LTST-C190TBKT-10A Blaue LED Datenblatt - Größe 3,2x1,6x0,8mm - Spannung 2,75-3,35V - Leistung 76mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer hochwertigen, oberflächenmontierbaren blauen LED, die für moderne Elektronikanwendungen entwickelt wurde, die kompakte Bauformen und zuverlässigen Betrieb erfordern. Das Bauteil zeichnet sich durch seine außergewöhnlich geringe Bauhöhe aus, was es für platzbeschränkte Designs wie ultraflache Displays, Hintergrundbeleuchtungseinheiten und tragbare Unterhaltungselektronik geeignet macht.

Die Kernvorteile dieser Komponente umfassen ihre Konformität mit RoHS- und Umweltstandards, was Umweltfreundlichkeit gewährleistet. Sie nutzt einen InGaN (Indiumgalliumnitrid) Halbleiterchip, der für die Erzeugung von hocheffizientem blauem Licht bekannt ist. Das Gehäuse ist vollständig mit standardmäßigen automatischen Bestückungsgeräten kompatibel und für bleifreie (Pb-freie) Infrarot-Reflow-Lötprozesse qualifiziert, was den Anforderungen der modernen Fertigung entspricht.

Der Zielmarkt umfasst eine breite Palette von Branchen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Unterhaltungselektronik (Smartphones, Tablets, Laptops), Kfz-Innenraumbeleuchtung, Statusanzeigen, Panelbeleuchtung und allgemeine dekorative Beleuchtung, wo eine helle, zuverlässige blaue Punktlichtquelle benötigt wird.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C definiert. Die maximale kontinuierliche Verlustleistung beträgt 76 Milliwatt (mW). Der DC-Vorwärtsstrom sollte 20 mA für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb nicht überschreiten. Für gepulste Anwendungen ist unter bestimmten Bedingungen ein Spitzenvorwärtsstrom von 100 mA zulässig: ein Tastverhältnis von 1/10 und eine Pulsbreite von 0,1 Millisekunden. Die Komponente ist für einen Betriebstemperaturbereich von -20°C bis +80°C ausgelegt und kann in Umgebungen von -30°C bis +100°C gelagert werden. Entscheidend ist, dass sie einer Infrarot-Reflow-Lötung bei einer Spitzentemperatur von 260°C für eine Dauer von 10 Sekunden standhalten kann, was für bleifreie Bestückung Standard ist.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei Ta=25°C und einem Standard-Prüfstrom (IF) von 10 mA gemessen.

• Lichtstärke (Iv):Sie reicht von einem Minimum von 18,0 Millicandela (mcd) bis zu einem typischen Wert von 90,0 mcd. Dies wird mit einer Sensor- und Filterkombination gemessen, die der standardmäßigen CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Ein weiter Abstrahlwinkel von 130 Grad ist spezifiziert. Dies ist definiert als der Winkel außerhalb der Achse, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (auf der Achse liegenden) Wertes abfällt.
• Spitzenwellenlänge (λP):Die Wellenlänge, bei der die spektrale Emission am stärksten ist, beträgt typischerweise 468 Nanometer (nm).
• Dominante Wellenlänge (λd):Dieser Parameter, abgeleitet vom CIE-Farbdiagramm, definiert die wahrgenommene Farbe der LED. Er reicht von 465,0 nm bis 475,0 nm.
• Spektrale Bandbreite (Δλ):Die spektrale Halbwertsbreite beträgt 25 nm, was die Streuung der um den Peak emittierten Wellenlängen angibt.
• Flussspannung (VF):Bei 10 mA liegt der Spannungsabfall über der LED zwischen 2,75 Volt (min) und 3,35 Volt (max).
• Sperrstrom (IR):Bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V beträgt der Leckstrom maximal 10 Mikroampere (μA). Es ist entscheidend zu beachten, dass das Bauteil nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt ist; dieser Testzustand dient nur der Charakterisierung.

Hinweis zu elektrostatischer Entladung (ESD):Die LED ist empfindlich gegenüber statischer Elektrizität und Spannungsspitzen. Richtige ESD-Handhabungsverfahren, einschließlich der Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Handschuhe und geerdeter Geräte, sind während der Handhabung und Bestückung zwingend erforderlich, um Schäden zu vermeiden.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Konsistenz in Produktion und Anwendung zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Leistungsklassen (Bins) sortiert. Dies ermöglicht es Designern, Komponenten auszuwählen, die spezifische Schaltungs- und optische Anforderungen erfüllen.

3.1 Binning der Flussspannung

Einheiten werden basierend auf ihrer Flussspannung bei 10 mA in Klassen (J8, J9, J10, J11) kategorisiert. Jede Klasse hat eine Toleranz von ±0,1V.

• J8: 2,75V - 2,90V
• J9: 2,90V - 3,05V
• J10: 3,05V - 3,20V
• J11: 3,20V - 3,35V

3.2 Binning der Lichtstärke

LEDs werden gemäß ihrer Lichtstärkeausgabe bei 10 mA in Klassen (M1, M2, N1, N2, P1, P2, Q1) sortiert, mit einer Toleranz von ±15% pro Klasse. Dieser Bereich erstreckt sich von 18,0 mcd (M1 min) bis 90,0 mcd (Q1 max).

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Die Farbkonsistenz wird durch Wellenlängenklassen AC und AD gesteuert, jede mit einer Toleranz von ±1 nm.

• AC: 465,0 nm - 470,0 nm
• AD: 470,0 nm - 475,0 nm

4. Analyse der Kennlinien

Während spezifische grafische Kurven im Datenblatt referenziert werden (z.B. Abbildung 1 für spektrale Emission, Abbildung 6 für Abstrahlwinkel), erlauben die bereitgestellten Daten eine kritische Analyse. Die Beziehung zwischen Vorwärtsstrom (IF) und Lichtstärke (Iv) ist typischerweise bei niedrigeren Strömen superlinear, wird bei höheren Strömen linearer und sättigt dann. Designer müssen innerhalb des spezifizierten DC-Stromlimits arbeiten, um einen beschleunigten Alterungsprozess zu vermeiden. Die Flussspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie mit steigender Sperrschichttemperatur leicht abnimmt. Die spektralen Eigenschaften (Spitzen- und dominante Wellenlänge) sind ebenfalls temperaturabhängig und verschieben sich generell zu längeren Wellenlängen (Rotverschiebung) mit steigender Temperatur, was eine grundlegende Eigenschaft von Halbleiterlichtquellen ist.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil verfügt über ein EIA-standardisiertes Gehäuse mit ultraflacher Geometrie. Die Schlüsselabmessung ist seine Höhe von 0,80 mm (Maximum). Andere kritische Abmessungen umfassen Länge und Breite, die für diesen Gehäusetyp Standard sind und Kompatibilität mit automatisierter Bestückung gewährleisten. Alle Maßtoleranzen betragen typischerweise ±0,10 mm, sofern nicht anders angegeben. Detaillierte Maßzeichnungen sind für das PCB-Land-Pattern-Design unerlässlich.

5.2 Polungserkennung & Lötflächen-Design

Die Komponente hat Anoden- und Kathodenanschlüsse. Die Polung wird typischerweise durch eine Markierung auf dem Gehäuse angezeigt, wie z.B. eine Kerbe, ein Punkt oder eine abgeschnittene Ecke. Das Datenblatt enthält vorgeschlagene Lötflächenabmessungen, um eine zuverlässige Lötstelle, korrekte Ausrichtung und ausreichende Wärmeableitung während des Reflow-Prozesses zu gewährleisten. Die Einhaltung dieser Empfehlungen ist entscheidend für die Fertigungsausbeute und langfristige Zuverlässigkeit.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein vorgeschlagenes Infrarot (IR) Reflow-Profil wird für bleifreie Bestückungsprozesse bereitgestellt. Dieses Profil basiert auf JEDEC-Standards, um eine zuverlässige Montage zu gewährleisten. Schlüsselparameter umfassen:

• Vorwärmen:150°C bis 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden, um gleichmäßiges Erwärmen und Lösungsmittelverdampfung zu ermöglichen.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit oberhalb Liquidus:Die Komponente sollte der Spitzentemperatur maximal 10 Sekunden ausgesetzt sein. Der Reflow-Vorgang sollte maximal zweimal durchgeführt werden.

Es wird betont, dass das optimale Profil vom spezifischen PCB-Design, dem Lotpastentyp und den Ofeneigenschaften abhängt, und eine platinenbezogene Charakterisierung wird empfohlen.

6.2 Handlötung

Falls Handlötung notwendig ist, muss äußerste Vorsicht walten. Die Temperatur der Lötspitze sollte 300°C nicht überschreiten, und die Kontaktzeit mit dem LED-Anschluss sollte auf maximal 3 Sekunden für einen einzigen Vorgang begrenzt werden. Übermäßige Hitze kann den LED-Chip oder das Kunststoffgehäuse irreversibel beschädigen.

6.3 Reinigung

Nicht spezifizierte chemische Reinigungsmittel sollten nicht verwendet werden, da sie das LED-Gehäuse beschädigen können. Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist (z.B. zum Entfernen von Flussmittelrückständen), ist die empfohlene Methode, die bestückte Platine bei normaler Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol zu tauchen.

7. Lagerung & Handhabung

Eine ordnungsgemäße Lagerung ist entscheidend, um die Lötbarkeit aufrechtzuerhalten und feuchtigkeitsbedingte Schäden ("Popcorning") während des Reflows zu verhindern.

• Verschlossene Verpackung:LEDs in ihrer original feuchtigkeitsdichten Sperrbeutel mit Trockenmittel sollten bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert werden. Die Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt ein Jahr.
• Geöffnete Verpackung:Sobald die Sperrbeutel geöffnet ist, sind die Komponenten der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt. Sie sollten bei ≤30°C und ≤60% RH gelagert werden. Es wird dringend empfohlen, den IR-Reflow-Prozess innerhalb einer Woche nach dem Öffnen abzuschließen.
• Verlängerte Lagerung (Geöffnet):Für eine Lagerung über eine Woche hinaus sollten die Komponenten in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem stickstoffgespülten Exsikkator aufbewahrt werden.
• Trocknen (Baking):Komponenten, die länger als eine Woche außerhalb ihrer Originalverpackung gelagert wurden, müssen vor dem Löten bei etwa 60°C für mindestens 20 Stunden getrocknet werden, um aufgenommene Feuchtigkeit auszutreiben.

8. Verpackung & Bestellinformationen

Das Produkt wird im Tape-and-Reel-Format geliefert, das mit automatischen Bestückungsmaschinen kompatibel ist.

• Bandbreite:8 mm.
• Spulendurchmesser:7 Zoll.
• Menge pro Spule:4000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Verpackungsstandard:Entspricht den ANSI/EIA-481-1-A-1994 Spezifikationen. Leere Taschen im Trägerband sind mit Deckband versiegelt.

Die Artikelnummer LTST-C190TBKT-10A kodiert spezifische Attribute: wahrscheinlich Serie (LTST-C190), Farbe (Blau/B), Gehäusevariante (KT) und Bincode (10A).

9. Anwendungshinweise & Design-Überlegungen

9.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist für den Einsatz in gewöhnlichen elektronischen Geräten konzipiert, einschließlich:

• Status- und Anzeigelampen an Verbrauchergeräten (Router, Ladegeräte, Haushaltsgeräte).
• Hintergrundbeleuchtung für Tasten, Symbole oder kleine LCD-Panels.
• Dekorative Beleuchtung in Kfz-Innenräumen.
• Allgemeine Beleuchtungszwecke, wo eine kompakte blaue Lichtquelle benötigt wird.

Wichtiger Hinweis:Das Bauteil ist nicht für Anwendungen vorgesehen, bei denen ein Ausfall direkt Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z.B. Flugsteuerung, medizinische Lebenserhaltungssysteme, kritische Sicherheitssysteme). Für solche Hochzuverlässigkeitsanwendungen ist eine Konsultation mit dem Hersteller erforderlich.

9.2 Schaltungsdesign-Überlegungen

1. Strombegrenzung:Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Ein Vorwiderstand in Reihe ist zwingend erforderlich, wenn sie von einer Spannungsquelle angesteuert wird, um den Betriebsstrom einzustellen und thermisches Durchgehen zu verhindern. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design die maximale V_Faus dem Datenblatt.
2. Verlustleistung:Stellen Sie sicher, dass das Produkt aus I_Fund V_Fdie absolute maximale Nennleistung von 76 mW nicht überschreitet, unter Berücksichtigung der ungünstigsten Betriebstemperatur.
3. Sperrspannungsschutz:Da die LED eine niedrige Sperrspannungsdurchbruchspannung hat, sollten Schaltungsdesigns die Anwendung von Sperrspannung verhindern. In AC- oder bidirektionalen Signalapplikationen kann ein parallel geschalteter Schutzdiode notwendig sein.
4. Thermisches Management:Obwohl die Leistung gering ist, hilft eine ausreichende Kupferfläche auf der PCB um die Lötflächen herum, Wärme abzuführen, was die LED-Leistung und Lebensdauer erhält, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur.
5. ESD-Schutz:Integrieren Sie ESD-Schutzbauteile (z.B. TVS-Dioden) auf den Eingangsleitungen, wenn sich die LED an einer exponierten Stelle befindet, wie z.B. einer Panel-Anzeige.

10. Technischer Vergleich & Differenzierung

Der primäre Differenzierungsfaktor dieser Komponente ist ihre ultraflache Bauhöhe von 0,80 mm. Im Vergleich zu Standard-SMD-LEDs, die oft 1,0 mm oder höher sind, ermöglicht dies die Integration in zunehmend dünnere Endprodukte. Die Verwendung eines InGaN-Chips bietet im Vergleich zu älteren Technologien für blaue Emission höhere Effizienz und hellere Ausgangsleistung. Ihre Qualifikation für standardmäßige bleifreie IR-Reflow-Lötung macht sie zu einem direkten Ersatz für viele bestehende Designs, die die Bauteilhöhe reduzieren möchten, ohne den Bestückungsprozess zu ändern. Das umfassende Binning-System bietet Designern Flexibilität, um kostengünstige oder leistungsoptimierte Klassen für ihre spezifische Anwendung auszuwählen.

11. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A1: Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist. Die dominante Wellenlänge (λd) ist ein berechneter Wert aus der Farbmessung, der die einzelne Wellenlänge eines reinen monochromatischen Lichts darstellt, das der wahrgenommenen Farbe der LED entsprechen würde. λd ist relevanter für farbbasierte Anwendungen.

F2: Kann ich diese LED dauerhaft mit 20 mA betreiben?

A2: Ja, 20 mA ist der maximal zulässige DC-Vorwärtsstrom. Für maximale Lebensdauer und unter Berücksichtigung realer thermischer Bedingungen ist es jedoch oft eine gute Praxis, sie mit einem niedrigeren Strom (z.B. 10-15 mA) zu betreiben, da die Lichtausbeute bei diesen Werten oft noch hoch ist.

F3: Warum ist Trocknen (Baking) vor dem Löten erforderlich?

A3: Kunststoff-SMD-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und internen Druck erzeugen, der das Gehäuse zum Platzen bringen oder interne Grenzflächen delaminieren kann – ein Phänomen, das als "Popcorning" bekannt ist. Das Trocknen entfernt diese Feuchtigkeit.

