LTLMR4TG12DA LED-Lampe Datenblatt - Abmessungen 4,2x4,2x6,9mm - Spannung 2,5-3,5V - Grün 530nm - Deutsche Technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die LTLMR4TG12DA ist eine hochhelle SMD-LED-Lampe für die moderne Elektronikmontage. Sie verfügt über ein diffuses grünes Gehäuse mit einer typischen dominierenden Wellenlänge von 530 nm. Die Baugruppe ist für die Kompatibilität mit Standard-SMT-Montagelinien und industriellen Reflow-Lötprozessen ausgelegt, was sie für die Serienfertigung geeignet macht.

Ihr Kernkonzept zielt darauf ab, ein kontrolliertes, schmales Abstrahlverhalten direkt aus dem Gehäuse zu liefern, wodurch in vielen Anwendungen sekundäre Optiken entfallen. Dies wird durch eine spezifische Linsengeometrie erreicht, die den Lichtaustritt formt. Das Gehäuse besteht aus fortschrittlichen Epoxidharzen mit verbesserter Feuchtigkeitsbeständigkeit und UV-Schutz, was zur Zuverlässigkeit der Komponente in anspruchsvollen Umgebungen beiträgt.

1.1 Hauptmerkmale und Zielmarkt

Die Hauptvorteile dieser LED sind ihre hohe Lichtstärke von bis zu 45.000 mcd unter Standardtestbedingungen, gepaart mit geringem Stromverbrauch und hoher elektrisch-optischer Effizienz. Das Bauteil ist vollständig umweltkonform: bleifrei, halogenfrei und RoHS-konform.

Ihr typischer Abstrahlwinkel von 25° macht sie besonders geeignet für Anwendungen, die gerichtete Beleuchtung oder Lesbarkeit aus bestimmten Winkeln erfordern. Die primären Zielmärkte sind professionelle Beschilderungs- und Anzeigesysteme. Dazu gehören Videobotschaftstafeln, großformatige Verkehrsschilder und verschiedene Formen von Informationsanzeigen, bei denen hohe Helligkeit und gute Sichtbarkeit entscheidend sind.

2. Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Aufschlüsselung der wichtigsten Leistungsparameter des Bauteils gemäß Datenblatt.

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil hat definierte Grenzwerte, die nicht überschritten werden dürfen, um einen zuverlässigen Betrieb und Schäden zu verhindern. Die maximale Verlustleistung beträgt 105 mW bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (IF) beträgt 30 mA. Für gepulsten Betrieb ist ein Spitzenstrom von 100 mA unter spezifischen Bedingungen zulässig: Tastverhältnis ≤1/10 und Pulsbreite ≤10µs. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, der Lagerbereich zwischen -40°C und +100°C. Ein kritischer Parameter für die Montage ist die Reflow-Lötbedingung, die mit maximal 260°C für 10 Sekunden spezifiziert ist.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Unter Standardtestbedingungen (TA=25°C, IF=20mA) zeigt das Bauteil folgende typische Leistung. Die Lichtstärke (Iv) variiert stark von mindestens 21.000 mcd bis maximal 45.000 mcd, wobei der genaue Wert durch den Bincode des Produkts bestimmt wird (siehe Abschnitt 4). Die Durchlassspannung (VF) liegt typischerweise zwischen 2,5 V und 3,5 V. Der Sperrstrom (IR) ist sehr niedrig, maximal 10 µA bei einer Sperrspannung (VR) von 5 V. Wichtig: Die LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Test dient nur der Charakterisierung.

Die wichtigsten optischen Parameter definieren Farbe und Strahlprofil. Die dominante Wellenlänge (λd) liegt zwischen 527 nm und 535 nm, was sie klar im grünen Spektralbereich verortet. Die Spitzenemissionswellenlänge (λP) liegt typisch bei etwa 520 nm. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt ca. 30 nm und gibt Aufschluss über die spektrale Reinheit des emittierten Lichts. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), definiert als der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte des Achswerts abfällt, beträgt typisch 25°, mindestens jedoch 20°.

3. Spezifikation des Binningsystems

Um Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden die LEDs anhand wichtiger Leistungsparameter in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile mit spezifischen Anforderungen an Helligkeit und Farbe auszuwählen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird bei IF=20mA in drei Haupt-Bins klassifiziert:

• Bin-Code 2:Minimum 21.000 mcd, Maximum 27.000 mcd.
• Bin-Code 3:Minimum 27.000 mcd, Maximum 35.000 mcd.
• Bin-Code 4:Minimum 35.000 mcd, Maximum 45.000 mcd.

Bei Prüfung und Verifizierung wird eine Toleranz von ±15 % auf die Grenzen jedes Bins angewendet.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge, die die Farbe der LED wahrnehmbar definiert, wird ebenfalls gebinnt:

• Bin-Code G3:Minimum 527 nm, Maximum 531 nm.
• Bin-Code G4:Minimum 531 nm, Maximum 535 nm.

Die Toleranz für jede Wellenlängen-Bingrenze beträgt ±1 nm, was eine enge Farbkontrolle gewährleistet.

4. Analyse der Kennlinien

Während die spezifischen grafischen Daten im Datenblatt referenziert sind, würden die typischen Kennlinien für ein solches Bauteil wichtige Zusammenhänge veranschaulichen. DieStrom-Spannungs-Kennlinie (I-V-Kurve)würde die für eine Diode charakteristische exponentielle Beziehung zeigen, wobei die Durchlassspannung mit dem Strom ansteigt. DieLichtstärke-Durchlassstrom-Kennlinie (I-L-Kurve)ist im Arbeitsbereich typischerweise linear oder leicht sublinear und zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Treiberstrom skaliert. DieLichtstärke-Umgebungstemperatur-Kennlinieist für das thermische Management entscheidend, da die LED-Leistung im Allgemeinen mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt. Das Verständnis dieser Zusammenhänge ist für den Entwurf stabiler und effizienter Treiberschaltungen wesentlich.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen und Polarität

Das Bauteil hat einen kompakten SMD-Fußabdruck. Die Hauptgehäuseabmessungen betragen etwa 4,2 mm in Länge und Breite bei einer Gesamthöhe von 6,9 mm. Die Anschlüsse haben einen Abstand von 3,65 mm an der Austrittsstelle aus dem Gehäuse. Die Polarität ist klar gekennzeichnet: P1 und P3 sind die Anodenanschlüsse, P2 ist die Kathode. Ein wichtiger mechanischer Hinweis besagt, dass etwaiges unter dem Flansch hervorstehendes Harz eine Höhe von 1,0 mm nicht überschreiten darf, was für den korrekten Sitz auf der Leiterplatte während der Montage wichtig ist.

5.2 Überlegungen zum Gehäusedesign

Das ovale Linsendesign ist entscheidend für die Erzielung des spezifizierten 25°-Abstrahlwinkels ohne externe Optik. Das diffuse Gehäusematerial hilft, den Lichtaustritt zu homogenisieren, reduziert Hotspots und sorgt für ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild, was bei Beschilderungsanwendungen erwünscht ist. Die verwendeten Materialien bieten eine gute Balance aus optischer Leistung, mechanischer Festigkeit und Umweltschutz.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Sachgemäße Handhabung und Montage sind entscheidend für die Erzielung der spezifizierten Leistung und Zuverlässigkeit.

6.1 Feuchtigkeitssensitivität und Lagerung

Diese Komponente ist gemäß JEDEC-Standard J-STD-020 als Feuchtigkeitssensitivitätsstufe 3 (MSL3) klassifiziert. LEDs in einer ungeöffneten, werksversiegelten Feuchtigkeitsschutzbeutel (MBB) können bis zu 12 Monate bei maximal 30°C und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH) gelagert werden. Nach dem Öffnen des MBB müssen die Bauteile in einer Umgebung von<30°C und<60 % RH aufbewahrt werden. Die gesamte "Floor Life" – die Zeit vom Öffnen der Verpackung bis zum Abschluss des Hochtemperatur-Lötprozesses – darf 168 Stunden (7 Tage) nicht überschreiten. Werden diese Bedingungen überschritten oder zeigt die beiliegende Feuchtigkeitsindikatorkarte >10 % RH an, ist ein Trocknen erforderlich. Die empfohlene Trocknungsbedingung ist 60°C ±5°C für 20 Stunden, und dies sollte nur einmal durchgeführt werden.

6.2 Lötparameter

Es werden zwei Lötverfahren behandelt:Reflow-Löten:Ein bleifreies Reflow-Profil wird empfohlen. Die Spitzentemperatur (Tp) darf 260°C nicht überschreiten, und die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (TL=217°C) sollte zwischen 60 und 150 Sekunden liegen. Die Zeit innerhalb von 5°C der Spitzentemperatur sollte maximal 30 Sekunden betragen. Das Bauteil kann unter diesen Bedingungen maximal zwei Reflow-Zyklen verkraften.Handlöten (Lötkolben):Falls manuelles Löten erforderlich ist, sollte die Lötspitzentemperatur 315°C nicht überschreiten und die Kontaktzeit pro Anschluss auf maximal 3 Sekunden begrenzt werden. Dies sollte nur einmal durchgeführt werden.

6.3 Reinigung

Falls eine Nachlötreinigung erforderlich ist, sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropanol (IPA) verwendet werden. Aggressive chemische Reiniger sind zu vermeiden, da sie die Epoxidlinse oder Gehäusemarkierungen beschädigen können.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Trägerband- und Spulenspezifikationen

Die Bauteile werden auf geprägtem Trägerband für die automatisierte Bestückung geliefert. Die Bandbreite beträgt 16,0 mm. Jede Spule enthält 1.000 Stück der LED. Detaillierte Abmessungen für die Taschen und das Deckband sind angegeben, um die Kompatibilität mit Zuführsystemen sicherzustellen.

7.2 Kartonverpackung

Die Verpackung ist zum Schutz und für die Logistik hierarchisch aufgebaut. Eine Spule wird mit einem Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte in einem einzelnen Feuchtigkeitsschutzbeutel (MBB) verpackt. Drei solcher MBBs werden dann in einen Innenkarton gepackt, insgesamt 3.000 Stück. Schließlich werden zehn Innenkartons in einen Master-Außenkarton gepackt, was insgesamt 30.000 Stück pro Außenkarton ergibt.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Die Hauptanwendung dieser LED liegt in verschiedenen Formen der Beschilderung. Ihre hohe Helligkeit und der schmale Abstrahlwinkel machen sie ideal für:

- Videobotschaftstafeln:Große Outdoor- oder Indoor-Displays, bei denen einzelne Pixel eine kontrollierte Richtcharakteristik benötigen.

- Verkehrsschilder:Wechselverkehrszeichen auf Autobahnen, bei denen hohe Sichtbarkeit und Zuverlässigkeit entscheidend sind.

- Informationsanzeigen:Anzeigen an Flughäfen, Bahnhöfen oder öffentlichen Veranstaltungsorten.

8.2 Designüberlegungen

Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (max. 105 mW), ist ein geeigneter Leiterplattenlayout essenziell. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche um die Lötpads, die als Kühlkörper wirkt, insbesondere bei Betrieb mit oder nahe dem Maximalstrom. Die Entlastungskennlinie spezifiziert eine Reduzierung von 0,5 mA pro Grad Celsius über 45°C Umgebungstemperatur.

Stromtreibung:Betreiben Sie die LED immer mit einer Konstantstromquelle, nicht mit einer Konstantspannung. Der empfohlene Betriebsstrom beträgt 20 mA. Das Überschreiten der absoluten Maximalwerte, selbst kurzzeitig, kann die Lebensdauer erheblich verkürzen oder sofortigen Ausfall verursachen.

Optische Integration:Der 25°-Abstrahlwinkel ist dem Gehäuse inhärent. Für Anwendungen, die ein anderes Strahlprofil erfordern, sind sekundäre Optiken (Linsen oder Reflektoren) notwendig. Die diffuse Linse unterstützt die Farbmischung, wenn mehrere LEDs in engem Abstand verwendet werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-SMD-LEDs (wie 3528- oder 5050-Gehäuse) oder PLCC-LEDs bietet dieses Bauteil einen entscheidenden Vorteil: einen eingebauten, kontrollierten schmalen Abstrahlwinkel. Standard-SMD-LEDs haben oft breite Abstrahlwinkel (120° oder mehr), was zusätzliche externe Linsen zur Kollimation des Lichts für Beschilderung erfordert und Kosten sowie Komplexität erhöht. Diese Lampe integriert diese Funktion und kann so das Endproduktdesign vereinfachen. Ihre hohe Lichtstärke in einem kompakten Gehäuse bietet bei Bedarf an gerichtetem Licht auch eine bessere Lumen-pro-Fläche-Dichte als viele Alternativen mit breiterem Winkel.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

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

A: Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die einzelne Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung am höchsten ist. Die dominante Wellenlänge (λd) wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die wahrgenommene Farbe des Lichts; es ist die einzelne Wellenlänge, die dem Farbeindruck entspricht. Bei monochromatischen LEDs wie dieser grünen liegen sie oft nahe beieinander, sind aber nicht identisch.

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 30 mA betreiben?

A: Obwohl 30 mA der absolute maximale DC-Durchlassstrom ist, ist dies nicht der empfohlene Betriebszustand. Der Betrieb am Maximalwert erzeugt mehr Wärme, verringert die Effizienz und kann die Lebensdauer der LED verkürzen. Die Standardtestbedingung und der typische Anwendungsstrom betragen 20 mA.

F: Warum sind die MSL3-Einstufung und der Trocknungsprozess wichtig?

A: In das Kunststoffgehäuse eingedrungene Feuchtigkeit kann während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses schnell verdampfen und zu innerer Delamination, Rissen oder "Popcorning" führen. Dies kann zu sofortigem Ausfall oder latenten Zuverlässigkeitsproblemen führen. Die Einhaltung der MSL-Handhabungsvorschriften verhindert diese Schäden.

F: Wie interpretiere ich die Bincodes bei der Bestellung?

A: Sie sollten sowohl den Lichtstärke-Bin (z.B. Bin 3) als auch den dominanten Wellenlängen-Bin (z.B. Bin G3) basierend auf den Anforderungen Ihrer Anwendung an Helligkeit und Farbkonstanz angeben. Dies stellt sicher, dass Sie LEDs mit einer Leistung innerhalb eines definierten, engen Fensters erhalten.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Betrachten Sie ein Design für eine mittelgroße Outdoor-Wechselverkehrsanzeige für ein Parkhaus. Die Anzeige muss bei Tageslicht aus der Entfernung und unter einem bestimmten Annäherungswinkel klar lesbar sein. Die Verwendung der LTLMR4TG12DA in Bin 4 für höchste Helligkeit und Bin G3 für konsistente grüne Farbe wäre eine geeignete Wahl. Der 25°-Abstrahlwinkel stellt sicher, dass das Licht auf die Fahrer gerichtet ist, ohne übermäßige Streuung, was den Kontrast verbessert. Der Entwickler würde eine Leiterplattenanordnung dieser LEDs entwerfen, angetrieben von Konstantstrom-Treiber-ICs. Ein sorgfältiges thermisches Design auf der Metallkern-Leiterplatte würde die Wärme abführen, und die MSL3-Handhabungsvorschriften würden während der Montage strikt eingehalten, um langfristige Zuverlässigkeit in einer Outdoor-Umgebung mit Temperaturschwankungen zu gewährleisten.

12. Funktionsprinzip

Das Bauteil arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleitermaterial. Wird eine Durchlassspannung zwischen Anode und Kathode angelegt, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiterchips injiziert, der für die grüne Emission aus Indiumgalliumnitrid (InGaN) besteht. Diese Ladungsträger rekombinieren und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Schichten bestimmt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts – in diesem Fall zentriert um 530 nm (grün). Das Epoxidgehäuse verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz und enthält eine Linse, um den Lichtaustritt in das gewünschte 25°-Strahlprofil zu formen.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie für Beschilderung und professionelle Beleuchtung geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbkonstanz und -wiedergabe sowie größerer Zuverlässigkeit. Auch die Gehäusetechnologie entwickelt sich weiter, um höhere Leistungsdichte und besseres thermisches Management zu ermöglichen. Für Anwendungen mit schmalem Winkel wie Beschilderung liegt der Fokus darauf, eine präzise Strahlkontrolle direkt aus dem Gehäuse mit hoher optischer Effizienz zu erreichen, wodurch der Bedarf und die Verluste durch sekundäre Optiken reduziert werden. Umweltkonformität und der Einsatz nachhaltiger Materialien in der Verpackung sind ebenfalls zunehmend wichtige Branchentreiber.