LTST-C171TGKT SMD LED Datenblatt - Abmessungen 3,2x1,6x0,8mm - Spannung 3,2V - Grün - 76mW Leistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTST-C171TGKT ist eine hochleistungsfähige, oberflächenmontierbare (SMD) Leuchtdiode (LED), die für moderne Elektronikanwendungen entwickelt wurde, die kompakte Bauformen und zuverlässigen Betrieb erfordern. Diese Komponente nutzt InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Halbleitertechnologie zur Erzeugung von grünem Licht. Ihr primäres Entwicklungsziel ist es, eine robuste, effiziente Lichtquelle bereitzustellen, die mit den in der Serienfertigung üblichen automatisierten Bestückungsprozessen kompatibel ist.

Zu den Hauptvorteilen dieser LED gehören ihr außergewöhnlich niedriges Profil mit einer Höhe von nur 0,8 mm, was sie für Anwendungen mit strengen Platzbeschränkungen geeignet macht. Sie wird als grünes Produkt eingestuft und entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe). Das Bauteil wird auf industrieüblichem 8-mm-Trägerband auf 7-Zoll-Spulen geliefert, was eine effiziente Pick-and-Place-Bestückung ermöglicht. Die LED ist vollständig mit Infrarot- (IR) und Dampfphasen-Reflow-Lötprozessen kompatibel, was zuverlässige Lötstellen in der Massenproduktion gewährleistet.

2. Tiefgehende Interpretation der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Für die LTST-C171TGKT sind diese bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert. Der maximale Dauer-DC-Vorwärtsstrom beträgt 20 mA. Im gepulsten Betrieb mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms ist ein Spitzenvorwärtsstrom von 100 mA zulässig. Die maximale Verlustleistung beträgt 76 mW. Das Bauteil hält eine Sperrspannung von bis zu 5 V aus. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -20°C bis +80°C, während der Lagertemperaturbereich von -30°C bis +100°C reicht. Die Entlastungskurve für den Vorwärtsstrom ist oberhalb von 50°C linear mit einer Rate von 0,25 mA pro °C, was für das thermische Management im Anwendungsdesign entscheidend ist.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Die typische Leistung wird bei Ta=25°C gemessen. Die Lichtstärke (Iv) reicht bei einem Vorwärtsstrom (IF) von 20 mA von einem Minimum von 71,0 mcd bis zu einem Maximum von 450,0 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), definiert als der volle Winkel, bei dem die Intensität die Hälfte des Achswerts beträgt, beträgt 130 Grad, was auf ein breites Abstrahlverhalten hinweist. Die Peak-Emissionswellenlänge (λP) beträgt typischerweise 530 nm. Die dominante Wellenlänge (λd), die die wahrgenommene Farbe definiert, beträgt bei IF=20mA 525 nm. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt 35 nm und beschreibt die spektrale Reinheit. Die Vorwärtsspannung (VF) liegt zwischen 2,80 V und 3,60 V, mit einem typischen Wert von 3,20 V bei IF=20mA. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (VR) von 5V.

3. Erklärung des Bin-Code-Systems

Das Produkt wird anhand von Schlüsselparametern in Bins (Sortierklassen) eingeteilt, um Konsistenz in der Anwendung zu gewährleisten. Dies ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit eng gruppierten Eigenschaften für ein einheitliches Erscheinungsbild und Leistung auszuwählen.

3.1 Binning der Vorwärtsspannung

Die Vorwärtsspannung wird in 0,2V-Schritten sortiert. Die Bin-Codes sind D7 (2,80V - 3,00V), D8 (3,00V - 3,20V), D9 (3,20V - 3,40V) und D10 (3,40V - 3,60V). Für jedes Bin gilt eine Toleranz von ±0,1V.

3.2 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird in vier Kategorien eingeteilt: 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 Lichtstärke-Bin gilt eine Toleranz von ±15%.

3.3 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge wird sortiert, um die Farbkonsistenz zu steuern. Die Bins sind AP (520,0 - 525,0 nm), AQ (525,0 - 530,0 nm) und AR (530,0 - 535,0 nm). Die Toleranz für jedes Bin beträgt ±1 nm.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (z.B. Abb.1, Abb.6), kann ihr typisches Verhalten beschrieben werden. Die Beziehung zwischen Vorwärtsstrom (IF) und Vorwärtsspannung (VF) ist exponentiell, charakteristisch für eine Diode. Die Lichtstärke ist innerhalb des spezifizierten Betriebsbereichs annähernd proportional zum Vorwärtsstrom. Die Spektralverteilungskurve zeigt einen einzelnen Peak bei etwa 530 nm mit einer definierten Halbwertsbreite. Das Abstrahlwinkeldiagramm ist für dieses Weitwinkelbauteil typischerweise lambertisch oder nahezu lambertisch, was bedeutet, dass die Intensität mit dem Kosinus des Winkels von der Achse abnimmt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED entspricht den EIA-Standardgehäuseabmessungen. Das Gehäuse verfügt über eine wasserklare Linse. Detaillierte Maßzeichnungen spezifizieren Länge, Breite, Höhe und Anschlusslagen. Das ultraflache Profil von 0,8 mm ist ein wesentliches mechanisches Merkmal. Die Polarität ist durch die Kathodenmarkierung angegeben, typischerweise eine Kerbe oder ein grüner Punkt auf dem Gehäuse. Empfohlene Lötpastenabmessungen werden bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung und mechanische Stabilität während und nach dem Reflow-Prozess zu gewährleisten.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofile

Es werden zwei vorgeschlagene Infrarot- (IR) Reflow-Profile bereitgestellt: eines für den normalen (Zinn-Blei) Prozess und eines für den bleifreien Prozess. Für den bleifreien Prozess, der Sn-Ag-Cu-Lötpaste verwendet, muss das Profil sorgfältig kontrolliert werden. Die Spitzentemperatur sollte 260°C nicht überschreiten, und die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur des Lots muss gesteuert werden, um thermische Schäden am LED-Gehäuse zu verhindern und gleichzeitig einen ordnungsgemäßen Lötfluss sicherzustellen.

6.2 Wellen- und Handlötung

Für Wellenlötung ist eine maximale Temperatur von 260°C für 5 Sekunden spezifiziert. Für manuelles Löten mit einem Lötkolben sollte die Spitzentemperatur 300°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit auf 3 Sekunden pro Lötstelle, nur einmalig, begrenzt werden.

6.3 Lagerung und Handhabung

LEDs sollten in einer Umgebung von maximal 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Bauteile, die aus ihrer ursprünglichen feuchtigkeitssperrenden Verpackung (MSL 2a) entnommen wurden, sollten innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) reflowgelötet werden. Bei Überschreitung dieser Lagerdauer wird vor der Bestückung ein Ausheizen bei 60°C für mindestens 24 Stunden empfohlen, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

6.4 Reinigung

Wenn nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel verwendet werden. Das Eintauchen der LED in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute ist akzeptabel. Nicht spezifizierte Chemikalien können die Epoxidlinse oder das Gehäuse beschädigen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackung ist 8 mm breites, geprägtes Trägerband auf Spulen mit 7 Zoll Durchmesser. Jede Spule enthält 3000 Stück. Das Band hat Taschen, die mit einem Deckband versiegelt sind. Die Verpackung folgt den ANSI/EIA 481-1-A-1994-Spezifikationen. Für Bestellmengen, die kein Vielfaches einer vollen Spule sind, gilt für Restposten eine Mindestpackungsmenge von 500 Stück.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich für Hintergrundbeleuchtung in Unterhaltungselektronik (z.B. mobile Geräte, LCD-Panels), Statusanzeigen, dekorative Beleuchtung und Fahrzeuginnenraumbeleuchtung, wo ein dünnes Profil entscheidend ist. Ihr weiter Abstrahlwinkel macht sie gut geeignet für Anwendungen, die eine breitflächige Ausleuchtung oder Sichtbarkeit aus mehreren Winkeln erfordern.

8.2 Designüberlegungen

Ansteuerschaltung:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit bei parallel geschalteten LEDs zu gewährleisten, wird dringend empfohlen, für jede LED einen eigenen strombegrenzenden Widerstand in Reihe zu schalten. Das direkte Parallelschalten von LEDs ohne Einzelwiderstände (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen, da kleine Unterschiede in der Vorwärtsspannung (Vf) zwischen den LEDs zu erheblichen Stromungleichgewichten führen können, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und möglicher Überlastung der LED mit dem niedrigsten Vf führt.

Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist ein ordnungsgemäßes PCB-Layout zur Wärmeableitung wichtig, insbesondere bei Betrieb nahe der Maximalwerte oder in hohen Umgebungstemperaturen. Die Entlastungskurve muss eingehalten werden.

ESD-Schutz:Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Während der Handhabung und Bestückung müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Dazu gehören geerdete Handgelenkbänder, antistatische Matten und die Sicherstellung, dass alle Geräte ordnungsgemäß geerdet sind. Ein Ionisator kann verwendet werden, um statische Aufladungen im Arbeitsbereich zu neutralisieren.

