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LTST-C193TBKT-2A Blaue LED Datenblatt - Abmessungen 1,6x0,8x0,35mm - Spannung 2,55-2,95V - Leistung 76mW - Technisches Dokument

Vollständiges technisches Datenblatt für die LTST-C193TBKT-2A, eine ultradünne 0,35mm hohe, wasserklare InGaN blaue SMD-LED. Enthält elektrische/optische Spezifikationen, Binning, Lötrichtlinien und Anwendungshinweise.
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PDF-Dokumentendeckel - LTST-C193TBKT-2A Blaue LED Datenblatt - Abmessungen 1,6x0,8x0,35mm - Spannung 2,55-2,95V - Leistung 76mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für die LTST-C193TBKT-2A, eine oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED). Diese Komponente gehört zur Kategorie der ultraminiaturisierten optoelektronischen Bauteile, die für moderne, platzbeschränkte elektronische Baugruppen konzipiert sind. Ihre Hauptfunktion ist die Bereitstellung einer zuverlässigen, effizienten blauen Lichtquelle für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung und dekorative Beleuchtungsanwendungen.

Die Kernvorteile dieser LED werden durch ihre außergewöhnlich geringe Bauhöhe und ihre hohe Helligkeit definiert. Mit einer Höhe von nur 0,35 Millimetern wird sie als extraflache Chip-LED klassifiziert, was ihren Einsatz in ultradünnen Consumer Electronics, Wearables und anderen Anwendungen ermöglicht, bei denen der vertikale Bauraum stark begrenzt ist. Das Bauteil nutzt einen InGaN (Indiumgalliumnitrid) Halbleiterchip, die branchenübliche Technologie zur Herstellung hocheffizienter blauer und grüner LEDs. Diese Chiptechnologie ist für ihre Stabilität und Leistungsfähigkeit bekannt.

Der Zielmarkt für diese Komponente ist breit gefächert und umfasst Hersteller von Büroautomatisierungsgeräten, Kommunikationsgeräten, Haushaltsgeräten und verschiedenen Consumer Electronics. Ihre Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten und standardmäßigen Infrarot (IR) Reflow-Lötprozessen macht sie für hochvolumige, automatisierte Fertigungslinien geeignet, was eine gleichbleibende Qualität sicherstellt und die Montagekosten senkt.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine Betriebsbedingungen. Für die LTST-C193TBKT-2A sind die wichtigsten Grenzwerte:

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Standard-Umgebungstemperatur von 25°C gemessen und definieren die Leistung des Bauteils unter normalen Betriebsbedingungen.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Die LTST-C193TBKT-2A verwendet ein dreidimensionales Binning-System.

3.1 Binning der Durchlassspannung

Die Einheiten werden in Volt (V) bei einem Prüfstrom von 2 mA gemessen. Die Bins stellen sicher, dass LEDs in einer Schaltung ähnliche Spannungsabfälle aufweisen, was eine gleichmäßige Helligkeit bei Parallelschaltung fördert.

Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±0,1V.

3.2 Binning der Lichtstärke

Die Einheiten sind in Millicandela (mcd) bei IF=2mA. Dies ermöglicht die Auswahl von LEDs für Anwendungen, die bestimmte Helligkeitsstufen erfordern.

Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±15%.

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Einheiten sind in Nanometern (nm) bei IF=2mA. Dies steuert den präzisen Blauton.

Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±1 nm.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische Diagramme verwiesen wird (z.B. Abbildung 1 für die spektrale Verteilung, Abbildung 6 für den Abstrahlwinkel), kann das typische Verhalten solcher InGaN-LEDs beschrieben werden:

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED entspricht einem EIA-Standard-Gehäusefußabdruck. Wichtige Abmessungen (in Millimetern) sind eine Länge von 1,6mm, eine Breite von 0,8mm und die definierende ultradünne Höhe von 0,35mm. Detaillierte mechanische Zeichnungen spezifizieren Pad-Positionen, Bauteilkontur und Toleranzen (typischerweise ±0,10mm).

