LTW-206DCG-TMS Weiße PLCC LED Datenblatt - 3.0x2.8x1.9mm - 3.1V - 120mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTW-Serie (LiteOn Weiße PLCC LED) repräsentiert eine energieeffiziente und ultrakompakte Lichtquelle. Sie vereint die lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit von Leuchtdioden mit Helligkeitswerten, die mit konventionellen Beleuchtungstechnologien konkurrieren können. Dieses Produkt bietet erhebliche Designflexibilität und hohe Lichtausbeute und eröffnet neue Möglichkeiten für die Festkörperbeleuchtung, traditionelle Lichtquellen in verschiedenen Anwendungen zu ersetzen.

1.1 Hauptmerkmale

• Hochleistungs-LED-Lichtquelle.
• Sofortige Lichtabgabe (Ansprechzeit unter 100 Nanosekunden).
• Niederspannungs-Gleichstrombetrieb.
• Gehäuse mit niedrigem thermischen Widerstand.
• Konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Kompatibel mit bleifreien Reflow-Lötprozessen.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich für ein breites Spektrum an Beleuchtungszwecken, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

• Leselampen für Automobil-, Bus- und Flugzeuginnenräume.
• Tragbare Beleuchtung wie Taschenlampen und Fahrradlichter.
• Downlights und Orientierungsbeleuchtung.
• Dekorative und Unterhaltungsbeleuchtung.
• Pollerlampen, Sicherheits- und Gartenbeleuchtung.
• Deckenleisten-, Unterschrank- und Arbeitsplatzbeleuchtung.
• Verkehrssignalisierung, Leuchtfeuer und Bahnübergangs-/Wegseitenlichter.
• Innen- und Außenbeleuchtung für gewerbliche und private Architektur.
• Kantengeleuchtete Schilder (z.B. Notausgangsschilder, POS-Displays).

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb bei oder über diesen Grenzen wird nicht empfohlen.

• Verlustleistung:120 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Gehäuse unter spezifizierten Bedingungen als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom:100 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite). Für kurze Impulse kann die LED einen höheren Strom als ihren Dauerstromwert verkraften.
• DC-Durchlassstrom:30 mA. Der maximal empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb.
• Sperrspannung:5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zu sofortigem Ausfall führen.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für die normale Funktion des Bauteils.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.
• Reflow-Lötbedingung:Hält einer Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden stand, kompatibel mit Standard-bleifreien Reflow-Profilen (z.B. gemäß J-STD-020D).

Wichtiger Hinweis:Der Betrieb der LED unter Sperrspannungsbedingungen in einer Anwendungsschaltung kann zu Bauteilschäden oder Ausfall führen. Ein ordnungsgemäßer Schaltungsentwurf zur Verhinderung von Sperrspannung ist unerlässlich.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Gemessen bei Ta=25°C mit IF = 20 mA, sofern nicht anders angegeben. Dies sind die typischen Leistungsparameter.

• Lichtstrom (Φv):Typischer Wert ist 9,00 lm, mit einem Minimum von 6,75 lm. Dies quantifiziert die gesamte sichtbare Lichtabgabe.
• Lichtstärke:Typischer Wert ist 3100 mcd (Millicandela), mit einem Minimum von 2200 mcd. Dies misst den Lichtstrom pro Raumwinkel, relevant für die gerichtete Helligkeit.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der Spitzenlichtstärke (bei 0°) beträgt.
• Farbkoordinaten (CIE 1931):Typische Werte sind x=0,282, y=0,265. Dies definiert den Weißpunkt auf dem Farbtafeldiagramm. Eine Toleranz von ±0,01 sollte auf diese Koordinaten angewendet werden.
• Durchlassspannung (V_F):Typisch 3,1 V, mit einem Maximum von 3,1 V und einem Minimum von 2,7 V bei 20 mA.

Messhinweise:Der Lichtstrom wird mit einer Sensor-/Filterkombination gemessen, die der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve angenähert ist. Der Teststandard für Farbkoordinaten und Lichtstrom ist CAS140B. Während der Handhabung sind geeignete ESD-Schutzmaßnahmen (Elektrostatische Entladung) zwingend erforderlich, um Schäden zu vermeiden.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LED wird in Bins eingeteilt, um die Konsistenz in wichtigen Parametern sicherzustellen. Dies ermöglicht es Designern, Bauteile auszuwählen, die ihren spezifischen Anforderungen an Spannung, Lichtstrom und Farbe entsprechen.

3.1 Durchlassspannung (V_F) Binning

LEDs werden basierend auf ihrer Durchlassspannung bei IF = 20 mA sortiert. Das Binning stellt vorhersehbare Treiberanforderungen sicher.

• V0:2,7V - 2,8V
• V1:2,8V - 2,9V
• V2:2,9V - 3,0V
• V3:3,0V - 3,1V

Toleranz für jedes V_F-Bin beträgt ±0,05 V.

3.2 Lichtstrom- & Lichtstärke-Binning

LEDs werden sowohl für den Lichtstrom (lm) als auch für die korrelierte Lichtstärke (mcd) bei IF = 20 mA gebinnt. Der Lichtstärkewert wird als Referenz angegeben.

• Bins reichen von64(6,75-7,00 lm / 2200-2300 mcd) bis84(8,75-9,00 lm / 3000-3100 mcd).

Die Toleranz für jedes Lichtstärke- und Lichtstrom-Bin beträgt ±10%.

3.3 Farb- (Chromaticity) Binning

Die Weißlichtfarbe wird durch das Binning der Farbkoordinaten auf dem CIE-1931-Diagramm streng kontrolliert. Mehrere Ränge (z.B. Z1, Z2, A1, A2, B1, B2, C1, C2 usw., mit Untervarianten) definieren spezifische Vierecke auf der x,y-Koordinatenebene. Dies gewährleistet Farbkonsistenz innerhalb einer Charge. Die Toleranz für jedes Farbton- (x, y) Bin beträgt ±0,01.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien (vermutlich auf Seite 6/13). Obwohl die spezifischen Graphen im Text nicht reproduziert sind, können Standard-LED-Leistungstrends abgeleitet werden:

• I-V (Strom-Spannungs-) Kurve:Zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Durchlassstrom und Durchlassspannung, entscheidend für den Treiberentwurf.
• Lichtstrom vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht, wie die Lichtleistung mit dem Strom zunimmt, typischerweise in einem nahezu linearen Verhältnis innerhalb des Betriebsbereichs vor dem Effizienzabfall.
• Lichtstrom vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Abnahme der Lichtleistung bei steigender Sperrschichttemperatur und unterstreicht die Bedeutung des Wärmemanagements.
• Relative Intensität vs. Abstrahlwinkel:Zeichnet das räumliche Abstrahlmuster auf und bestätigt den 120-Grad-Abstrahlwinkel.
• Spektrale Leistungsverteilung:Für eine weiße LED (wahrscheinlich phosphorkonvertiert) würde dies einen breiten Emissionspeak im blauen Bereich (vom Chip) und eine breitere gelbe Phosphoremission zeigen, die sich zu weißem Licht kombiniert.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Der LTW-206DCG-TMS ist ein PLCC-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier). Wichtige Abmessungen (alle in mm, Toleranz ±0,1 mm sofern nicht anders angegeben) umfassen:

• Gesamtlänge des Gehäuses: 3,0 mm
• Gesamtbreite des Gehäuses: 2,8 mm
• Gesamthöhe des Gehäuses: 1,9 mm
• Anschlussabstand und -größe gemäß detaillierter Zeichnung.

5.2 Empfohlene Lötfläche auf der Leiterplatte

Ein Lötflächenlayout wird für Infrarot- oder Dampfphasen-Reflow-Lötung bereitgestellt. Dies gewährleistet eine ordnungsgemäße Lötstellenbildung, Wärmeübertragung und mechanische Stabilität. Das Design umfasst typischerweise thermische Entlastungsmuster, um die Wärme während des Lötens und Betriebs zu managen.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Das Gehäuse enthält einen Polaritätsindikator (typischerweise eine Kerbe oder eine abgeschrägte Ecke an der Linse oder dem Gehäuse), um den Kathoden- (-) Anschluss zu identifizieren. Die korrekte Ausrichtung ist für den Schaltungsbetrieb entscheidend.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötparameter

Das Bauteil ist für bleifreie Reflow-Lötung mit einer Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden ausgelegt. Es wird empfohlen, ein Standard-Reflow-Profil gemäß J-STD-020D einzuhalten. Vorheizphasen sind entscheidend, um thermischen Schock zu minimieren.

6.2 Reinigung

Nicht spezifizierte chemische Reinigungsmittel sollten nicht verwendet werden, da sie das Kunststoffgehäuse beschädigen können. Falls eine Reinigung nach dem Löten notwendig ist, ist ein kurzes Eintauchen (unter einer Minute) in Ethylalkohol oder Isopropylalkohol bei Raumtemperatur akzeptabel.

6.3 Lagerung & Handhabung

• Feuchtigkeitsempfindlichkeit:Dieses Produkt ist gemäß JEDEC J-STD-020 als Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) 3 klassifiziert. Vorsichtsmaßnahmen sind erforderlich, um "Popcorn"-Risse während des Reflow-Lötens zu verhindern.
• Verschweißte Verpackung:Bei Lagerung in der original feuchtigkeitsgeschützten Beutel mit Trockenmittel sollte sie bei ≤30°C und ≤90% relativer Luftfeuchtigkeit aufbewahrt werden. Die Haltbarkeit beträgt ein Jahr ab dem Versiegelungsdatum der Beutel.
• Nach dem Öffnen der Beutel:Nach dem Öffnen sollten die Bauteile innerhalb einer bestimmten Verwendungsdauer (nicht explizit angegeben, aber für MSL3 impliziert) verwendet oder gemäß Richtlinien erneut getrocknet werden. Die Lagerung sollte bei ≤30°C und niedriger Luftfeuchtigkeit erfolgen.
• ESD-Schutz:Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Die Handhabung muss antistatische Maßnahmen umfassen (Armbänder, geerdete Arbeitsplätze, leitfähiger Schaum).

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Tape-and-Reel-Verpackung

Die LEDs werden auf geprägter Trägerfolie und Rolle für die automatisierte Montage geliefert.

• Folienabmessungen:Detaillierte Abmessungen für Taschenabstand, Breite und Transportlochausrichtung werden bereitgestellt.
• Rollenabmessungen:Spezifikationen für Standard-7-Zoll-Rollen werden angegeben.
• Packmenge:Maximal 2000 Stück pro 7-Zoll-Rolle. Die Mindestpackmenge für Restposten beträgt 500 Stück.
• Qualität:Die maximale Anzahl aufeinanderfolgender fehlender Bauteile in der Folie beträgt zwei. Die Verpackung entspricht den EIA-481-1-B-Spezifikationen.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Wärmemanagement

Obwohl das Gehäuse einen niedrigen thermischen Widerstand aufweist, muss die Verlustleistung von 120 mW gemanagt werden. Eine ordnungsgemäß entworfene Leiterplatte mit ausreichender Kupferfläche (unter Verwendung der empfohlenen Lötfläche als Kühlkörper) ist notwendig, um eine niedrige Sperrschichttemperatur (Tj) aufrechtzuerhalten. Hohe Tj reduziert die Lichtleistung (Lichtstromrückgang), verschiebt die Farbe und verkürzt die Lebensdauer.

8.2 Stromversorgung

Verwenden Sie einen Konstantstromtreiber, keine Konstantspannungsquelle, für eine stabile und vorhersehbare Lichtleistung. Der Treiber sollte so ausgelegt sein, dass er innerhalb der absoluten Maximalwerte (max. 30 mA DC) arbeitet. Erwägen Sie für Anwendungen mit hoher Umgebungstemperatur eine Stromreduzierung, um die Zuverlässigkeit zu verbessern.

8.3 Optisches Design

Der 120-Grad-Abstrahlwinkel eignet sich für die Flächenbeleuchtung. Für fokussiertere Strahlen sind Sekundäroptiken (Linsen, Reflektoren) erforderlich. Die kleine Quellgröße macht sie mit verschiedenen optischen Systemen kompatibel.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Während ein direkter Seitenvergleich mit anderen Produkten nicht im Datenblatt enthalten ist, können die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser PLCC-LED abgeleitet werden:

• Hohe Lichtstärke:Mit typisch 3100 mcd bietet sie für ihre Gehäusegröße eine hohe gerichtete Helligkeit.
• Breiter Abstrahlwinkel:Der 120-Grad-Winkel bietet im Vergleich zu LEDs mit engerem Winkel eine breite, gleichmäßige Ausleuchtung.
• Reflow-Kompatibilität:Die Kompatibilität mit bleifreier Reflow-Lötung ermöglicht eine kostengünstige, hochvolumige SMT-Montage (Surface Mount Technology).
• Umfassendes Binning:Enges Binning für Spannung, Lichtstrom und Farbe ermöglicht eine präzise und konsistente Leistung in Endprodukten.

10. Häufig gestellte Fragen (Basierend auf technischen Parametern)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen Lichtstrom (lm) und Lichtstärke (mcd)?

Lichtstrom misst die Gesamtmenge des in alle Richtungen abgegebenen sichtbaren Lichts (integriert über eine Kugel). Lichtstärke misst, wie hell das Licht in einer bestimmten Richtung erscheint. Diese LED hat aufgrund ihres Gehäusedesigns eine hohe Lichtstärke (mcd), obwohl ihr Gesamtlichtstrom (lm) moderat ist. Der 120-Grad-Strahl verteilt diese Intensität über eine große Fläche.

10.2 Kann ich diese LED dauerhaft mit 30 mA betreiben?

Ja, 30 mA ist der maximal empfohlene DC-Durchlassstrom. Für eine optimale Lebensdauer und unter Berücksichtigung realer thermischer Bedingungen ist es jedoch oft ratsam, mit einem niedrigeren Strom (z.B. 20 mA, wie für Tests verwendet) zu betreiben. Stellen Sie stets durch geeignete Kühlung sicher, dass die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen bleibt.

10.3 Wie interpretiere ich die Farbkoordinaten-Bins?

Die Bins (Z1, A1, B1 usw.) definieren kleine Regionen auf dem CIE-1931-Farbraumdiagramm. Die Auswahl von LEDs aus demselben Bin stellt eine minimale Farbvariation in Ihrer Anwendung sicher. Die bereitgestellte Tabelle gibt die x,y-Koordinatengrenzen für jedes Bin an. Sie würden typischerweise den gewünschten Bincode bei der Bestellung angeben.

10.4 Reicht ein strombegrenzender Widerstand aus, um diese LED zu betreiben?

Für einfache, nicht kritische Anwendungen mit einer stabilen Gleichspannungsversorgung kann ein Vorwiderstand verwendet werden, um den Strom einzustellen. Aufgrund der V_F-Variation (Binning von 2,7V bis 3,1V) variieren jedoch Strom und somit Helligkeit zwischen den LEDs. Für eine konsistente Leistung, insbesondere bei mehreren LEDs oder mit einer variablen Spannungsquelle (wie einer Batterie), wird dringend eine spezielle Konstantstrom-LED-Treiberschaltung empfohlen.

11. Praktische Anwendungsbeispiele

11.1 Tragbare Arbeitsleuchte

Szenario:Entwurf einer kompakten, batteriebetriebenen Arbeitsleuchte.

Umsetzung:Vier LTW-206DCG-TMS LEDs sind auf einer kleinen Leiterplatte angeordnet. Sie werden in einer 2-in-Reihe, 2-parallel-Konfiguration von einem Aufwärtswandler/Konstantstromtreiber aus einer einzelnen 3,7V Li-Ionen-Batterie angesteuert. Der Treiber ist auf ~18 mA pro LED eingestellt, um die Batterielebensdauer zu verlängern und dennoch ausreichend Licht zu bieten. Der breite 120-Grad-Strahl bietet eine gute Flächenabdeckung auf einer Werkbank. Das niedrige V_F-Bin (V0) würde ausgewählt, um die Effizienz der Batterie zu maximieren.

11.2 Hintergrundbeleuchtung für ein kantengeleuchtetes Schild

Szenario:Erstellung einer gleichmäßigen Hintergrundbeleuchtung für ein dünnes Notausgangsschild.

Umsetzung:Mehrere LEDs sind entlang einer oder mehrerer Kanten einer Acryl-Lichtleitplatte platziert. Die hohe Lichtstärke der LEDs ermöglicht eine effiziente Einkopplung in die Lichtleitplatte. LEDs aus demselben engen Farb-Bin (z.B. A2) und Lichtstrom-Bin (z.B. 82) werden verwendet, um eine einheitliche Farbe und Helligkeit über die Schildfläche zu gewährleisten. Das SMT-Gehäuse ermöglicht eine sehr flache Bauweise.

12. Funktionsprinzip

Eine Leuchtdiode (LED) ist ein Halbleiterbauelement, das Licht emittiert, wenn ein elektrischer Strom durch es fließt. Dieses Phänomen, genannt Elektrolumineszenz, tritt auf, wenn sich Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb des Bauelements rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die Farbe des Lichts wird durch die Bandlücke des Halbleitermaterials bestimmt. Der LTW-206DCG-TMS ist eine weiße LED, die typischerweise durch Verwendung eines blau emittierenden Halbleiterchips erzeugt wird, der mit einem gelben Leuchtstoff beschichtet ist. Ein Teil des blauen Lichts wird durch den Leuchtstoff in gelbes Licht umgewandelt, und die Mischung aus blauem und gelbem Licht wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen.

13. Technologietrends

Die Festkörperbeleuchtungsindustrie entwickelt sich weiter mit mehreren klaren Trends:

• Erhöhte Effizienz:Laufende Entwicklungen zielen darauf ab, mehr Lumen pro Watt (lm/W) zu erzeugen und so den Energieverbrauch für die gleiche Lichtleistung zu reduzieren.
• Verbesserte Farbqualität:Fortschritte in der Leuchtstofftechnologie und Multi-Chip-Designs führen zu höheren Farbwiedergabeindex (CRI)-Werten und konsistenteren Farbpunkten.
• Miniaturisierung:Gehäuse werden weiter verkleinert, während die Lichtleistung beibehalten oder erhöht wird, was immer kleinere und unauffälligere Beleuchtungslösungen ermöglicht.
• Intelligente Integration:LEDs werden zunehmend mit Steuerschaltungen, Sensoren und Kommunikationsschnittstellen kombiniert, um intelligente, vernetzte Beleuchtungssysteme zu schaffen.
• Zuverlässigkeit & Lebensdauer:Der Fokus liegt weiterhin auf der Verbesserung der Langzeitzuverlässigkeit und des Lichtstromerhalts, wodurch die Betriebslebensdauer über die traditionelle Beleuchtung hinaus verlängert wird.

Der LTW-206DCG-TMS, als hochintensive, reflow-lötbare PLCC-Komponente, passt zu den Trends der Miniaturisierung und Kompatibilität mit automatisierten, hochvolumigen Fertigungsprozessen.