9. Technischer Vergleich

Der primäre differenzierende Vorteil der LTST-C171TGKT ist ihre ultraflache Höhe von 0,8 mm, die deutlich niedriger ist als bei vielen Standard-SMD-LEDs (z.B. 0805- oder 1206-Gehäuse, die oft über 1,0 mm hoch sind). Dies ermöglicht den Einsatz in zunehmend schlanken Elektronikprodukten. Der weite Abstrahlwinkel von 130 Grad liefert im Vergleich zu LEDs mit engerem Winkel diffuseres Licht, was in einigen Anwendungen den Bedarf an Sekundäroptik reduziert. Die definierte Binning-Struktur für Intensität, Spannung und Wellenlänge bietet Entwicklern vorhersehbare Leistung und Farbkonsistenz über Produktionschargen hinweg.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED direkt mit einer 5V-Versorgung betreiben?

A: Nein. Die typische Vorwärtsspannung beträgt 3,2V. Ein direkter Anschluss an eine 5V-Quelle ohne strombegrenzenden Widerstand würde einen übermäßigen Stromfluss verursachen und die LED möglicherweise sofort zerstören. Verwenden Sie stets einen Reihenwiderstand, um den geeigneten Strom (z.B. 20 mA) einzustellen.

F: Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Peak-Wellenlänge (λP) ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe maximal ist (530 nm). Die dominante Wellenlänge (λd) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die die gleiche wahrgenommene Farbe erzeugen würde (525 nm). Die dominante Wellenlänge ist für die Farbspezifikation relevanter.

F: Wie interpretiere ich den Lichtstärke-Bin-Code (z.B. \"T\")?

A: Der Bin-Code gibt die garantierten Minimal- und Maximalintensitäten für LEDs in dieser Gruppe an. Eine LED aus dem \"T\"-Bin hat bei einem Betriebsstrom von 20 mA eine Intensität zwischen 280,0 und 450,0 mcd. Die Auswahl eines höheren Bin-Codes bedeutet im Allgemeinen eine hellere LED.

F: Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

A: Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -20°C bis +80°C. Während sie in einigen Außenumgebungen funktionieren könnte, wird ein längerer Kontakt mit direkter Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit oder Temperaturen außerhalb des spezifizierten Bereichs ohne geeignete Verkapselung und Umweltschutz nicht empfohlen. Das Datenblatt spezifiziert ihren vorgesehenen Einsatz für gewöhnliche Elektronikgeräte.

11. Praktisches Designbeispiel

Szenario:Entwurf einer Statusanzeigetafel für ein tragbares Medizingerät. Die Tafel benötigt 10 gleichmäßig helle grüne Anzeigen in einem sehr dünnen Gehäuse.

Umsetzung:Zehn LTST-C171TGKT-LEDs werden auf der Leiterplatte platziert. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, wird jede LED von einer gemeinsamen 5V-Schiene über ihren eigenen Reihenwiderstand angesteuert. Der Widerstandswert wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (Vversorgung - Vf_LED) / If. Unter Verwendung eines typischen Vf von 3,2V und eines Ziel-If von 20 mA: R = (5V - 3,2V) / 0,020A = 90 Ohm. Ein Standard-91-Ohm-Widerstand wird gewählt. Alle LEDs werden aus demselben Lichtstärke-Bin (z.B. \"S\"-Bin) spezifiziert, um minimale Helligkeitsschwankungen zu garantieren. Die Höhe von 0,8 mm ermöglicht es, dass die gesamte Baugruppe in ein 1,2 mm dickes Gehäuse passt.

12. Funktionsprinzip

Die Lichtemission in dieser LED basiert auf Elektrolumineszenz in einem InGaN-Halbleiter. Wenn eine Vorwärtsspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die spezifische Zusammensetzung der Indiumgalliumnitrid-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall grün. Die wasserklare Epoxidlinse verkapselt den Halbleiterchip, bietet mechanischen Schutz und formt das Lichtaustrittsprofil.

13. Entwicklungstrends

Der Trend bei SMD-LEDs für die Unterhaltungselektronik geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lichtausbeute pro elektrischer Leistungseinheit), kleinerer Bauraum und dünnerer Profile. Es gibt auch Bestrebungen nach verbesserter Farbkonsistenz und engeren Binning-Toleranzen, um den Anforderungen hochauflösender Displays und gleichmäßiger Beleuchtung gerecht zu werden. Darüber hinaus bleibt die Kompatibilität mit bleifreien (Pb-free) und Hochtemperatur-Reflow-Prozessen aufgrund globaler Umweltvorschriften und der Einführung fortschrittlicher PCB-Materialien wesentlich. Die Integration von Onboard-Stromregelungs- oder Schutzfunktionen innerhalb des LED-Gehäuses selbst ist ein Bereich der laufenden Entwicklung, um den Treiberschaltungsentwurf zu vereinfachen.