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise markiert, oft durch eine Kerbe, eine grüne Markierung auf dem Band oder eine abgeschrägte Ecke am Bauteil selbst. Während der Montage muss die korrekte Polarität beachtet werden, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

5.3 Vorgeschlagenes Lötpad-Design

Eine Lötflächenempfehlung wird bereitgestellt, um eine zuverlässige Lötstellenbildung und eine korrekte Ausrichtung während des Reflow zu gewährleisten. Die vorgeschlagene Schablonenstärke für den Lotpastenauftrag beträgt maximal 0,10mm, um Lötbrücken zwischen den eng beieinander liegenden Pads zu verhindern.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein vorgeschlagenes Infrarot (IR) Reflow-Profil für bleifreie Prozesse wird bereitgestellt, das mit JEDEC-Standards konform ist. Wichtige Parameter sind:

Da Leiterplattendesign, Paste und Ofeneigenschaften variieren, ist dieses Profil ein generisches Ziel, das für spezifische Fertigungseinrichtungen validiert werden muss.

6.2 Handlöten

Falls manuelles Löten erforderlich ist, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer Temperatur von nicht mehr als 300°C und begrenzen Sie die Kontaktzeit auf maximal 3 Sekunden für einen einzelnen Vorgang. Übermäßige Hitze kann das Kunststoffgehäuse und den Halbleiterchip beschädigen.

6.3 Reinigung

Verwenden Sie keine nicht spezifizierten chemischen Reinigungsmittel. Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, tauchen Sie die LED bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol. Aggressive Lösungsmittel können die Epoxidlinse und das Gehäuse beschädigen.

6.4 Lagerung & Handhabung

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Spezifikationen für Band und Rolle

Die LEDs werden in branchenüblicher geprägter Trägerbandverpackung geliefert, die mit einem Deckband versiegelt ist.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

8.2 Designüberlegungen

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Der primäre Differenzierungsfaktor der LTST-C193TBKT-2A ist ihre0,35mm Bauhöhe. Im Vergleich zu Standard-0603- oder 0402-LEDs, die typischerweise 0,6-0,8mm hoch sind, stellt dies eine Reduzierung der Bauhöhe um 40-50% dar. Dies ist ein entscheidender Vorteil im anhaltenden Trend der Geräteminiaturisierung, insbesondere für Smartphones, ultradünne Laptops und Wearable-Technologie, bei denen der interne Bauraum stark begrenzt ist.

Darüber hinaus ist die Kombination dieser ultradünnen Bauform mit einer relativ hohen Lichtstärke (bis zu 18,0 mcd bei nur 2mA) bemerkenswert. Viele ähnlich dünne LEDs opfern möglicherweise Helligkeit. Die Verwendung eines bewährten InGaN-Chips gewährleistet eine gute Farbkonsistenz und Zuverlässigkeit innerhalb ihrer spezifizierten Bins.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Welchen Widerstandswert sollte ich bei einer 5V-Versorgung verwenden?

Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes (R = (VVersorgung- VF) / IF) und unter Annahme eines typischen VFvon 2,8V und eines gewünschten IFvon 10mA: R = (5V - 2,8V) / 0,010A = 220 Ohm. Verwenden Sie für ein konservatives Design stets den maximalen VF-Wert aus dem Datenblatt (2,95V), um sicherzustellen, dass der Strom den Grenzwert nicht überschreitet: Rmin= (5V - 2,95V) / 0,010A = 205 Ohm (verwenden Sie den Standardwert 220Ω oder 240Ω).

