LTST-C193KGKT-5A SMD LED Datenblatt - Abmessungen 1,6x0,8x0,35mm - Spannung 1,7-2,3V - Grün AlInGaP - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer miniaturisierten, oberflächenmontierbaren LED-Lampe, die für die automatisierte Leiterplattenbestückung (PCB) konzipiert ist. Das Bauteil zeichnet sich durch sein extrem niedriges Profil aus, was es für anspruchsvolle Platzverhältnisse geeignet macht. Es nutzt einen AlInGaP-Halbleiter (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) zur Erzeugung von grünem Licht und bietet hohe Helligkeit in kompakter Bauform.

1.1 Merkmale

• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Extrem flaches Gehäuseprofil von 0,35 Millimetern.
• Hohe Helligkeit durch AlInGaP-Chip-Technologie.
• Verpackt auf 8-mm-Trägerband, aufgewickelt auf 7-Zoll-Durchmesser-Spulen für automatisierte Pick-and-Place-Prozesse.
• Standard-Gehäuseform nach EIA (Electronic Industries Alliance).
• Kompatibel mit Standard-IC-Ansteuerpegeln.
• Konzipiert für die Kompatibilität mit automatischen Bestückungsgeräten.
• Geeignet für Infrarot (IR)-Reflow-Lötprozesse.

1.2 Anwendungen

This LED is intended for a broad range of electronic equipment where compact size and reliable indication are required. Typical application areas include:

• Telekommunikationsgeräte, Büroautomationsausrüstung, Haushaltsgeräte und industrielle Steuerungssysteme.
• Hintergrundbeleuchtung für Tastaturen und Keypads.
• Status- und Netzteilanzeigen.
• Mikrodisplays und Panelanzeigen.
• Signal- und Symbolbeleuchtung.

2. Gehäuseabmessungen und mechanische Daten

Die LED ist in einem Standard-Oberflächenmontagegehäuse untergebracht. Die Linsenfarbe ist wasserklar, während die Lichtquelle grünes Licht emittiert. Kritische Abmessungen umfassen eine Bauteillänge von 1,6 mm, eine Breite von 0,8 mm und eine Höhe von 0,35 mm. Alle Maßtoleranzen betragen typischerweise ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Detaillierte mechanische Zeichnungen sollten für das exakte Lötflächenlayout und die Platzierung herangezogen werden.

3. Nennwerte und Kenngrößen

3.1 Absolute Maximalwerte

Belastungen über diese Grenzen hinaus können zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen. Alle Nennwerte sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert.

• Verlustleistung (Pd): 50 mW
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP): 40 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite)
• Dauer-Durchlassstrom (IF): 20 mA DC
• Sperrspannung (VR): 5 V
• Betriebstemperaturbereich (Topr): -30°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich (Tstg): -40°C bis +85°C
• Infrarot-Reflow-Lötbedingung: 260°C Spitzentemperatur für maximal 10 Sekunden.

3.2 Empfohlenes IR-Reflow-Profil

Für bleifreie Lötprozesse wird ein spezifisches Temperaturprofil empfohlen, um zuverlässige Lötstellen zu gewährleisten, ohne das LED-Gehäuse zu beschädigen. Das Profil umfasst typischerweise eine Vorwärmphase, einen Anstieg, eine Spitzentemperaturzone von maximal 260°C und eine kontrollierte Abkühlphase. Die Gesamtzeit über 217°C (Liquidustemperatur für typisches bleifreies Lot) sollte gemäß den Spezifikationen der Lötpaste gesteuert werden.

3.3 Elektrische und optische Kenngrößen

Diese Parameter definieren die typische Leistung der LED unter normalen Betriebsbedingungen bei Ta=25°C.

• Lichtstärke (Iv): Liegt im Bereich von 4,5 bis 28 Millicandela (mcd) bei einem Durchlassstrom (IF) von 5 mA. Gemessen mit einem Sensor, der auf die CIE-Photopische Augenempfindlichkeitskurve gefiltert ist.
• Abstrahlwinkel (2θ½): 130 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Wertes auf der Achse abfällt.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP): Typischerweise 574,0 Nanometer (nm).
• Dominante Wellenlänge (λd): Liegt im Bereich von 567,5 nm bis 576,5 nm bei IF=5mA. Diese definiert die wahrgenommene Farbe des Lichts.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ): Etwa 15 nm, was die spektrale Reinheit der grünen Emission angibt.
• Durchlassspannung (VF): Liegt im Bereich von 1,7V bis 2,3V bei IF=5mA.
• Sperrstrom (IR): Maximal 10 Mikroampere (µA) bei einer Sperrspannung (VR) von 5V.

4. Binning-System

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

4.1 Durchlassspannungs-Binning (VF)

Die Bins werden durch den Durchlassspannungsabfall bei 5mA definiert.
E2: 1,7V - 1,9V
E3: 1,9V - 2,1V
E4: 2,1V - 2,3V
Toleranz pro Bin: ±0,1V

4.2 Lichtstärke-Binning (Iv)

Die Bins werden durch die Lichtstärke bei 5mA definiert.
J: 4,5 mcd - 7,1 mcd
K: 7,1 mcd - 11,2 mcd
L: 11,2 mcd - 18,0 mcd
M: 18,0 mcd - 28,0 mcd
Toleranz pro Bin: ±15%

4.3 Farbton-Binning (Dominante Wellenlänge, λd)

Die Bins werden durch die dominante Wellenlänge bei 5mA definiert, die den genauen Grünton bestimmt.
C: 567,5 nm - 570,5 nm
D: 570,5 nm - 573,5 nm
E: 573,5 nm - 576,5 nm
Toleranz pro Bin: ±1 nm

5. Typische Kennlinien

Grafische Daten geben einen tieferen Einblick in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen. Typische Kennlinien umfassen:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie): Zeigt den exponentiellen Zusammenhang, der für die Berechnung des strombegrenzenden Widerstands entscheidend ist.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom: Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Strom bis zum maximalen Nennwert ansteigt.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur: Zeigt die Abnahme der Lichtausbeute mit steigender Sperrschichttemperatur, wichtig für das thermische Management.
• Spektrale Verteilung: Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 574 nm.

6. Benutzerhandbuch und Montageinformationen

6.1 Reinigung

Falls eine Reinigung nach dem Löten erforderlich ist, verwenden Sie nur spezifizierte Lösungsmittel. Tauchen Sie die LED bei Raumtemperatur für weniger als eine Minute in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol. Vermeiden Sie aggressive oder nicht spezifizierte chemische Reiniger, die die Epoxidlinse oder das Gehäuse beschädigen könnten.

6.2 Empfohlenes PCB-Lötflächenlayout

Ein empfohlenes Land Pattern (Footprint) für die Leiterplatte wird bereitgestellt, um eine ordnungsgemäße Lötnahtbildung und mechanische Stabilität zu gewährleisten. Dieses Muster berücksichtigt die Gehäuseabmessungen und den empfohlenen Lötstopplackabstand.

6.3 Band- und Spulenverpackungsspezifikationen

Die LEDs werden auf geprägter Trägerbandfolie mit einer Schutzdeckfolie geliefert. Wichtige Spezifikationen umfassen eine Bandbreite von 8 mm, Taschenteilung und Spulenabmessungen (7 Zoll Durchmesser). Die Standardspulenmenge beträgt 5000 Stück. Die Verpackung folgt den ANSI/EIA-481-Standards.

6.4 Lagerung und Handhabung

• ESD-Vorsichtsmaßnahmen:Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Verwenden Sie während der Handhabung Erdungsarmbänder, antistatische Matten und ordnungsgemäß geerdete Geräte.
• Feuchtigkeitssensitivität:Das Gehäuse ist mit MSL 2a klassifiziert. Sobald die originale Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet ist, sollten die Bauteile innerhalb von 672 Stunden (28 Tagen) unter kontrollierter Luftfeuchtigkeit (<60 % r.F.) dem IR-Reflow unterzogen werden. Für eine Lagerung über diesen Zeitraum hinaus oder in unkontrollierten Umgebungen wird vor dem Löten ein Ausheizen bei etwa 60°C für 20 Stunden empfohlen.
• Ungeöffnete Verpackungen:Lagern bei ≤ 30°C und ≤ 90 % relativer Luftfeuchtigkeit. Verwenden Sie innerhalb eines Jahres ab dem Datumscode.

