für eine konstante Helligkeit und lange Lebensdauer unerlässlich.Spektrale Verteilung:

Das AlInGaP-Materialsystem erzeugt ein relativ schmales Emissionsspektrum im orange-roten Bereich (Spitze bei ~611 nm). Die dominante Wellenlänge kann sich mit Änderungen des Treiberstroms und der Temperatur leicht verschieben.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil weist eine industrieübliche EIA-Gehäuseform auf. Wichtige Abmessungen sind ein superflaches Profil mit einer Höhe von 0,80 mm. Länge und Breite sind typisch für diese Klasse von Chip-LEDs. Detaillierte mechanische Zeichnungen spezifizieren alle kritischen Abmessungen, einschließlich der Pad-Positionen und Toleranzen (typischerweise ±0,10 mm).

5.2 Pad-Layout und Polarität

Das Datenblatt enthält ein empfohlenes Lötpad-Layout für das Leiterplattendesign. Dieses Layout ist für die Bildung zuverlässiger Lötstellen während des Reflow-Prozesses optimiert und hilft, "Tombstoning" zu verhindern. Anode und Kathode sind auf dem Gehäuse deutlich markiert, typischerweise durch eine visuelle Kennzeichnung wie eine Kerbe, einen Punkt oder eine abgeschnittene Ecke. Die korrekte Polungsausrichtung ist für den Betrieb des Bauteils zwingend erforderlich.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

• Die Komponente ist mit Infrarot (IR)-Reflow-Lötverfahren kompatibel. Ein empfohlenes Profil, das mit JEDEC-Standards für bleifreie (Pb-free) Bestückung konform ist, wird bereitgestellt. Wichtige Parameter sind:Vorwärmen:
• Aufheizen auf 150-200°C.Einweich-/Vorwärmzeit:
• Maximal 120 Sekunden, um das Flussmittel zu aktivieren und thermischen Schock zu minimieren.Spitzentemperatur:
• Maximal 260°C.Zeit oberhalb Liquidus:

Das Bauteil sollte der Spitzentemperatur maximal 10 Sekunden ausgesetzt werden. Der Reflow-Vorgang sollte nicht mehr als zweimal durchgeführt werden.

Das spezifische Profil muss für das tatsächliche Leiterplattendesign, die verwendete Lötpaste und den Ofen charakterisiert werden.

6.2 Handlöten

• Falls Handlöten notwendig ist, muss äußerste Vorsicht walten:Lötkolbentemperatur:
• Maximal 300°C.Lötzeit:
• Maximal 3 Sekunden pro Pad.Begrenzung:

Handlöten sollte nur einmal durchgeführt werden, um thermische Schäden am Epoxidgehäuse und am Halbleiterchip zu vermeiden.

6.3 Reinigung

Es sollten nur spezifizierte Reinigungsmittel verwendet werden. Empfohlene Lösungsmittel sind Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei normaler Raumtemperatur. Die LED sollte weniger als eine Minute eingetaucht werden. Nicht spezifizierte chemische Flüssigkeiten können das Gehäusematerial oder die optische Linse beschädigen.

6.4 Lagerung und Handhabung

• LEDs sind feuchtigkeitsempfindliche Bauteile (MSD).Versiegelte Verpackung:
• Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit in der original feuchtigkeitsgeschützten Beutel mit Trockenmittel beträgt ein Jahr.Geöffnete Verpackung:

Für Komponenten, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollte die Lagerumgebung 30°C / 60% RH nicht überschreiten. Es wird empfohlen, den IR-Reflow innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) nach der Exposition abzuschließen. Bei längerer Exposition in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator lagern. Komponenten, die länger als 672 Stunden exponiert waren, sollten vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet (gebacken) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning" während des Reflow zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

• Das Bauteil wird in einer band- und rollenkompatiblen Verpackung geliefert, die für automatisierte Pick-and-Place-Anlagen geeignet ist.Rollen-Größe:
• 7-Zoll Durchmesser.Menge pro Rolle:
• 3000 Stück.Mindestbestellmenge (MOQ):
• 500 Stück für Restmengen.Band-Spezifikationen:
• Konform mit ANSI/EIA 481-1-A-1994. Leere Komponententaschen sind mit einem Deckband versiegelt.Qualität:

Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Komponenten im Band beträgt zwei.

Die Artikelnummer LTST-C171KFKT-5A kodiert spezifische Attribute: wahrscheinlich die Serie (LTST-C171), Linsentyp (K=Wasserklar), Farbe (FKT=Orange AlInGaP) und Binning-Codes (5A).

8. Anwendungsempfehlungen

• 8.1 Typische AnwendungsszenarienStatusanzeigen:
• Strom-, Verbindungs- oder Modusanzeigen in Konsumelektronik, Haushaltsgeräten und Industrieanlagen.Hintergrundbeleuchtung:
• Rand- oder Direktbeleuchtung für kleine LCD-Panels, Tastaturen oder Symbole.Automobil-Innenraumbeleuchtung:
• Armaturenbrettanzeigen, Schalterbeleuchtung (vorbehaltlich der Qualifikation für spezifische Automobilstandards).Dekorative Beleuchtung:

Akzentbeleuchtung in Geräten, bei denen ein flaches Profil entscheidend ist.

• 8.2 DesignüberlegungenStromversorgung:
• LEDs sind strombetriebene Bauteile. Verwenden Sie eine Konstantstromquelle oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit einer Spannungsquelle, um den gewünschten Betriebsstrom einzustellen. Nicht ohne Strombegrenzung direkt an eine Spannungsquelle anschließen.Parallelschaltung:_FBeim Parallelschalten mehrerer LEDs können geringe Schwankungen in V_Fzu erheblichen Stromungleichgewichten führen, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und potenzieller Überlastung von Einheiten mit niedrigerer V
• führt. Es wird dringend empfohlen, jede LED oder jede Reihenschaltung mit ihrem eigenen strombegrenzenden Widerstand zu betreiben oder einen dedizierten Mehrkanal-Treiber-IC zu verwenden.Wärmemanagement:
• Obwohl die Verlustleistung gering ist, trägt eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte für die Lötpads zur Wärmeableitung bei, insbesondere bei Betrieb nahe der Maximalwerte oder in hohen Umgebungstemperaturen. Dies hilft, die Lichtausbeute und die Zuverlässigkeit des Bauteils aufrechtzuerhalten.ESD-Schutz:

Obwohl in diesem Datenblatt nicht explizit als empfindlich angegeben, ist der Umgang mit allen Halbleiterbauteilen unter angemessenen ESD-Vorsichtsmaßnahmen eine gute Praxis.

9. Technischer Vergleich und DifferenzierungDieses Bauteil unterscheidet sich hauptsächlich durch seineultraflache Höhe von 0,80 mm, was für platzbeschränkte Anwendungen wie ultradünne Displays oder Wearable Electronics vorteilhaft ist. Die Verwendung vonAlInGaP-Technologiebietet für orange/rote Farben eine höhere Lichtausbeute und bessere Temperaturstabilität im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP. Seine Kompatibilität mit standardmäßigenIR-Reflow-Prozessenund8mm-Band auf 7\"-Rollen

macht es ideal für automatisierte SMT-Montagelinien in der Großserienfertigung, was die Herstellungskosten und -komplexität reduziert.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?_PA: Spitzenwellenlänge (λ_d) ist der physikalische Punkt der höchsten Energieabgabe im Spektrum. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Diagramm) und ist die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe am besten beschreibt. λ

ist für die Farbabstimmung in Anwendungen relevanter.

F: Warum ist Binning wichtig?_FA: Fertigungsschwankungen verursachen leichte Unterschiede in V_F, Intensität und Farbe zwischen einzelnen LEDs. Binning sortiert sie in Gruppen mit eng kontrollierten Parametern. Die Auswahl aus demselben Bin gewährleistet visuelle Konsistenz (gleiche Farbe und Helligkeit) und elektrische Konsistenz (ähnliche V

) in einem Endprodukt.

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

A: Ja. Der maximale Dauer-Durchlassstrom beträgt 30 mA. Der Betrieb mit 20mA liegt innerhalb der Spezifikation. Allerdings werden Lichtstärke und Durchlassspannung bei 20mA höher sein als die Werte unter der 5mA-Prüfbedingung. Konsultieren Sie die typischen Leistungskurven zur Orientierung.

F: Wie interpretiere ich den Abstrahlwinkel von 130°?_{A: Ein Abstrahlwinkel von 130° (2θ}1/2

) ist sehr breit. Es bedeutet, dass die LED Licht über einen breiten Kegel abstrahlt. Die Intensität ist am höchsten, wenn man direkt darauf schaut (0°), und wenn man sich 65° von der Achse entfernt (130°/2), fällt die Intensität auf 50% des Achsenwerts ab. Dies ist für Anwendungen geeignet, bei denen die LED aus vielen Blickwinkeln sichtbar sein muss.

11. Design- und Anwendungs-Fallstudie

Szenario: Entwurf eines Multi-Indikator-Panels für ein tragbares Medizingerät.Anforderungen:

Mehrere orangefarbene Status-LEDs müssen gleichmäßig hell und farblich identisch sein. Das Gerätegehäuse ist sehr dünn, was die Bauteilhöhe begrenzt. Die Bestückung ist vollautomatisch.

Design-Entscheidungen basierend auf diesem Datenblatt:

1. Die Höhe von 0,80mm ermöglicht es den LEDs, innerhalb der mechanischen Einschränkungen zu passen.

2. Um eine einheitliche Farbe zu gewährleisten, spezifiziert der Entwickler LEDs aus einem einzigen, engen Bin für die dominante Wellenlänge (z.B. Bin Q: 603-606 nm).

3. Um eine einheitliche Helligkeit zu gewährleisten, werden LEDs aus einem einzigen Lichtstärke-Bin ausgewählt (z.B. Bin M: 18-28 mcd)._F4. Um Helligkeitsunterschiede aufgrund von V

-Schwankungen zu verhindern, wird jede LED von ihrem eigenen strombegrenzenden Widerstand an einer gemeinsamen Spannungsschiene betrieben, anstatt sie direkt parallel zu schalten.

5. Das Leiterplattenlayout folgt den empfohlenen Pad-Abmessungen, um zuverlässiges Löten während des im Dokument spezifizierten IR-Reflow-Prozesses sicherzustellen.

6. Das Fertigungsteam befolgt die Feuchtigkeitshandhabungsrichtlinien und trocknet Komponenten, die länger als 28 Tage außerhalb der Verpackung waren, vor der Montage.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf AlInGaP-Halbleitermaterial (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid), das auf einem Substrat gewachsen wird. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiterübergangs injiziert. Ihre Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts vorgibt – in diesem Fall orange. Der Chip ist in einem Epoxidgehäuse eingekapselt, das den Halbleiterchip schützt, mechanische Stabilität bietet und als primäres optisches Element dient. Das "wasserklare" Linsenmaterial verändert die Farbe nicht, hilft aber bei der Extraktion und Lenkung des Lichts. Das flache Profil wird durch fortschrittliches Chipdesign und Verpackungstechniken erreicht.

13. Branchentrends und Entwicklungen