SMD LED LTST-C190KGKT Datenblatt - Abmessungen 3,2x1,6x0,8mm - Spannung 1,9-2,4V - Leistung 75mW - Grün AlInGaP - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert detailliert die Spezifikationen einer Oberflächenmontage (SMD) LED-Lampe. Diese Komponente ist für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert und eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen der Platzbedarf eine kritische Einschränkung darstellt. Die LED zeichnet sich durch ein ultraflaches Profil aus und nutzt für ihren lichtemittierenden Chip ein fortschrittliches AlInGaP-Halbleitermaterial, das eine hohe Helligkeit im grünen Spektrum liefert.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Extrem flaches Profil mit einer Höhe von nur 0,80 Millimetern.
• Hohe Lichtstärke durch einen AlInGaP-Chip (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid).
• Verpackt auf 8-mm-Trägerband, aufgewickelt auf 7-Zoll (178 mm) Spulen für automatisierte Bestückungssysteme (Pick-and-Place).
• Standardisiertes EIA-Gehäuse (Electronic Industries Alliance).
• Kompatibel mit Standard-IC-Ansteuerpegeln (integrierte Schaltkreise).
• Entworfen für die Kompatibilität mit automatisierten Bestückungsgeräten.
• Geeignet für Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozesse, die üblicherweise in der Oberflächenmontagetechnik (SMT) verwendet werden.

1.2 Anwendungen

Diese LED ist vielseitig einsetzbar und kann in eine Vielzahl elektronischer Geräte und Systeme integriert werden, darunter, aber nicht beschränkt auf:

• Telekommunikationsgeräte (z. B. schnurlose Telefone, Mobiltelefone).
• Büroautomatisierungsgeräte und Netzwerksysteme.
• Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik.
• Industriesteuerungen und Instrumententafeln.
• Hintergrundbeleuchtung für Tastaturen und Keypads.
• Status- und Stromanzeigen.
• Mikrodisplays und Symbolbeleuchtung.
• Innenschilder und Informationsanzeigen.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Die folgenden Abschnitte bieten eine detaillierte Analyse der elektrischen, optischen und Umgebungseigenschaften der LED.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte stellen die Grenzen dar, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):75 mW
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(PEAK)):80 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite)
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):30 mA DC
• Sperrspannung (V_R):5 V
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-30°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40°C bis +85°C
• Infrarot-Reflow-Löttemperatur:Maximal 260°C für 10 Sekunden.

2.2 Elektrische & Optische Kenndaten

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C unter festgelegten Testbedingungen.

• Lichtstärke (I_V):18,0 - 71,0 mcd (gemessen bei I_F= 20 mA).
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):130 Grad (der Winkel, bei dem die Intensität halb so groß ist wie auf der Achse).
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):574,0 nm (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λ_d):567,5 - 576,5 nm (gemessen bei I_F= 20 mA).
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm (typisch).
• Durchlassspannung (V_F):1,9 - 2,4 V (gemessen bei I_F= 20 mA).
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA (gemessen bei V_R= 5 V).

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Konsistenz in Produktion und Design zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Spannungs-, Helligkeits- und Farbanforderungen erfüllen.

3.1 Durchlassspannungs (V_F) Binning

Bins definieren den Bereich der Durchlassspannung an der LED bei einem Betriebsstrom von 20mA. Die Toleranz pro Bin beträgt ±0,1V.

• Bin 4: 1,90V - 2,00V
• Bin 5: 2,00V - 2,10V
• Bin 6: 2,10V - 2,20V
• Bin 7: 2,20V - 2,30V
• Bin 8: 2,30V - 2,40V

3.2 Lichtstärke (I_V) Binning

Bins kategorisieren die minimale und maximale Lichtausbeute bei 20mA. Die Toleranz pro Bin beträgt ±15%.

• Bin M: 18,0 mcd - 28,0 mcd
• Bin N: 28,0 mcd - 45,0 mcd
• Bin P: 45,0 mcd - 71,0 mcd

3.3 Farbton / Dominante Wellenlänge (λ_d) Binning

Dieses Binning kontrolliert den präzisen Grün-Ton. Die Toleranz für jeden Bin beträgt ±1 nm.

• Bin C: 567,5 nm - 570,5 nm
• Bin D: 570,5 nm - 573,5 nm
• Bin E: 573,5 nm - 576,5 nm

4. Analyse der Kennlinien

Typische Kennlinien (im Text nicht reproduziert, aber im Datenblatt referenziert) bieten visuelle Einblicke in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen. Dazu gehören typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Betriebsstrom zunimmt, typischerweise in einer nichtlinearen Beziehung.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die IV-Kennlinie der Diode.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die thermische Degradation der Lichtausbeute; die Intensität nimmt im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab.
• Spektrale Verteilung:Ein Diagramm, das die relative Strahlungsleistung über die Wellenlängen zeigt, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 574 nm mit einer typischen Halbwertsbreite von 15 nm.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat einen kompakten, rechteckigen SMD-Fußabdruck. Wichtige Abmessungen (in Millimetern) sind: Länge = 3,2, Breite = 1,6, Höhe = 0,8. Eine detaillierte Maßzeichnung spezifiziert die Lötflächenpositionen, die Bauteilkontur und die Polungsmarkierung (typischerweise ein Kathodenindikator). Alle Maßtoleranzen betragen ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Empfohlenes Leiterplatten-Layout (Land Pattern)

Ein empfohlenes Lötflächenlayout wird bereitgestellt, um zuverlässiges Löten und korrekte Ausrichtung während des Reflow-Prozesses zu gewährleisten. Dieses Layout berücksichtigt die Bildung von Lötfilletten und die Selbstausrichtung des Bauteils während des Reflow.

5.3 Band- und Spulenverpackung

Die LEDs werden in geprägter Trägerbandverpackung mit einem Schutzdeckband geliefert. Wichtige Verpackungsdetails:

• Trägerbandbreite:8 mm.
• Spulendurchmesser:7 Zoll (178 mm).
• Stückzahl pro Spule:4000 Stück.
• Mindestbestellmenge (MOQ):500 Stück für Restmengen.
• Die Verpackung entspricht den ANSI/EIA-481-Standards.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 IR-Reflow-Löten (Bleifreier Prozess)

Das Bauteil ist für bleifreie Lötprozesse ausgelegt. Ein empfohlener Reflow-Profil wird bereitgestellt, der JEDEC-Standards entspricht. Wichtige Parameter sind:

• Vorwärmtemperatur:150°C bis 200°C.
• Vorwärmzeit:Maximal 120 Sekunden.
• Maximale Bauteiltemperatur:Maximal 260°C.
• Zeit über 260°C:Maximal 10 Sekunden.
• Anzahl der Reflow-Durchläufe:Maximal zwei Mal.

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

6.2 Handlöten

Falls Handlöten notwendig ist, ist äußerste Vorsicht geboten:

• Lötkolbentemperatur:Maximal 300°C.
• Lötzeit:Maximal 3 Sekunden pro Anschluss.
• Anzahl der Lötversuche:Es wird empfohlen, nur einmal zu löten, um thermische Schäden zu vermeiden.

6.3 Reinigung

Wenn nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, sollten nur spezifizierte Lösungsmittel verwendet werden, um die LED-Gehäuse nicht zu beschädigen. Empfohlene Mittel sind Ethylalkohol oder Isopropylalkohol (IPA). Die LED sollte bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute eingetaucht werden.

7. Lagerung & Handhabungshinweise

7.1 Empfindlichkeit gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD)

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Während der Handhabung müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen getroffen werden, einschließlich der Verwendung von geerdeten Handgelenkbändern, antistatischen Matten und leitfähigen Behältern. Alle Geräte müssen ordnungsgemäß geerdet sein.

7.2 Feuchtigkeitsempfindlichkeit

Dieses Bauteil hat eine Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL). Die spezifische Stufe (z. B. MSL 3) gibt an, wie lange das Bauteil nach dem Öffnen des ursprünglichen versiegelten Beutels unter normalen Raumumgebungsbedingungen gelagert werden kann, bevor es getrocknet werden muss, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen.

• Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit beträgt ein Jahr bei Lagerung im original feuchtigkeitsgeschützten Beutel mit Trockenmittel.
• Geöffnete Verpackung:Für Bauteile, die aus dem versiegelten Beutel entnommen wurden, sollte die Lagerumgebung 30°C und 60% RH nicht überschreiten. Es wird empfohlen, den IR-Reflow-Prozess innerhalb einer Woche abzuschließen. Für längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels, lagern Sie in einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel. Bauteile, die länger als eine Woche gelagert wurden, sollten vor dem Löten getrocknet werden (z. B. bei 60°C für 20 Stunden), um ein \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

8. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

8.1 Strombegrenzung

Ein externer strombegrenzender Widerstand ist fast immer erforderlich, wenn eine LED von einer Spannungsquelle betrieben wird. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_quelle- V_F) / I_F. Die Verwendung des maximalen V_F-Werts aus dem Datenblatt (2,4V) stellt sicher, dass der Widerstand auch für LEDs aus dem höchsten Spannungs-Bin eine ausreichende Strombegrenzung bietet.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (75mW), ist die Aufrechterhaltung der LED-Sperrschichttemperatur innerhalb des spezifizierten Betriebsbereichs entscheidend für langfristige Zuverlässigkeit und stabile Lichtausbeute. Sorgen Sie für ausreichende thermische Entlastung im Leiterplatten-Layout und vermeiden Sie die Platzierung der LED in der Nähe anderer signifikanter Wärmequellen.

8.3 Optisches Design

Der breite Abstrahlwinkel von 130 Grad macht diese LED geeignet für Anwendungen, die eine breite, diffuse Beleuchtung anstelle eines fokussierten Strahls erfordern. Für Indikatoranwendungen sollte die erforderliche Lichtstärke berücksichtigt werden (Auswahl des geeigneten I_V-Bins), um die Sichtbarkeit unter den vorhandenen Umgebungslichtbedingungen sicherzustellen.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die primären Unterscheidungsmerkmale dieser LED sind ihreultraflache Höhe von 0,8 mmund die Verwendung einesAlInGaP-Chips. Im Vergleich zu traditionellen GaP (Galliumphosphid) grünen LEDs bietet die AlInGaP-Technologie typischerweise höhere Effizienz und Helligkeit, was bei einem gegebenen Betriebsstrom zu einer größeren Lichtstärke führt. Das flache Profil ist ein entscheidender Vorteil in modernen, schlanken Konsumelektronikgeräten, bei denen die Bauhöhe stark begrenzt ist.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_P):Die einzelne Wellenlänge, bei der die emittierte optische Leistung am größten ist.Dominante Wellenlänge (λ_d):Die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht, wie sie durch das CIE-Farbdiagramm definiert ist. λ_dist relevanter für die Farbangabe in Display- und Indikatoranwendungen.

10.2 Kann ich diese LED ohne einen strombegrenzenden Widerstand betreiben?

No.Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Der direkte Anschluss an eine Spannungsquelle, die ihre Durchlassspannung übersteigt, führt zu einem übermäßigen Stromfluss, der das Bauteil aufgrund von thermischem Durchgehen möglicherweise sofort zerstört. Verwenden Sie immer einen Reihenstrombegrenzungswiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

10.3 Warum ist Binning wichtig?

Binning gewährleistet Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit innerhalb einer Anwendung. Die Verwendung von LEDs aus denselben V_F-, I_V- und λ_d-Bins garantiert, dass alle Indikatoren in einem Panel ein konsistentes Erscheinungsbild und eine konsistente Leistung aufweisen, was für das Nutzererlebnis und die Produktqualität entscheidend ist.

11. Praktisches Designbeispiel

Szenario:Entwurf einer Statusanzeige für ein tragbares Gerät, das von einer 3,3V-Schiene versorgt wird. Ziel ist eine mittelhelle grüne Anzeige.

1. Stromauswahl:Wählen Sie einen Betriebsstrom von 10 mA für einen Kompromiss zwischen Helligkeit und Stromverbrauch.
2. Widerstandsberechnung:Verwenden Sie zur Sicherheit den maximalen V_F-Wert: R = (3,3V - 2,4V) / 0,01A = 90 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert ist 91 Ohm.
3. Bin-Auswahl:Spezifizieren Sie Bin N für Lichtstärke (28-45 mcd) und Bin D für dominante Wellenlänge (570,5-573,5 nm), um ein konsistentes, mittelhelles Grün zu erhalten.
4. Layout:Folgen Sie dem empfohlenen Land Pattern im Datenblatt. Stellen Sie sicher, dass die Kathoden-Lötfläche (auf der LED markiert) über den strombegrenzenden Widerstand mit Masse verbunden ist.

12. Technologieeinführung

Diese LED verwendet einenAlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid)-Halbleiter, der auf einem transparenten Substrat gewachsen wird. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Chips und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie und damit die Farbe des emittierten Lichts, in diesem Fall Grün. Dieses Materialsystem ist für seine hohe interne Quanteneffizienz bekannt, insbesondere im roten, orangen, gelben und grünen Spektralbereich.

13. Branchentrends

Der Trend bei SMD-LEDs für Konsumelektronik geht weiterhin in RichtungMiniaturisierung, höherer Effizienz und verbessertem Farbwiedergabeindex.Die Gehäusehöhen schrumpfen unter 0,8 mm, um noch dünnere Geräte zu ermöglichen. Effizienzverbesserungen (mehr Lumen pro Watt) reduzieren den Stromverbrauch und die thermische Belastung. Es wird auch zunehmend Wert auf engere Binning-Toleranzen gelegt, um den anspruchsvollen Anforderungen an Farbgleichmäßigkeit bei hochauflösenden Displays und Automobilbeleuchtung gerecht zu werden. Die zugrunde liegende Halbleitertechnologie entwickelt sich ebenfalls weiter, mit laufender Forschung an Materialien wie GaN-auf-Si und Micro-LEDs für Anwendungen der nächsten Generation.