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Strombegrenzung

Ein externer strombegrenzender Widerstand ist für einen zuverlässigen Betrieb zwingend erforderlich. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Vversorgung - VF) / IF, wobei VF die Durchlassspannung aus dem Bin oder der typische Wert ist und IF der gewünschte Treiberstrom (nicht mehr als 20 mA DC). Berücksichtigen Sie in der Berechnung stets die Toleranz der Stromversorgung und die VF-Variation der LED.

7.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist die Aufrechterhaltung einer niedrigen Sperrschichttemperatur entscheidend für die Langzeitzuverlässigkeit und stabile Lichtausbeute. Sorgen Sie für eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte um die LED-Lötflächen herum, die als Kühlkörper dient, insbesondere beim Betrieb mit höheren Strömen innerhalb des Nennbereichs.

7.3 Optisches Design

Der breite Abstrahlwinkel von 130 Grad macht diese LED für Anwendungen geeignet, die eine breite Ausleuchtung oder Sichtbarkeit aus mehreren Winkeln erfordern. Für fokussiertes Licht können externe Linsen oder Lichtleiter erforderlich sein. Die wasserklare Linse sorgt für minimale Lichtabsorption.

7.4 Lötprozesskontrolle

Die Einhaltung des empfohlenen Reflow-Profils ist entscheidend. Übermäßige Zeit über der Liquidustemperatur oder Spitzentemperaturen über 260°C können zu Drahtbond-Ausfällen oder Gehäuserissen führen. Manuelles Löten mit einem Lötkolben sollte auf 300°C für maximal 3 Sekunden begrenzt und nur einmalig durchgeführt werden.

8. Technischer Vergleich und Vorteile

Das Hauptunterscheidungsmerkmal dieses Bauteils ist sein 0,35-mm-Profil, das deutlich flacher ist als viele Standard-SMD-LEDs. Dies ermöglicht die Integration in ultradünne Unterhaltungselektronik. Die Verwendung von AlInGaP-Technologie bietet im Vergleich zu einigen älteren grünen LED-Technologien einen höheren Wirkungsgrad und eine bessere Temperaturstabilität, was zu gleichmäßigerer Helligkeit und Farbe über den Betriebstemperaturbereich führt. Das umfassende Binning-System bietet Entwicklern eine präzise Kontrolle über die visuellen und elektrischen Eigenschaften ihres Endprodukts.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED direkt von einem 3,3-V- oder 5-V-Logikausgang ansteuern?
A: Nein. Sie müssen immer einen Reihenstrombegrenzungswiderstand verwenden. Die Berechnung in Abschnitt 7.1 gilt. Ein direkter Anschluss würde wahrscheinlich den maximalen Strom überschreiten und die LED zerstören.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?
A: Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine höchste Intensität hat. Die dominante Wellenlänge (λd) ist die einzelne Wellenlänge, die den gleichen Farbeindruck wie das Licht der LED erzeugen würde. λd ist für die Farbangabe relevanter.

F: Wie interpretiere ich den Bin-Code in der Teilenummer?
A: Die Teilenummer LTST-C193KGKT-5A enthält eingebettete Codes. Das 'K' entspricht typischerweise einem bestimmten Lichtstärke-Bin (z.B. das K-Bin von 7,1-11,2 mcd), und das 'G' kennzeichnet die grüne Farbe. Die genaue Zuordnung sollte mit der detaillierten Bin-Code-Liste des Herstellers bestätigt werden.

F: Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?
A: Der Betriebstemperaturbereich von -30°C bis +85°C deckt viele Umgebungen ab. Das Datenblatt spezifiziert die Anwendungen jedoch hauptsächlich für den Innenbereich (z.B. Schilder). Für den Außeneinsatz sind zusätzliche Schutzmaßnahmen vor UV-Strahlung und Feuchtigkeitseintritt zu berücksichtigen, die in diesem Dokument nicht behandelt werden.

10. Funktionsprinzip

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Einschaltspannung (VF) der Diode überschreitet, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten AlInGaP-Material mit Löchern aus dem p-dotierten Material im aktiven Bereich. Dieses Rekombinationsereignis 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 definiert, in diesem Fall grün. Die Epoxidlinse dient zum Schutz des Halbleiterchips, zur Formung des Lichtstrahls und zur Verbesserung der Lichteinkopplung aus dem Material.