LTLMR4EW2DA LED-Lampe Datenblatt - Größe 4,2x4,2x6,9mm - Spannung 1,8-2,4V - Leistung 120mW - Rot 624nm - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTLMR4EW2DA ist eine hochhelle SMD-LED-Lampe für die moderne Elektronikmontage. Sie nutzt einen roten AllnGaP-Chip mit einer Spitzenemissionswellenlänge von 630nm in einem diffusen Gehäuse. Ihr primäres Designziel ist die Bereitstellung intensiver, fokussierter Beleuchtung für Anwendungen, die klare Sichtbarkeit ohne zusätzliche Sekundäroptik erfordern.

Die Kernvorteile dieser Bauteile sind ihre hohe Lichtstärke von bis zu 12000 mcd bei einem Standard-Strom von 20mA und ihr geringer Stromverbrauch. Das Gehäuse ist mit fortschrittlicher Epoxidharz-Technologie konstruiert, die eine überlegene Feuchtigkeitsbeständigkeit und UV-Schutz bietet und so die Zuverlässigkeit für den Innen- und Außeneinsatz erhöht. Es entspricht vollständig den umweltfreundlichen Standards für bleifrei, halogenfrei und RoHS.

Der Zielmarkt umfasst ein breites Spektrum an Beschilderungs- und Displayanwendungen. Ihr enger, kontrollierter Abstrahlwinkel von typisch 25° macht sie besonders geeignet für Videotextanzeigen, Verkehrsschilder und verschiedene Informationsanzeigetafeln, bei denen gerichtetes Licht und hoher Kontrast entscheidend sind.

2. Technische Parameteranalyse

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer ein dauerhafter Schaden an der LED auftreten kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):120 mW. Dies ist die maximale Leistung, die das Bauteil bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C als Wärme abführen kann.
• DC-Durchlassstrom (IF):50 mA. Der maximal zulässige kontinuierliche Durchlassstrom.
• Spitzen-Durchlassstrom:120 mA. Dieser ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10µs).
• Derating:Der DC-Durchlassstrom muss linear um 0,75 mA pro Grad Celsius über einer Umgebungstemperatur von 45°C reduziert werden, um Überhitzung zu verhindern.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für zuverlässigen Betrieb.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.
• Reflow-Lötbedingung:Hält einer Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden stand, kompatibel mit Standard-Bleifrei-Reflow-Prozessen.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei TA=25°C und IF=20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben, und repräsentieren typische Leistungswerte.

• Lichtstärke (Iv):Liegt im Bereich von 7200 mcd (Minimum) bis 12000 mcd (Maximum), mit einem angegebenen typischen Wert. Eine Toleranz von ±15% wird auf die Bin-Grenzen bei der Prüfung angewendet.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Typisch 25°, im Bereich von 20° bis 30°. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt und definiert die Strahlausbreitung.
• Spitzenemissionswellenlänge (λP):Typisch 630 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):Zwischen 618 nm und 630 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe als Rot definiert.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Typisch 15 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit oder Farbsättigung des emittierten Lichts an.
• Flussspannung (VF):Zwischen 1,8V und 2,4V bei 20mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED im Betrieb.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 µA bei einer Sperrspannung (VR) von 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur zur Leckstromprüfung.

3. Binning-System Spezifikation

Die LEDs werden basierend auf Schlüssel-Leistungsparametern in Bins sortiert, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Bins werden durch minimale und maximale Lichtstärkewerte bei IF=20mA definiert.

• Bin-Code X:7200 mcd (Min) bis 9300 mcd (Max).
• Bin-Code Y:9300 mcd (Min) bis 12000 mcd (Max).
• Eine Toleranz von ±15% wird auf jede Bin-Grenze während der Prüfung angewendet.

3.2 Binning der Flussspannung

Bins werden durch Flussspannungsbereiche bei IF=20mA definiert.

• Bin-Code 1A:1,8V (Min) bis 2,0V (Max).
• Bin-Code 2A:2,0V (Min) bis 2,2V (Max).
• Bin-Code 3A:2,2V (Min) bis 2,4V (Max).
• Eine Toleranz von ±0,1V wird auf jede Bin-Grenze angewendet.

4. Analyse der Kennlinien

Während spezifische grafische Daten im Datenblatt referenziert werden, können die typischen Zusammenhänge beschrieben werden:

• IV-Kennlinie (Strom vs. Spannung):Die Flussspannung (VF) zeigt einen logarithmischen Anstieg mit dem Durchlassstrom (IF). Der Betrieb bei den empfohlenen 20mA gewährleistet optimale Effizienz und Langlebigkeit und vermeidet die übermäßige Wärmeentwicklung bei höheren Strömen nahe dem Maximalwert.
• Temperaturabhängigkeit:Die Lichtstärke nimmt typischerweise mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Die Derating-Spezifikation für den Durchlassstrom (0,75 mA/°C über 45°C) ist eine direkte Maßnahme, um diesen thermischen Effekt zu steuern und die Leistung aufrechtzuerhalten.
• Spektrale Verteilung:Das Emissionsspektrum ist um 630nm (Spitze) zentriert mit einer relativ schmalen Halbwertsbreite von 15nm, charakteristisch für AllnGaP-Material, was zu einer gesättigten roten Farbe führt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Die LED verfügt über ein SMD-Gehäuse mit einer runden oder ovalen Linse. Wichtige Abmessungen sind:

• Gehäusekörpergröße: 4,2mm ±0,2mm in Länge und Breite.
• Gesamthöhe: 6,9mm ±0,5mm.
• Anschlussabstand: 3,65mm ±0,2mm (gemessen dort, wo die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten).
• Ein maximaler Harzüberstand von 1,0mm unter dem Flansch ist spezifiziert.
• Alle Abmessungen beinhalten eine Standardtoleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Das Bauteil hat drei Anschlüsse (P1, P2, P3). P1 und P3 sind als Anode (+) und P2 als Kathode (-) gekennzeichnet. Die korrekte Polarisierungsausrichtung während des PCB-Layouts und der Montage ist entscheidend.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lagerung und Handhabung

Diese Komponente ist gemäß JEDEC J-STD-020 als Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL) 3 klassifiziert.

• Ungeöffnete Feuchtigkeitsschutzbeutel können bis zu 12 Monate bei <30°C und 90% r.F. gelagert werden.
• Nach dem Öffnen des Beutels müssen die Komponenten bei <30°C und 60% r.F. gelagert und innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) gelötet werden.
• Ein Trocknen bei 60°C ±5°C für 20 Stunden ist erforderlich, wenn die Feuchtigkeitsindikatorkarte >10% r.F. anzeigt, die Verweilzeit 168 Stunden überschreitet oder eine Exposition gegenüber >30°C/60% r.F. erfolgt ist. Das Trocknen sollte nur einmal durchgeführt werden.
• Während der Handhabung sind geeignete ESD-Schutzmaßnahmen (Elektrostatische Entladung) zu treffen.

6.2 Lötprozess

Die LED ist mit Standard-Bleifrei-Reflow-Lötprofilen kompatibel.

• Reflow-Profil:Die Spitzentemperatur (Tp) sollte 260°C nicht überschreiten. Die Zeit über 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.
• Handlöten:Falls erforderlich, kann ein Lötkolben mit einer maximalen Temperatur von 315°C verwendet werden, jedoch nicht länger als 3 Sekunden pro Anschluss und nur einmalig.
• Reinigung:Isopropylalkohol oder ähnliche alkoholbasierte Lösungsmittel werden für die Reinigung nach dem Löten empfohlen, falls erforderlich.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs werden auf einer geprägten Trägerbahn für die automatische Bestückung geliefert.

• Trägerbahn:Die Breite beträgt 16,0mm ±0,3mm. Der Taschenabstand beträgt 8,0mm ±0,1mm.
• Rolle:Jede Rolle enthält 1.000 Stück LEDs.
• Feuchtigkeitsschutz:Jede Rolle ist mit einem Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsindikatorkarte in einem Feuchtigkeitsschutzbeutel verpackt.
• Kartonverpackung:3 Rollen (3.000 Stück) werden pro Innenkarton verpackt. 10 Innenkartons (insgesamt 30.000 Stück) werden pro Außenversandkarton verpackt.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Videotextanzeigen:Ideal für pixelierte Displays aufgrund hoher Helligkeit und engen Strahlwinkels.
• Verkehrsschilder & -signale:Geeignet für Zusatzbeleuchtung oder Statusanzeigen, die hohe Sichtbarkeit und Zuverlässigkeit erfordern.
• Informationsanzeigetafeln:Verwendung in öffentlichen Verkehrsinformationssystemen, Einzelhandel-Werbetafeln und industriellen Statusanzeigen.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Immer einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand oder eine Konstantstromquelle verwenden, um den Durchlassstrom für den Dauerbetrieb bei oder unter den empfohlenen 20mA zu halten.
• Wärmemanagement:Ausreichende PCB-Kupferfläche oder Wärmeleitungen zur Wärmeableitung sicherstellen, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder nahe den Maximalwerten. Die Strom-Derating-Kurve über 45°C einhalten.
• Optisches Design:Der 25° Abstrahlwinkel liefert gerichtetes Licht. Für breitere Ausleuchtung können mehrere LEDs oder Diffusorplatten erforderlich sein.
• Polaritätsprüfung:Überprüfen, ob der PCB-Footprint der Anoden/Kathoden-Konfiguration entspricht (P1/P3 = Anode, P2 = Kathode), um eine Verpolung zu verhindern.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-SMD- (z.B. 0603, 0805) oder PLCC-Gehäuse-LEDs bietet die LTLMR4EW2DA deutliche Vorteile für Beschilderungsanwendungen:

• Höhere Lichtstärke:Liefert eine deutlich höhere mcd-Leistung in einem kompakten Gehäuse und reduziert so die Anzahl der benötigten LEDs für eine bestimmte Helligkeitsstufe.
• Integrierte Strahlkontrolle:Die geformte Linse bietet einen konsistenten 25° Abstrahlwinkel ohne zusätzliche Sekundäroptik, vereinfacht das mechanische Design und reduziert die Montagekosten.
• Verbesserte Umweltrobustheit:Die fortschrittliche Epoxidharz-Formulierung bietet im Vergleich zu Standard-LED-Gehäusen eine bessere Feuchtigkeits- und UV-Beständigkeit und verbessert die Langlebigkeit im Außenbereich oder in rauen Umgebungen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A1: Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Die dominante Wellenlänge (λd) ist ein berechneter Wert basierend auf der Empfindlichkeit des menschlichen Auges (CIE-Kurve), der die wahrgenommene Farbe definiert. Für diese rote LED liegen sie sehr nahe beieinander (630nm vs. 618-630nm).

F2: Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung ohne Widerstand betreiben?

A2: Nein. Die Flussspannung beträgt nur 1,8-2,4V. Ein direkter Anschluss an 3,3V würde einen übermäßigen Strom verursachen, der den Maximalwert überschreitet und die LED zerstört. Ein Strombegrenzungswiderstand oder Regler ist zwingend erforderlich.

F3: Was bedeutet MSL 3 für meinen Produktionsprozess?

A3: MSL 3 bedeutet, dass die Komponenten feuchtigkeitsempfindlich sind. Nach dem Entnehmen aus dem versiegelten Beutel haben Sie 168 Stunden (1 Woche) unter Werksbedingungen (<30°C/60% r.F.) Zeit, um den Reflow-Lötprozess abzuschließen. Wird diese Zeit überschritten, müssen die Komponenten vor der Verwendung getrocknet werden, um "Popcorning"-Schäden während des Lötens zu verhindern.

F4: Wie wird der Abstrahlwinkel gemessen und spezifiziert?

A4: Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke mindestens die Hälfte der direkt auf der Achse (0°) gemessenen Intensität beträgt. Ein typischer Winkel von 25° bedeutet, dass das Licht innerhalb eines relativ engen Kegels konzentriert ist, was ideal für gerichtete Beleuchtungsanwendungen ist.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fallbeispiel: Entwurf eines kompakten Statusanzeigepanels

Ein Ingenieur entwirft ein Bedienpanel für Industrieanlagen, das mehrere hochsichtbare rote Statusanzeigen benötigt. Der Platz ist begrenzt und die Anzeigen müssen unter hellem Umgebungslicht sichtbar sein. Die LTLMR4EW2DA wird ausgewählt, da ihre hohe Lichtstärke (bis zu 12000 mcd) die Sichtbarkeit gewährleistet. Der enge 25° Abstrahlwinkel bedeutet, dass kein Licht auf Bereiche außerhalb der direkten Sichtlinie des Bedieners verschwendet wird. Das SMD-Gehäuse ermöglicht die automatische PCB-Bestückung und senkt die Kosten. Der Designer setzt eine einfache Schaltung mit einer 5V-Versorgung, einem für ~18mA berechneten Strombegrenzungswiderstand (mit einem Sicherheitsabstand unter 20mA) um und befolgt die MSL3-Handhabungsrichtlinien, um die Ausbeute sicherzustellen. Die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Epoxidharzes gewährleistet die Zuverlässigkeit in der potenziell feuchten Industrieumgebung.

12. Einführung in das technische Prinzip

Die LTLMR4EW2DA basiert auf einem Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AllnGaP)-Halbleiterchip. Wird eine Flussspannung an den p-n-Übergang angelegt, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AllnGaP-Schichten bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall im roten Spektrum (~624-630nm). Das diffuse Linsenverkapselungsmaterial ist mit Streupartikeln dotiert, um die Lichtextraktion vom Chip zu verbessern und ein gleichmäßigeres, weniger blendendes Erscheinungsbild im Vergleich zu einer klaren Linse zu erzeugen, während die Gehäuseform den endgültigen Strahlwinkel kontrolliert.

13. Branchentrends und Entwicklung

Der Trend bei Anzeige- und Beschilderungs-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen oder Candela pro Watt), verbesserter Zuverlässigkeit und kleinerer Bauformen. Es wird auch zunehmend Wert auf eine direkte Integration präziser optischer Kontrolle in das Gehäuse gelegt, wie bei diesem Bauteil mit definiertem Abstrahlwinkel, um das Endproduktdesign zu vereinfachen. Umweltvorschriften treiben weiterhin die Eliminierung gefährlicher Stoffe voran, wodurch RoHS-, bleifreie und halogenfreie Konformität zum Standard wird. Darüber hinaus zielen Fortschritte bei Verkapselungsmaterialien darauf ab, die Beständigkeit gegen Temperaturwechsel, Feuchtigkeit und UV-Strahlung zu verbessern und so die Produktlebensdauer zu verlängern, insbesondere für Außenanwendungen, auf die diese LED abzielt.