Technisches Datenblatt für den SMT CBI Zweifarben-LED-Anzeiger LTL-M12YG1H310U - Gelbgrün/Gelb - 10mA - Deutschsprachiges Dokument

1. Produktübersicht

Der LTL-M12YG1H310U ist ein Oberflächenmontage (SMT) Leiterplattenanzeiger (CBI). Er besteht aus einem schwarzen Kunststoff-Winkelgehäuse, das für den Einsatz mit spezifischen LED-Lampen ausgelegt ist. Dieses Design erleichtert die einfache Montage auf Leiterplatten (PCBs). Die Hauptfunktion besteht darin, eine klare, kontrastreiche visuelle Statusanzeige zu bieten. Die Einheit verfügt über eine Zweifarben-LED-Lichtquelle, die entweder Gelbgrün oder Gelbes Licht durch eine weiße Streulinse emittieren kann, was zu einem gleichmäßigen Beleuchtungsbild beiträgt.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Oberflächenmontage-Design:Optimiert für automatisierte Bestückungs- und Reflow-Lötprozesse, steigert die Fertigungseffizienz und Zuverlässigkeit.
• Hochkontrast-Gehäuse:Das schwarze Kunststoffgehäuse verbessert den Kontrast des emittierten Lichts erheblich und macht die Anzeige besonders bei heller Umgebungsbeleuchtung besser sichtbar.
• Zweifarben-Funktionalität:Integriert Gelbgrün- und Gelb-LED-Chips in einem Gehäuse, ermöglicht eine Zweizustands-Anzeige (z.B. Standby/Aktiv, Normal/Warnung) mit nur einer Bauteilfläche.
• Energieeffizienz:Gekennzeichnet durch niedrigen Stromverbrauch und hohe Lichtausbeute, geeignet für stromsparende Anwendungen.
• Umweltkonformität:Dies ist ein bleifreies Produkt und entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Robuste Konstruktion:Ausgelegt, um standardmäßigen SMT-Montageprozessen standzuhalten, einschließlich einer beschleunigten Vorkonditionierung entsprechend JEDEC Feuchtesensitivitätsstufe 3.

1.2 Zielanwendungen und Märkte

Dieser Anzeiger ist für den Einsatz in gewöhnlichen elektronischen Geräten in mehreren Schlüsselbranchen konzipiert:

• Computersysteme:Statusleuchten für Strom, Speicheraktivität oder Netzwerkverbindung auf Hauptplatinen, Servern und Peripheriegeräten.
• Kommunikationsgeräte:Anzeigeleuchten auf Routern, Switches, Modems und anderer Netzwerkhardware.
• Unterhaltungselektronik:Strom-, Modus- oder Funktionsanzeigen in Haushaltsgeräten, Audio/Video-Geräten und Heimautomatisierungsvorrichtungen.
• Industriesteuerungen:Status- und Fehleranzeigen auf Bedienfeldern, Maschinen und Instrumentierung, wo zuverlässiges visuelles Feedback erforderlich ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Alle Parameter sind bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C angegeben, sofern nicht anders vermerkt. Das Verständnis dieser Grenzwerte ist für einen zuverlässigen Schaltungsentwurf entscheidend.

2.1 Absolute Maximalwerte

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

• Verlustleistung (PD):72 mW (für jede Farbe, Gelbgrün und Gelb). Dies ist der maximal zulässige Leistungsverlust als Wärme.
• Spitzenstrom in Durchlassrichtung (IFP):80 mA. Dieser Strom ist nur unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 0,1ms) für sehr kurze Dauer zulässig.
• Dauerstrom in Durchlassrichtung (IF):30 mA. Dies ist der maximal empfohlene Strom für Dauerbetrieb.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Das Bauteil funktioniert garantiert innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Das Bauteil kann innerhalb dieser Grenzen ohne Schaden gelagert werden.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter Standardtestbedingungen (IF = 10mA).

• Lichtstärke (Iv):
  • Gelbgrün: Typisch 8,7 mcd (Min 4,5 mcd, Max 23 mcd).
  • Gelb: Typisch 15 mcd (Min 4,5 mcd, Max 23 mcd).
  • Der Iv-Klassifizierungscode ist auf jedem Packbeutel zur Binning-Zwecken aufgedruckt.
  • Die Messung erfolgt mit einem Sensor/Filter, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):40 Grad für beide Farben. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Spitzenwertes abfällt und definiert die Strahlausbreitung.
• Spitzenwellenlänge (λP):
  • Gelbgrün: 574 nm.
  • Gelb: 592 nm.
  • Dies ist die Wellenlänge am höchsten Punkt im emittierten Spektrum.
• Dominante Wellenlänge (λd):
  • Gelbgrün: 570 nm (Bereich 564-574 nm).
  • Gelb: 590 nm (Bereich 584-596 nm).
  • Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, abgeleitet vom CIE-Farbtafeldiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Ungefähr 15 nm für beide Farben, gibt die spektrale Reinheit an.
• Durchlassspannung (VF):2,5 V typisch (2,0 V min) bei 10mA für beide Farben. Dieser Parameter ist entscheidend für die Berechnung des Vorwiderstands.
• Sperrstrom (IR):10 μA maximal bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V.Wichtig:Dieses Bauteil ist nicht für den Betrieb unter Sperrvorspannung ausgelegt; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Binning- und Klassifizierungssystem

Das Produkt verwendet ein Klassifizierungssystem, um die Konsistenz wichtiger optischer Parameter sicherzustellen.

• Lichtstärke (Iv) Binning:Der Iv-Wert wird klassifiziert, und der entsprechende Code ist auf jedem Packbeutel aufgedruckt. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile innerhalb eines bestimmten Helligkeitsbereichs für ein einheitliches Erscheinungsbild der Anzeigefläche auszuwählen.
• Wellenlängen-Binning:Die dominante Wellenlänge (λd) wird mit einem Bereich angegeben (z.B. 564-574 nm für Gelbgrün). Bauteile werden sortiert, um innerhalb dieser Farbgrenzen zu liegen.
• Durchlassspannung:Während ein typischer Wert angegeben ist, definiert der Min/Max-Bereich (2,0V bis 2,5V bei 10mA) die akzeptable Variation für diesen Parameter.

4. Analyse der Leistungskurven

Typische Leistungskurven (im Datenblatt referenziert) bieten visuelle Einblicke in das Verhalten des Bauteils unter variierenden Bedingungen. Entwickler sollten diese Diagramme für detaillierte Analysen konsultieren.

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Diese Kurve zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom ansteigt. Sie ist typischerweise nichtlinear, und ein Betrieb über dem empfohlenen Gleichstrom kann keine proportionalen Helligkeitsgewinne bringen, während er die Wärme erhöht und die Lebensdauer verringert.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Diese IV-Kennlinie ist wesentlich, um den dynamischen Widerstand der LED zu verstehen und eine geeignete Treiberschaltung zu entwerfen.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Die LED-Lichtausgabe nimmt im Allgemeinen mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Diese Kurve hilft, die Helligkeitsreduzierung in Hochtemperaturumgebungen abzuschätzen.
• Spektrale Verteilung:Diagramme, die die relative Intensität über die Wellenlängen für jede Farbe zeigen, zentriert um ihre Spitzenwellenlängen (574 nm und 592 nm).

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Das Bauteil ist in einem schwarzen Kunststoff-Winkelgehäuse untergebracht. Wichtige dimensionale Hinweise:

• Alle Hauptabmessungen sind in Millimetern angegeben, mit einer Standardtoleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.
• Das Gehäusematerial ist schwarzer Kunststoff.
• Die integrierte LED ist ein Zweifarben-Typ (Gelbgrün/Gelb) mit einer weißen Streulinse.
• Detaillierte Zeichnungen der Abmessungen sollten für die genaue PCB-Bestückungsfläche und Platzierungsplanung konsultiert werden.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Montage

Als SMT-Bauteil ist die korrekte Ausrichtung während der Bestückung entscheidend. Das Bestückungsbild im Datenblatt zeigt die Kathoden- und Anoden-Pads. Entwickler müssen sicherstellen, dass die PCB-Bestückungsfläche diesem Diagramm entspricht, um eine falsche Platzierung durch automatisierte Maschinen zu verhindern.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die Einhaltung dieser Richtlinien ist entscheidend, um Schäden während des Montageprozesses zu verhindern.

6.1 Lagerung und Handhabung

• Verschlossene Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤70% rF. Innerhalb eines Jahres nach Packdatum verwenden.
• Geöffnete Verpackung:Wenn die Feuchtigkeitssperrbeutel (MBB) geöffnet wird, darf das Lagerumfeld 30°C und 60% rF nicht überschreiten.
• Bodenlebensdauer:Bauteile, die der Umgebungsluft ausgesetzt sind, sollten innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) einem IR-Reflow-Lötprozess unterzogen werden.
• Nachtrocknen:Wenn die Exposition mehr als 168 Stunden beträgt, ist vor dem Löten ein Trocknen bei 60°C für mindestens 48 Stunden erforderlich, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und ein \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

6.2 Lötprozess

• Reflow-Löten (Empfohlen):Es muss ein JEDEC-konformes Reflow-Profil verwendet werden.
  • Vorwärmen/Einweichen: 150-200°C für maximal 100 Sekunden.
  • Zeit über Liquidus (T_L=217°C): 60-150 Sekunden.
  • Spitzentemperatur (T_P): Maximal 260°C.
  • Zeit innerhalb 5°C der spezifizierten Klassifizierungstemperatur (T_C=255°C): Maximal 30 Sekunden.
  • Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze: Maximal 5 Minuten.
• Handlöten:Falls notwendig, verwenden Sie einen Lötkolben mit einer maximalen Temperatur von 300°C für nicht mehr als 3 Sekunden pro Lötstelle. Vermeiden Sie mechanische Belastung der Anschlüsse während des Lötens.
• Reinigung:Verwenden Sie nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol (IPA). Vermeiden Sie aggressive oder unbekannte chemische Reiniger.

Kritischer Hinweis:Die maximale Reflow-Temperatur ist kein Indikator für die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) oder den Schmelzpunkt des Gehäuses. Das Überschreiten der Zeit-/Temperaturgrenzen kann die Kunststofflinse verformen oder zu einem katastrophalen LED-Ausfall führen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

• Trägerband:Bauteile werden auf 13-Zoll-Spulen geliefert. Das Trägerband besteht aus schwarzem leitfähigem Polystyrol-Alloy, 0,40 mm dick.
• Menge pro Spule:1.400 Stück.
• Feuchtigkeitsschutz:Jede Spule ist mit einem Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte in einem Feuchtigkeitssperrbeutel (MBB) verpackt.
• Innenschachtel:Enthält 3 MBBs (insgesamt 4.200 Stück).
• Außenschachtel:Enthält 10 Innenschachteln (insgesamt 42.000 Stück).

7.2 Modellnummerninterpretation

Die Artikelnummer LTL-M12YG1H310U kann als Teil eines familieninternen Codierungssystems interpretiert werden, obwohl der vollständige Aufbau proprietär ist. Sie identifiziert diese spezifische SMT CBI-Variante mit Zweifarben-Gelbgrün/Gelb-Ausgabe.

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Treiberschaltungsdesign

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ein Vorwiderstand in Reihe ist zwingend erforderlich, wenn von einer Spannungsquelle getrieben wird. Der Widerstandswert (R_Reihe) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_Reihe= (V_Versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom das gewünschte Niveau nicht überschreitet. Zum Beispiel, um mit 10mA aus einer 5V-Versorgung zu treiben: R = (5V - 2,5V) / 0,01A = 250 Ω. Ein 270 Ω Standardwiderstand wäre eine sichere Wahl.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (72mW), kann ein ordnungsgemäßes PCB-Layout helfen, die Wärme zu managen. Verbinden Sie die thermischen Pads (falls im Bestückungsbild vorhanden) mit einer Kupferfläche, die als Kühlkörper dient. Vermeiden Sie es, den Anzeiger in der Nähe anderer bedeutender Wärmequellen auf der Platine zu platzieren.

8.3 Optische Integration

Der 40-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen relativ breiten Strahl. Die weiße Streulinse erzeugt ein gleichmäßiges, weiches Leuchten anstelle einer scharfen Punktlichtquelle. Das schwarze Gehäuse verhindert Lichtleitung und verbessert das Erscheinungsbild im ausgeschalteten Zustand. Berücksichtigen Sie diese Faktoren beim Entwurf von Lichtleitern oder Frontplattenausschnitten.

9. Vergleich und Differenzierung

Der LTL-M12YG1H310U bietet spezifische Vorteile in seiner Kategorie:

• Verglichen mit Einfarben-SMT-LEDs:Bietet zwei verschiedene Farben (Gelbgrün und Gelb) in einem Gehäuse, spart PCB-Platz und Montagekosten im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten Einfarben-LEDs für Zweizustands-Anzeigen.
• Verglichen mit Durchsteck-LEDs:Das SMT-Design macht das Bohren von Löchern überflüssig, ermöglicht höherdichte PCB-Layouts und ist mit vollautomatischen Montagelinien kompatibel, was Fertigungskosten und -zeit reduziert.
• Verglichen mit nicht gestreuten LEDs:Die integrierte weiße Streulinse bietet einen gleichmäßigeren und ästhetisch ansprechenderen Lichtpunkt im Vergleich zu LEDs mit klaren Linsen, die einen ausgeprägteren \"Hot Spot\" aufweisen können.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Kann ich diese LED kontinuierlich mit 20mA betreiben?

A1: Der absolute Maximalwert für den Gleichstrom in Durchlassrichtung beträgt 30mA. Während ein Betrieb mit 20mA innerhalb dieser Grenze liegt, müssen Sie die Kurve \"Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom\" konsultieren. Der Anstieg der Lichtausgabe von 10mA auf 20mA kann unterlinear sein, und die erhöhte Verlustleistung (Wärme) könnte die Lebensdauer verringern. Ein Betrieb unter den typischen Testbedingungen von 10mA wird für eine optimale Lebensdauer empfohlen.

F2: Wie steuere ich die beiden Farben unabhängig voneinander?

A2: Das Datenblatt impliziert eine gemeinsame Kathoden- oder gemeinsame Anoden-Konfiguration für die beiden Chips im Gehäuse. Das Schaltbild im Bestückungsbild zeigt die Pinbelegung. Sie benötigen zwei separate Vorwiderstände und Treiberschaltungen (z.B. Mikrocontroller-GPIO-Pins), um jeden Farbkanal unabhängig zu steuern.

F3: Ist die 168-Stunden-Bodenlebensdauer nach Öffnen des Beutels eine strikte Anforderung?

A3: Ja, sie ist entscheidend für die Zuverlässigkeit. Eine Exposition über 168 Stunden hinaus ermöglicht es Feuchtigkeit, in das Kunststoffgehäuse einzudringen. Während des Reflow kann diese Feuchtigkeit schnell verdampfen und interne Delamination oder Rissbildung (\"Popcorning\") verursachen. Wenn überschritten, muss das zwingend vorgeschriebene 48-stündige Trocknen bei 60°C durchgeführt werden.

F4: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A4: Spitzenwellenlänge (λP) ist die physikalische Wellenlänge am höchsten Intensitätspunkt im spektralen Ausgangsdiagramm. Dominante Wellenlänge (λd) ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Diagramm) und repräsentiert die \"Farbe\", die wir tatsächlich sehen. Bei LEDs sind diese Werte oft nahe, aber nicht identisch.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf eines Statuspanels für einen Netzwerkrouter.

Ein Entwickler benötigt Anzeiger für \"Eingeschaltet\" (dauerhaft), \"Systemaktivität\" (blinkend) und \"Ethernet-Verbindung/Aktivität\" (Zweizustand). Er könnte verwenden:

- Eine Einfarben-Grün-LED für \"Eingeschaltet\".

- Eine Einfarben-Bernstein-LED, die für \"Systemaktivität\" blinkt.

- Eine LTL-M12YG1H310U Zweifarben-LED für \"Ethernet\". Sie kann ein dauerhaftes Gelbgrün für eine 100Mbps-Verbindung, ein dauerhaftes Gelb für eine 1Gbps-Verbindung anzeigen und die jeweilige Farbe während der Datenaktivität blinken lassen. Diese Lösung verwendet nur drei Bauteilflächen, um vier verschiedene Zustände zu übermitteln, optimiert den Panelplatz und vereinfacht die Stückliste im Vergleich zur Verwendung von vier separaten Einfarben-LEDs.

12. Einführung in das technische Prinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen mit Löchern und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke der verwendeten Halbleitermaterialien bestimmt (z.B. Galliumarsenidphosphid (GaAsP)-Legierungen für gelbe und gelbgrüne Farben). Die weiße Streulinse enthält Streupartikel, die die Richtung der emittierten Photonen randomisieren und so einen gleichmäßigeren und breiteren Betrachtungswinkel im Vergleich zu einer klaren Linse erzeugen.

13. Branchentrends und Entwicklungen

Der Markt für SMT-Anzeiger entwickelt sich weiter. Trends umfassen:

Miniaturisierung:Entwicklung noch kleinerer Gehäusegrößen (z.B. 0402, 0201 metrisch) für ultrahochdichte Leiterplatten.

Erhöhte Effizienz:Fortlaufende Verbesserungen in epitaktischen Materialien und Chipdesign erzielen höhere Lichtstärke (mcd) bei niedrigeren Treiberströmen und reduzieren den Gesamtsystemstromverbrauch.

Integrierte Lösungen:Zunahme von LEDs mit eingebauten Vorwiderständen oder IC-Treibern (\"Smart LEDs\"), um den Schaltungsentwurf zu vereinfachen.

Farboptionen:Erweiterung der verfügbaren Farben und Mehrfarbenkombinationen (RGB, RGBW) in einzelnen Gehäusen für vielseitigere ästhetische und Statusanzeigeanwendungen.

Der LTL-M12YG1H310U passt in den Trend, Mehrfunktionalität (Zweifarben) in einem standardisierten, zuverlässigen und fertigungsfreundlichen SMT-Gehäuse bereitzustellen.