SMT CBI LED LTL-M11TB1H310U Datenblatt - Blaue LED mit weißer Streuscheibe - 10mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Der LTL-M11TB1H310U ist ein Oberflächenmontage-Bauteil (SMT) für Leiterplatten-Anzeigen (CBI). Er besteht aus einem schwarzen Kunststoffgehäuse im rechten Winkel, das für eine spezifische LED-Lampe ausgelegt ist. Die Hauptfunktion ist die Verwendung als Status- oder Anzeigelampe auf elektronischen Leiterplatten. Die Produktfamilie bietet vielseitige Optionen mit Top-View- oder rechtwinkliger Ausrichtung sowie Konfigurationen in horizontalen oder vertikalen, stapelbaren Arrays für eine einfache Montage.

1.1 Kernvorteile

• Oberflächenmontage-Design:Ermöglicht automatisierte Pick-and-Place-Montage, verbessert Fertigungseffizienz und Konsistenz.
• Verbesserter Kontrast:Das schwarze Gehäusematerial bietet ein hohes Kontrastverhältnis zur leuchtenden LED und verbessert die Sichtbarkeit.
• Energieeffizienz:Charakterisiert durch geringen Stromverbrauch und hohe Lichtausbeute.
• Umweltkonformität:Dies ist ein bleifreies Produkt, das der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) entspricht.
• Optisches Design:Verwendet einen InGaN (Indiumgalliumnitrid) blauen Halbleiterchip in Kombination mit einer weißen Streuscheibe, um das Licht weicher zu streuen und zu verteilen.
• Zuverlässigkeitsprüfung:Die Bauteile werden einer beschleunigten Vorkonditionierung bis JEDEC Feuchtesensitivitätsstufe 3 unterzogen, was auf eine robuste Bauform für typische SMT-Prozesse hinweist.

1.2 Zielanwendungen

Diese Anzeige-LED eignet sich für eine breite Palette gewöhnlicher elektronischer Geräte, einschließlich:

• Computer-Peripheriegeräte und interne Komponenten.
• Kommunikationsgeräte und Netzwerkausrüstung.
• Unterhaltungselektronik.
• Industrielle Steuerungssysteme und Messgeräte.

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 80 mW. Dies ist die gesamte elektrische Leistung, die das Bauteil sicher als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Strom (I_FP):Maximal 100 mA, jedoch nur unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 0,1 ms).
• DC-Vorwärtsstrom (I_F):Maximal 20 mA für Dauerbetrieb. Dies ist der Schlüsselparameter für den Schaltungsentwurf.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Das Bauteil ist für den Betrieb in diesem industriellen Temperaturbereich ausgelegt.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Löttemperatur:Hält 260°C für maximal 5 Sekunden stand, was mit bleifreien Reflow-Lötprofilen kompatibel ist.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C und einem Vorwärtsstrom (I_F) von 10mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):8,7 mcd (Min), 15 mcd (Typ), 38 mcd (Max). Dies ist die wahrgenommene Helligkeit in axialer Richtung. Der auf dem Verpackungsbeutel aufgedruckte Klassifizierungscode entspricht dem tatsächlichen Lichtstärke-Bin.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):40 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt, und definiert die Strahlausbreitung.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):468 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):464 nm (Min), 470 nm (Typ), 476 nm (Max). Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Lichtfarbe definiert, abgeleitet vom CIE-Farbdiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten blauen Lichts an.
• Durchlassspannung (V_F):2,7 V (Min), 3,1 V (Typ), 3,8 V (Max) bei I_F= 10mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED im leitenden Zustand.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.Wichtig:Das Bauteil ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die für Entwicklungsingenieure wesentlich sind. Obwohl die spezifischen Grafiken im Text nicht reproduziert sind, umfassen sie typischerweise:

• I-V (Strom-Spannungs-) Kennlinie:Zeigt die Beziehung zwischen Durchlassspannung und Vorwärtsstrom, entscheidend für die Auswahl des passenden Vorwiderstands.
• Relative Lichtstärke vs. Vorwärtsstrom:Veranschaulicht, wie die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom zunimmt, und hilft, Helligkeit und Effizienz zu optimieren.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die thermische Degradation der Lichtausbeute, was für Hochtemperaturanwendungen kritisch ist.
• Spektrale Verteilung:Eine Grafik, die die relative Leistungsabgabe über die Wellenlängen zeigt, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 468 nm.

Diese Kurven ermöglichen es Entwicklern, das Bauteilverhalten unter nicht standardmäßigen Bedingungen (unterschiedliche Ströme oder Temperaturen) vorherzusagen und sind grundlegend für einen robusten Schaltungsentwurf.

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Abmessungen

Das Bauteil verfügt über ein rechtwinkliges SMT-Gehäuse. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben, Zollwerte in Klammern.
• Es gilt eine allgemeine Toleranz von ±0,25 mm (±0,010\"), sofern nicht anders angegeben.
• Das Gehäusematerial ist schwarzer Kunststoff.
• Die integrierte LED emittiert blaues Licht durch eine weiße Streuscheibe.

4.2 Verpackungsspezifikation

Die Bauteile werden im Tape-and-Reel-Format geliefert, geeignet für die automatisierte Montage.

• Trägerband:Hergestellt aus schwarzem, leitfähigem Polystyrol-Alloy, 0,40 mm ±0,06 mm dick. Der 10-Loch-Rasterabstand hat eine kumulative Toleranz von ±0,20 mm.
• Spulenkapazität:Jede 13-Zoll-Spule enthält 1.400 Stück.
• Kartonverpackung:
  • 1 Spule wird mit einem Trockenmittel und einer Feuchteindikator-Karte in einer Feuchtigkeitssperrbeutel (MBB) verpackt.
  • 3 MBBs werden in einem Innenkarton verpackt (insgesamt 4.200 Stück).
  • 10 Innenkartons werden in einem Außenkarton verpackt (insgesamt 42.000 Stück).

5. Montage- und Anwendungsrichtlinien

5.1 Lagerung und Handhabung

• Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤70 % r.F. Innerhalb eines Jahres nach dem Packdatum verwenden.
• Geöffnete Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤60 % r.F. Die Bauteile sollten innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach dem Öffnen reflow-gelötet werden.
• Verlängerte Lagerung/Trocknung:Wenn die Bauteile länger als 168 Stunden exponiert waren, vor dem Löten mindestens 48 Stunden bei 60°C trocknen (backen), um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und \"Popcorning\" während des Reflow zu verhindern.

5.2 Lötprozess

Reflow-Löten (empfohlen):

• Vorwärmen:150–200°C für maximal 120 Sekunden.
• Spitzentemperatur:Maximal 260°C an den Lötstellen.
• Zeit oberhalb Liquidus:Maximal 5 Sekunden innerhalb der Spitzentemperaturzone.
• Anzahl der Zyklen:Der Reflow-Prozess darf nicht mehr als 2 Mal durchgeführt werden.

Handlöten:Verwenden Sie einen Lötkolben mit maximal 300°C für nicht mehr als 3 Sekunden, nur einmal. Vermeiden Sie mechanische Belastung der Anschlüsse während des Lötens.

Reinigung:Verwenden Sie bei Bedarf alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.

5.3 Treiberschaltungsentwurf

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit bei Verwendung mehrerer LEDs zu gewährleisten:

• Empfohlene Schaltung (A):Verwenden Sie einen separaten Vorwiderstand in Reihe mit jeder LED. Dies kompensiert die natürliche Streuung der Durchlassspannung (V_F) zwischen einzelnen LEDs, stellt sicher, dass jede den gleichen Strom erhält und somit die gleiche Lichtstärke emittiert.
• Nicht empfohlene Schaltung (B):Das parallele Schalten mehrerer LEDs mit einem einzigen gemeinsamen Widerstand wird nicht empfohlen. Kleine Unterschiede in den I-V-Kennlinien jeder LED können zu erheblichen Stromungleichgewichten führen, was zu ungleichmäßiger Helligkeit führt.

5.4 Elektrostatische Entladung (ESD)

Das Bauteil ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Während der Montage und Handhabung müssen Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden, einschließlich der Verwendung von geerdeten Arbeitsplätzen, Handgelenkbändern und leitfähigen Behältern.

6. Designüberlegungen und Anwendungshinweise

6.1 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 80 mW), ist die Einhaltung der Sperrschichttemperaturgrenzen für die Langzeitzuverlässigkeit entscheidend. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte oder thermische Durchkontaktierungen, wenn das Bauteil bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe seinem maximalen Strom betrieben wird.

6.2 Optische Integration

Der 40-Grad-Abstrahlwinkel und die weiße Streuscheibe bieten eine breite, weiche Ausleuchtung, die sich für Frontplattenanzeigen eignet. Das schwarze Gehäuse minimiert Lichtleitung und Streureflexionen und verbessert den Ein-/Aus-Kontrast. Entwickler sollten die Anforderungen an den Betrachtungswinkel der Endmontage bei der Auswahl der Montageausrichtung (wie geliefert, rechtwinklig) berücksichtigen.

6.3 Zuverlässigkeit und Lebensdauer

Der Betrieb innerhalb der absoluten Maximalwerte, insbesondere des DC-Vorwärtsstroms und der Temperaturgrenzen, ist für die Zuverlässigkeit von größter Bedeutung. Die JEDEC-Stufe-3-Vorkonditionierung zeigt, dass das Gehäuse typische Expositionszeiten auf der Werkstattfläche vor dem Reflow aushalten kann, aber die Lager- und Trocknungsrichtlinien nach dem Öffnen müssen befolgt werden, um feuchtigkeitsbedingte Ausfälle zu verhindern.

7. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Welchen Widerstandswert sollte ich verwenden, um diese LED mit 10 mA aus einer 5-V-Versorgung zu betreiben?

A1: Mit dem Ohmschen Gesetz: R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Mit einem typischen V_Fvon 3,1 V: R = (5 V - 3,1 V) / 0,01 A = 190 Ω. Um sicherzustellen, dass der Strom im ungünstigsten Fall (min V_F) den Maximalwert nicht überschreitet, neu berechnen mit V_F(min)=2,7 V: R = (5 V - 2,7 V) / 0,01 A = 230 Ω. Ein Standard-220-Ω-Widerstand ist eine sichere und praktische Wahl, die bei typischem V_F.

etwa 10,5 mA ergibt.

F2: Kann ich diese LED mit höheren Strömen pulsieren, um die Helligkeit zu erhöhen?

A2: Ja, aber streng innerhalb der absoluten Maximalwerte. Sie können sie mit bis zu 100 mA pulsieren, vorausgesetzt das Tastverhältnis ist ≤10 % (z.B. 0,1 ms Puls alle 1 ms) und der zeitliche Mittelwert des Stroms die DC-Nennwerte oder Verlustleistungsgrenzen nicht überschreitet. Die momentane Lichtstärke wird höher sein als bei 10 mA DC.

F3: Der Bereich der dominanten Wellenlänge beträgt 464-476 nm. Wird es einen sichtbaren Farbunterschied zwischen den Bauteilen geben?