10.2 Kann ich diese LED dauerhaft mit ihrem maximalen Strom von 20mA betreiben?

Ja, aber mit wichtigen Einschränkungen. Bei 20mA beträgt die Verlustleistung etwa 2,8V * 0,020A = 56mW, was unter dem absoluten Maximum von 76mW liegt. Der Betrieb am maximalen Nennwert erzeugt jedoch mehr Wärme, was möglicherweise die Lebensdauer der LED verringert und im Laufe der Zeit zu einer leichten Farbverschiebung und einem Abfall der Lichtefficienz führt. Für eine optimale Langlebigkeit und Stabilität wird der Betrieb mit einem niedrigeren Strom (z.B. 5-10mA) empfohlen, sofern die Helligkeit ausreicht.

10.3 Warum ist der Abstrahlwinkel so groß (130°)?

Die wasserklare (nicht diffundierte) Epoxidlinse ist so geformt, dass sie eine halbkugelförmige Form über dem winzigen LED-Chip bildet. Diese Form wirkt als Linse, die das Licht von der kleinen Punktquelle bricht und es über einen sehr großen Winkel verteilt. Dies ist ideal für Anwendungen, bei denen die LED aus vielen verschiedenen Blickwinkeln sichtbar sein muss, nicht nur frontal.

10.4 Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Peak-Wellenlänge (λP):Die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Sie ist eine Eigenschaft des Halbleitermaterials.Dominante Wellenlänge (λd):Die wahrgenommene Wellenlänge. Es ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die für einen standardisierten menschlichen Beobachter die gleiche Farbe wie das Licht der LED zu haben scheint. Aufgrund der Form der Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges und der spektralen Breite der LED sind diese beiden Werte unterschiedlich. Die dominante Wellenlänge ist für die Farbangabe im Design relevanter.

11. Praktischer Design- und Anwendungsfall

Szenario: Entwurf einer Multi-LED-Statusleiste für einen tragbaren Bluetooth-Lautsprecher.Das Design erfordert 5 blaue LEDs zur Anzeige des Batteriestands. Der Platz hinter einem dünnen Kunststoffdiffusor ist extrem begrenzt.

Komponentenauswahl:Die LTST-C193TBKT-2A wird aufgrund ihrer 0,35mm Höhe ausgewählt, die es ermöglicht, sie im schlanken Gehäuse unterzubringen. Der große 130° Abstrahlwinkel stellt sicher, dass die Lichtleiste aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar ist.

Schaltungsentwurf:Die LEDs sollen von einem 3,3V-Regler auf der Hauptplatine angesteuert werden. Für eine Helligkeit in der Mitte von Bin K (~9 mcd) wird ein Durchlassstrom von 5mA für gute Sichtbarkeit und Energieeffizienz gewählt. Unter Verwendung des maximalen VFvon 2,95V für ein konservatives Design: R = (3,3V - 2,95V) / 0,005A = 70 Ohm. Ein Standard-68Ω-Widerstand wird gewählt, was zu einem leicht höheren Strom von ~5,1mA führt.

Leiterplattenlayout:Das empfohlene Lötpad-Layout aus dem Datenblatt wird verwendet. Eine kleine Kupferfläche wird mit den Kathoden-Pads verbunden (die typischerweise thermisch mit dem LED-Substrat verbunden sind), um die Wärmeableitung zu unterstützen, insbesondere da fünf LEDs eng beieinander gruppiert werden.

Montage:Die LEDs werden mit automatischen Bestückungsgeräten vom 8mm-Band platziert. Die Montagelinie verwendet ein bleifreies Reflow-Profil, das gegen den JEDEC-konformen Vorschlag im Datenblatt validiert wurde, mit sorgfältiger Überwachung von Spitzentemperatur und Zeit oberhalb Liquidus, um thermische Schäden am ultradünnen Gehäuse zu verhindern.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Die LTST-C193TBKT-2A basiert auf einem InGaN (Indiumgalliumnitrid) Halbleiterchip. Das Prinzip der Lichtemission ist die Elektrolumineszenz. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang des Halbleiters angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in das aktive Gebiet injiziert. Dort rekombinieren sie und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. Durch Anpassen des Verhältnisses von Indium zu Gallium in der InGaN-Verbindung kann die Bandlücke so eingestellt werden, dass Licht im blauen, grünen und nahen ultravioletten Spektrum erzeugt wird. Der Chip wird dann in einem klaren Epoxidharz verkapselt, das die Linse bildet, die empfindliche Halbleiterstruktur vor mechanischen und Umweltschäden schützt und dazu beiträgt, das Licht effizient aus dem Chip auszukoppeln.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Die Entwicklung von LEDs wie der LTST-C193TBKT-2A wird von mehreren Schlüsseltrends in der Elektronikindustrie vorangetrieben:

Zukünftige Richtungen können noch dünnere Gehäuse, integrierte Treiberschaltungen innerhalb des LED-Gehäuses (Smart LEDs) und weitere Verbesserungen in der Farbkonsistenz und thermischen Leistung umfassen.

LED-Spezifikations-Terminologie

Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe

Photoelektrische Leistung

Begriff Einheit/Darstellung Einfache Erklärung Warum wichtig
Lichtausbeute lm/W (Lumen pro Watt) Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter. Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten.
Lichtstrom lm (Lumen) Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt. Bestimmt, ob das Licht hell genug ist.
Betrachtungswinkel ° (Grad), z.B. 120° Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite. Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit.
Farbtemperatur K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl. Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien.
Farbwiedergabeindex Einheitenlos, 0–100 Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut. Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet.
Farborttoleranz MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt" Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe. Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs.
Dominante Wellenlänge nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot) Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht. Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs.
Spektralverteilung Wellenlänge vs. Intensitätskurve Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen. Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität.

Elektrische Parameter

Begriff Symbol Einfache Erklärung Design-Überlegungen
Flussspannung Vf Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle". Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs.
Flussstrom If Stromwert für normalen LED-Betrieb. Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer.
Max. Pulsstrom Ifp Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet. Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden.
Sperrspannung Vr Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen. Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten.
Wärmewiderstand Rth (°C/W) Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser. Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung.
ESD-Immunität V (HBM), z.B. 1000V Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig. In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs.

Wärmemanagement & Zuverlässigkeit

Begriff Schlüsselmetrik Einfache Erklärung Auswirkung
Sperrschichttemperatur Tj (°C) Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip. Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung.
Lichtstromrückgang L70 / L80 (Stunden) Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt. Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED.
Lichtstromerhaltung % (z.B. 70%) Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit. Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten.
Farbverschiebung Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse Grad der Farbänderung während der Verwendung. Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen.
Thermisches Altern Materialabbau Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur. Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen.

Verpackung & Materialien

Begriff Gängige Typen Einfache Erklärung Merkmale & Anwendungen
Gehäusetyp EMC, PPA, Keramik Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle. EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer.
Chip-Struktur Front, Flip-Chip Chip-Elektrodenanordnung. Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung.
Phosphorbeschichtung YAG, Silikat, Nitrid Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß. Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI.
Linse/Optik Flach, Mikrolinse, TIR Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert. Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve.

Qualitätskontrolle & Binning

Begriff Binning-Inhalt Einfache Erklärung Zweck
Lichtstrom-Bin Code z.B. 2G, 2H Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte. Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge.
Spannungs-Bin Code z.B. 6W, 6X Nach Flussspannungsbereich gruppiert. Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz.
Farb-Bin 5-Schritt MacAdam-Ellipse Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich. Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte.
CCT-Bin 2700K, 3000K usw. Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich. Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen.

Prüfung & Zertifizierung

Begriff Standard/Test Einfache Erklärung Bedeutung
LM-80 Lichtstromerhaltungstest Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall. Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet.
TM-21 Lebensdauerschätzstandard Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten. Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage.
IESNA Beleuchtungstechnische Gesellschaft Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab. Industrieanerkannte Testbasis.
RoHS / REACH Umweltzertifizierung Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind. Marktzugangsvoraussetzung international.
ENERGY STAR / DLC Energieeffizienzzertifizierung Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte. Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit.