LTW-K140SXR85 LED Datenblatt - EIA-Gehäuse - 3,2V - 0,28W - 8500K Weiß - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Das Produkt ist eine SMD-LED (Surface-Mount Device) mit breitem Abstrahlwinkel und Standardabmessungen. Es vereint die von Leuchtdioden bekannte lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit mit einer für viele Anwendungen ausreichenden Helligkeit, um konventionelle Beleuchtungstechnologien zu ersetzen. Das Gehäuse bietet Designflexibilität und ist für die Integration in automatisierte Bestückungsprozesse vorgesehen.

1.1 Hauptmerkmale

• Verpackt auf 8-mm-Tape auf 7-Zoll-(178-mm)-Rollen für die automatisierte Handhabung.
• Vollständig kompatibel mit Standard-Automatik-Bestückungsgeräten (Pick-and-Place).
• Geeignet für Infrarot-(IR)- und Dampfphasen-Reflow-Lötverfahren.
• Entspricht den Standard-Gehäuseabmessungen der EIA (Electronic Industries Alliance).
• Ausgelegt für die Kompatibilität mit IC-typischen (integrierte Schaltung) Ansteuerpegeln.
• Als umweltfreundliches Produkt hergestellt, bleifrei und konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).

1.2 Verfügbare Artikelnummer

Die in diesem Dokument behandelte spezifische Artikelnummer istLTW-K140SXR85, die einer weißen LED mit einer korrelierten Farbtemperatur (CCT) von 8500 Kelvin (K) entspricht.

2. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil verwendet eine standardisierte EIA-Gehäuseform. Die Linsenfarbe ist gelb, und die Lichtquelle basiert auf InGaN-Technologie (Indiumgalliumnitrid), die blaues Licht emittiert. Dieses wird durch den Leuchtstoff in der gelben Linse in weißes Licht konvertiert.

Hinweise:

• Alle Maßzeichnungen und Toleranzen sind in Millimetern angegeben.
• Die Standardtoleranz für Maße beträgt ±0,1 mm, sofern in der Zeichnung nicht ausdrücklich anders angegeben.

3. Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C.

Wichtige Hinweise:

• Das Bauteil darf nicht über längere Zeit unter Sperrspannungsbedingungen betrieben werden.
• Der Impuls-Durchlassstrom (105 mA) gilt unter spezifischen Bedingungen: einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Impulsbreite von maximal 100 Mikrosekunden (μs).

4. Elektro-optische Kenndaten

Dieser Abschnitt beschreibt die wichtigsten Leistungsparameter der LED unter typischen Betriebsbedingungen, primär bei einem Durchlassstrom (I_F) von 60 mA.

4.1 Typische Leistungsdaten

Kritische Anwendungshinweise:

• Lichtstrom (Φ_v):Stellt den gesamten sichtbaren Lichtausstoß dar, gemessen mit einer Ulbricht-Kugel. Ein Klassifizierungscode ist auf jeder Verpackungstüte aufgedruckt.
• Farbwert (x, y):Abgeleitet vom CIE-Normvalenzsystem von 1931. Auf die typischen Koordinaten ist eine Toleranz von ±0,01 anzuwenden.
• Elektrostatische Entladung (ESD):LEDs sind ESD-empfindlich. Zur Schadensvermeidung sind geeignete Handhabungsverfahren mit Erdungsarmband, antistatischen Handschuhen und geerdeter Ausrüstung zwingend erforderlich.
• Messtoleranzen:Die Lichtstrommessung hat eine Abweichung von ±10%. Die Durchlassspannungsmessung hat eine Abweichung von ±0,1 V.
• Wärmemanagement:Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zur Lötstelle (R_jt) ist ein kritischer Parameter. Ein Referenzwert von 30°C/W wird angegeben, wenn die LED auf einer spezifizierten 2,5x2,5x0,17 cm Aluminium-Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) montiert ist. Eine ausreichende Wärmeableitung ist essenziell, um die Sperrschichttemperatur innerhalb der Grenzwerte zu halten und Leistung sowie Lebensdauer sicherzustellen.

4.2 Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere grafische Darstellungen der Bauteilleistung:

• Relative spektrale Leistungsverteilung:Zeigt die Lichtintensität bei jeder Wellenlänge und definiert so die Farbcharakteristik des 8500K-weißen Lichts.
• Abstrahlcharakteristik / Abstrahlwinkel:Veranschaulicht die winkelabhängige Verteilung der Lichtintensität und bestätigt den breiten Abstrahlwinkel von 120°.
• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie):Essenziell für die Schaltungsauslegung; zeigt die Beziehung zwischen Treiberstrom und Spannungsabfall über der LED. Die Kurve ist nichtlinear, typisch für Diodenverhalten.
• Relativer Lichtstrom vs. Sperrschichttemperatur:Zeigt, wie die Lichtausbeute mit steigender Sperrschichttemperatur der LED abnimmt. Dies unterstreicht die Bedeutung des Wärmemanagements.
• Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur:Zeigt die leichte Veränderung der Durchlassspannung bei Änderung der Sperrschichttemperatur.

5. Binning- und Klassifizierungssystem

Um Konsistenz in der Produktion zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins (Klassen) sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen an Farbe, Helligkeit und Spannung erfüllen.

5.1 Farb-Binning

LEDs werden in spezifische Farbwertbereiche (Ränge) im CIE-1931-Diagramm klassifiziert. Das Datenblatt definiert Koordinaten für die Ränge L1 und L5. Innerhalb jedes definierten Bins gilt eine Toleranz von ±0,01 für die (x, y)-Koordinaten.

5.2 Lichtstrom-Binning

LEDs werden basierend auf ihrem Gesamtlichtausstoß bei 60 mA sortiert.

Die Toleranz für den Lichtstrom beträgt ±10%.

5.3 Durchlassspannungs-Binning

LEDs werden auch nach ihrem Durchlassspannungsabfall bei 60 mA sortiert.

Die Toleranz für die Durchlassspannung beträgt ±0,1 V.

5.4 Bin-Code und Kennzeichnung

Ein vollständiger Bin-Code wird durch die Kombination der Ränge aus jeder Kategorie gebildet: Spannung / Lichtstrom / Farbe (z.B. V1/S0/L1). Dieser vollständige Code ist auf dem Produktetikett zur Rückverfolgbarkeit und Auswahl angegeben.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das Bauteil ist mit bleifreien Reflow-Lötverfahren kompatibel. Das empfohlene Profil ist entscheidend, um thermische Schäden zu vermeiden.

6.2 Kritische Bestückungshinweise

• Lötverfahren:Reflow-Löten ist primär. Handlöten ist möglich, jedoch auf maximal 350°C für höchstens 2 Sekunden und nur einmalig beschränkt. Reflow kann unter den angegebenen Spitzenbedingungen maximal dreimal durchgeführt werden.
• Temperaturreferenz:Alle Profiltemperaturen beziehen sich auf die Oberseite des Gehäuses.
• Feuchtigkeitssensitivität:LEDs sind feuchtigkeitsempfindlich. Wenn sie länger als 168 Stunden (1 Woche) aus der originalen Trockenverpackung entnommen wurden, müssen sie vor dem Löten 60 Minuten bei 60°C getrocknet (gebakt) werden, um \"Popcorning\" oder Delamination während des Reflow zu verhindern.
• Lagerung:Für eine längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels einen verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre verwenden.
• Abkühlung:Vermeiden Sie eine schnelle Abkühlung (Abschrecken) von der Spitzentemperatur.
• Allgemeine Regel:Verwenden Sie stets die niedrigstmögliche Löttemperatur, die eine zuverlässige Lötstelle gewährleistet.
• Wellen-/Tauchlöten:Dieses Verfahren wird für dieses SMD-Gehäuse nicht empfohlen oder garantiert.