F4: Wie interpretiere ich den Bincode "10A" in der Artikelnummer?

A4: Das Suffix "10A" spezifiziert typischerweise eine Kombination von Leistungsklassen für Flussspannung, Lichtstärke und dominante Wellenlänge. Man muss die Bincodeliste im Datenblatt oder beim Hersteller konsultieren, um die exakten garantierten Bereiche für V_F, I_vund λ_dfür diesen spezifischen Bestellcode zu erfahren.

12. Praktisches Designbeispiel

Szenario:Entwurf einer blauen Netzstatusanzeige für ein USB-betriebenes Gerät (5V Versorgung).

Schritt 1 - Betriebspunkt wählen:Wählen Sie einen mittleren Strom von 12 mA für eine gute Balance aus Helligkeit und Lebensdauer.

Schritt 2 - Flussspannung bestimmen:Verwenden Sie für ein konservatives Design die maximale V_Faus der J11-Klasse: 3,35V.

Schritt 3 - Vorwiderstand berechnen:R = (5,0V - 3,35V) / 0,012A = 137,5 Ω. Der nächstgelegene Standard-E24-Wert ist 150 Ω.

Schritt 4 - Tatsächlichen Strom neu berechnen:Unter Verwendung einer typischen V_Fvon 3,0V (aus J10-Klasse), I_F= (5,0V - 3,0V) / 150Ω ≈ 13,3 mA, was sicher und innerhalb der Grenzen ist.

Schritt 5 - Leistung überprüfen:Worst-Case-Leistung in der LED: P = 3,35V * 13,3mA ≈ 44,6 mW, was deutlich unter dem Maximum von 76 mW liegt.

Schritt 6 - PCB-Layout:Platzieren Sie den 150Ω-Widerstand in Reihe mit der Anode der LED. Bieten Sie eine kleine Kupferfläche, die mit der Kathodenlötfläche der LED verbunden ist, für eine leichte Wärmeableitung. Stellen Sie sicher, dass die Polungsmarkierung auf dem PCB-Silk mit der Markierung der LED übereinstimmt.

13. Technologie-Einführung

Diese LED basiert auf InGaN (Indiumgalliumnitrid) Halbleitertechnologie, die auf einem Substrat, typischerweise Saphir oder Siliziumkarbid, gewachsen wird. Wenn eine Flussspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Quantentopfbereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie und damit die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts – in diesem Fall blau. Das wasserklare Linsenepoxid ist für diese Wellenlänge transparent formuliert und bietet Umweltschutz und mechanische Stabilität. Die ultraflache Bauhöhe wird durch fortschrittliche Gehäuseformungs- und Die-Attach-Techniken erreicht.

14. Branchentrends

Der Trend bei SMD-LEDs für Unterhaltungselektronik geht weiterhin in Richtung Miniaturisierung und höherer Effizienz. Die 0,8 mm Höhe dieses Bauteils stellt einen Schritt in diese Richtung dar und ermöglicht dünnere Endprodukte. Es gibt auch einen kontinuierlichen Drang zu höherer Lichtausbeute (mehr Lichtausgang pro elektrischem Watt Eingang) von InGaN-Chips. Darüber hinaus werden engere Binning-Toleranzen und ausgefeiltere Farbmischfähigkeiten für Anwendungen nachgefragt, die präzise und einheitliche Farbwiedergabe erfordern, wie z.B. Vollfarb-RGB-Displays und fortschrittliche Kfz-Beleuchtung. Die Integration von Treiberschaltungen und mehreren LED-Chips in einzelne Gehäuse (z.B. COB - Chip-on-Board) ist ein weiterer bedeutender Trend, obwohl diskrete LEDs wie diese für Punktlichtquellenanzeigen und flexible Designlayouts weiterhin wesentlich sind.