7. Zuverlässigkeitsprüfdaten

Das Produkt hat eine Reihe standardisierter Zuverlässigkeitstests durchlaufen. Die Ergebnisse demonstrieren Robustheit unter verschiedenen Umwelt- und Betriebsbelastungen. Alle aufgeführten Tests wurden mit einer Stichprobengröße von 20 Stück durchgeführt, und es wurden keine Ausfälle gemeldet.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Allgemeine Signalbeleuchtung:Statusanzeigen, Einschaltsignale, Hintergrundbeleuchtung für Bedienfelder oder Schalter.
• Dekorative und Architekturbeleuchtung:Akzentbeleuchtung, Konturbeleuchtung und andere Anwendungen, bei denen ein breiter, gleichmäßiger Lichtkegel erwünscht ist.
• Unterhaltungselektronik:Hintergrundbeleuchtung für kleine Displays, Tastaturbeleuchtung oder dekorative Elemente in Geräten.
• Automobil-Innenraumbeleuchtung:Leselampen, Fußraumbeleuchtung oder andere nicht-außenliegende Anwendungen (vorbehaltlich weiterer Qualifikation nach Automobilstandards).

8.2 Kritische Designüberlegungen

• Stromansteuerung:Betreiben Sie die LED stets mit einer Konstantstromquelle, nicht mit einer Konstantspannungsquelle. Der typische Betriebsstrom beträgt 60 mA, aber die Schaltung muss den Maximalstrom auf 80 mA Dauerstrom begrenzen. Ein in Reihe geschalteter strombegrenzender Widerstand mit einer Spannungsquelle ist eine einfache Methode, für Stabilität über Temperatur- und Spannungsänderungen wird jedoch ein spezieller LED-Treiber-IC empfohlen.
• Wärmemanagement:Dies ist der kritischste Aspekt des LED-Designs für Leistung und Lebensdauer. Die Verlustleistung von 280 mW (bei 60 mA, 3,2V = 192 mW typ.) muss effektiv von der LED-Sperrschicht abgeführt werden. Verwenden Sie die angegebenen thermischen Widerstandsdaten (R_jt=30°C/W), um die notwendige Wärmeableitung zu berechnen, um T_junter 100°C zu halten. Beispiel: Auf der Referenz-MCPCB, bei einer Umgebungstemperatur von 50°C und 192 mW Verlustleistung, wäre T_jungefähr 50°C + (0,192W * 30°C/W) = 55,8°C, was sicher ist.
• Optisches Design:Der 120°-Abstrahlwinkel bietet einen sehr breiten, diffusen Lichtkegel. Für Anwendungen, die einen fokussierteren Strahl benötigen, sind Sekundäroptiken (Linsen oder Reflektoren) erforderlich.
• ESD-Schutz:Integrieren Sie ESD-Schutzdioden in die mit der LED verbundenen Leiterbahnzüge der Leiterplatte, insbesondere in Umgebungen mit statischen Entladungen.
• Binning für Gleichmäßigkeit:Für Anwendungen, die eine einheitliche Farbe oder Helligkeit über mehrere LEDs hinweg erfordern, geben Sie bei der Bestellung enge Bins an (z.B. einen einzigen Farb- und Lichtstrom-Bin).

9. Technischer Vergleich und Trends

9.1 Produktpositionierung

Die LTW-K140SXR85 repräsentiert ein ausgereiftes, standardisiertes SMD-LED-Gehäuse. Ihre Hauptvorteile sind die Kompatibilität mit automatisierter Bestückung, bewährte Zuverlässigkeit und breite Verfügbarkeit. Im Vergleich zu neueren, kleineren Gehäusen (z.B. 0402, 0201) bietet sie eine höhere Lichtleistung und aufgrund ihrer größeren Abmessungen potenziell bessere thermische Leistung. Im Vergleich zu größeren, leistungsstarken LED-Gehäusen ist sie einfacher zu integrieren und erfordert weniger komplexe Ansteuer- und Wärmemanagementschaltungen.

9.2 Branchenkontext

Der Trend zu bleifreier (RoHS-konformer) und umweltfreundlicher Fertigung wird bei diesem Produkt vollständig umgesetzt. Das spezifizierte Reflow-Profil entspricht modernen bleifreien Bestückungsprozessen, die in der gesamten Elektronikindustrie verwendet werden. Der Trend in der Festkörperbeleuchtung geht weiterhin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), aber dieses Standardgehäuse bleibt relevant für Anwendungen, bei denen ultrahohe Effizienz weniger kritisch ist als Kosten, Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit.