LTLMH4T BR7DA LED-Lampe Datenblatt - Abmessungen 4,2x4,2x6,2mm - Spannung 2,9V - Leistung 85mW - Blau 470nm - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTLMH4T BR7DA ist eine hochhelle Oberflächenmontage-LED-Lampe für anspruchsvolle Beleuchtungsanwendungen. Diese Bauteil nutzt fortschrittliche InGaN-Halbleitertechnologie zur Erzeugung von blauem Licht mit einer dominanten Wellenlänge von 470nm. Eingekapselt in einem diffundierenden blauen Epoxidharzgehäuse ist sie für herausragende Leistung in Schildanwendungen konzipiert und bietet ein kontrolliertes Abstrahlverhalten ohne zusätzliche Sekundäroptik. Ihr SMD-Formfaktor gewährleistet Kompatibilität mit standardisierten, hochvolumigen SMT-Montagelinien und industriellen Reflow-Lötprozessen.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre hohe Lichtstärke von bis zu 2850 Millicandela (mcd) bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch für hohe Effizienz. Das Gehäuse besteht aus fortschrittlichen Epoxidmaterialien mit ausgezeichneter Feuchtigkeitsbeständigkeit und UV-Schutz, was die Zuverlässigkeit für Innen- und Außeneinsatz erhöht. Zudem erfüllt das Produkt Umweltstandards, ist bleifrei, halogenfrei und RoHS-konform.

Der Zielmarkt für dieses Bauteil ist primär die professionelle Beschilderungsindustrie. Typische Anwendungen sind Videotextschilder, Verkehrsschilder und verschiedene Formen von Nachrichtendisplays, bei denen konstante, helle und zuverlässige Beleuchtung entscheidend ist. Das LED-Design ist besonders für Anwendungen geeignet, die ein gleichmäßiges Abstrahlverhalten und kontrollierte Betrachtungswinkel erfordern.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden an der LED führen kann. Diese Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C. Die maximale Verlustleistung beträgt 85 mW. Das Bauteil kann einen Spitzenstrom von 100 mA verkraften, jedoch nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von ≤10% und einer Pulsbreite von maximal 10 Millisekunden. Der zulässige Dauerstrom ist konservativer mit 25 mA. Für sicheren Betrieb bei höheren Temperaturen gilt ab 45°C ein linearer Derating-Faktor von 0,62 mA pro Grad Celsius. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, der Lagertemperaturbereich erstreckt sich bis +100°C. Kritisch für die Montage: Die LED hält einem Reflow-Lötprofil mit einer Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden stand.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Die elektrischen und optischen Kennwerte sind die zentralen Leistungsparameter unter Normalbedingungen, ebenfalls spezifiziert bei TA=25°C.

• Lichtstärke (Iv):Gemessen bei einem Durchlassstrom (IF) von 20mA beträgt die Lichtstärke typischerweise 1600 mcd, mit einem Minimum von 1000 mcd und einem Maximum von 2850 mcd. Die Iv-Klassifizierung ist auf der Verpackungstüte markiert, und Garantietests schließen eine Toleranz von ±15% ein.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2):Das Bauteil weist einen typischen Betrachtungswinkel von 70/45 Grad auf. Dieser Parameter, definiert als der Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt, zeigt ein mäßig fokussiertes Strahlprofil, das für gerichtete Beleuchtung geeignet ist.
• Wellenlänge:Die Spitzenemissionswellenlänge (λP) beträgt typisch 461 nm. Die dominante Wellenlänge (λd), die die wahrgenommene Farbe definiert, liegt im Bereich von 465 nm bis 475 nm, mit einem typischen Wert von 470 nm (blau). Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt typisch 23 nm.
• Durchlassspannung (VF):Bei IF=20mA fällt die Durchlassspannung typischerweise auf 2,9V, mit einem Bereich von 2,5V bis 3,5V. Dieser Parameter ist entscheidend für die Treiberschaltungsauslegung.
• Sperrstrom (IR):Der maximale Sperrstrom beträgt 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V. Wichtig: Dieses Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Spezifikation des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonstanz in Produktionsanwendungen sicherzustellen, werden die LEDs anhand zentraler Parameter in Bins sortiert.

3.1 Lichtstärke-Binning

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20mA in vier Intensitäts-Bins (BQ, BR, BS, BT) klassifiziert. Die Bin-Grenzen sind: BQ (1000-1300 mcd), BR (1300-1700 mcd), BS (1700-2200 mcd) und BT (2200-2850 mcd). Auf jede Bin-Grenze gilt eine Toleranz von ±15%.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Für Farbkonstanz wird die dominante Wellenlänge in zwei Codes unterteilt: B1 (465-470 nm) und B2 (470-475 nm). Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±1 nm. Die Artikelnummer LTLMH4T BR7DA zeigt eine spezifische Kombination dieser Bins an (z.B. 'BR' für die Intensität und '7D', was wahrscheinlich dem Wellenlängen-Bin entspricht, obwohl die genaue Codierung in der Artikelnummer im vorliegenden Auszug nicht vollständig detailliert ist).

4. Analyse der Leistungskurven

Während die spezifischen grafischen Kurven im Textauszug nicht detailliert sind, würden typische Leistungskurven für solche LEDs umfassen:

• IV-Kurve (Strom vs. Spannung):Diese Kurve zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Durchlassspannung und Durchlassstrom. Sie ist essenziell für die Bestimmung des Arbeitspunkts und thermischer Effekte auf den Spannungsabfall.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Dieses Diagramm zeigt typischerweise einen nahezu linearen Zusammenhang zwischen Treiberstrom und Lichtausbeute innerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs und hebt die Effizienz des Bauteils hervor.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Diese Kurve demonstriert den thermischen Quenching-Effekt, bei dem die Lichtausbeute mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt. Das Verständnis hierfür ist für das thermische Management in der Endanwendung entscheidend.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge zeigt das Maximum bei ~461nm und die spektrale Breite, welche die Farbreinheit beeinflusst.

Entwickler sollten diese Kurven konsultieren, um die Treiberbedingungen und Kühlung für eine konsistente Leistung über die Lebensdauer des Produkts zu optimieren.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Die LED hat ein kompaktes, rechteckiges SMD-Gehäuse. Wichtige Abmessungen sind eine Bauteilgröße von etwa 4,2mm (±0,2mm) in Länge und Breite. Die Gesamthöhe inklusive Linse beträgt 6,2mm (±0,5mm). Das Gehäuse verfügt über einen Flansch für mechanische Stabilität während der Platzierung. Die Toleranz für die meisten Abmessungen beträgt ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Lötflächen-Design und Polaritätskennzeichnung

Das Bauteil hat drei elektrische Anschlüsse (P1, P2, P3). P1 und P3 sind die Anodenanschlüsse (+), während P2 der Kathodenanschluss (-) ist. Diese Konfiguration kann für verbesserte Stromverteilung oder thermisches Management genutzt werden. Das empfohlene Lötflächenmuster auf der Leiterplatte beinhaltet eine größere Lötfläche (oft mit P3 verbunden), die speziell dafür ausgelegt ist, mit einem Kühlkörper oder Kühlmechanismus verbunden zu werden, um die während des Betriebs erzeugte Wärme effektiv abzuführen. Ein Fasenradius (R0,5) im Lötflächen-Design wird empfohlen, um zuverlässige Lötstellenbildung zu gewährleisten.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Die LED ist nach JEDEC J-STD-020 als Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 (MSL3) eingestuft. Die empfohlenen Parameter für das bleifreie Reflow-Profil sind: Vorwärmen/Einweichen von 150°C bis 200°C für maximal 120 Sekunden. Die Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C) sollte zwischen 60 und 150 Sekunden liegen. Die maximale Gehäusetemperatur (Tp) darf 260°C nicht überschreiten, und die Zeit innerhalb von 5°C der spezifizierten Klassifizierungstemperatur (255°C) sollte maximal 30 Sekunden betragen. Die Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitzentemperatur sollte 5 Minuten nicht überschreiten. Das Reflow-Löten darf nicht öfter als zweimal durchgeführt werden.

6.2 Lagerung und Handhabung

LEDs in versiegelten Feuchtigkeitsschutzbeuteln können bis zu 12 Monate bei <30°C und 90% r.F. gelagert werden. Nach Öffnen des Beutels müssen die Bauteile unter <30°C und 60% r.F. gehalten und innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) verlötet werden. Ein Trocknen bei 60°C±5°C für 20 Stunden ist erforderlich, wenn die Feuchtigkeitsindikatorkarte >10% r.F. anzeigt, wenn die Standzeit 168 Stunden überschreitet oder wenn die Bauteile >30°C und 60% r.F. ausgesetzt waren. Das Trocknen sollte nur einmal durchgeführt werden.

6.3 Reinigung und Handlötung

Falls Reinigung notwendig ist, sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropanol verwendet werden. Falls Handlötung erforderlich ist, darf diese nur einmalig mit einer Lötspitzentemperatur von maximal 315°C für maximal 3 Sekunden pro Lötstelle erfolgen. Während des Lötens bei hoher Temperatur darf keine äußere Belastung auf die LED ausgeübt werden, und eine schnelle Abkühlung von der Spitzentemperatur sollte vermieden werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs werden auf geprägter Trägerbahn und Rolle geliefert. Die Bandabmessungen sind spezifiziert, mit einer Taschenteilung von 8,0mm (±0,1mm) und einer Bandbreite von 16,0mm (±0,3mm). Jede Rolle enthält 1.000 Stück, verpackt in einem Feuchtigkeitsschutzbeutel mit ESD-Warnhinweis. Drei Rollen werden pro Innenkarton verpackt (insgesamt 3.000 Stück), und neun Innenkartons werden pro Außenkarton verpackt (insgesamt 27.000 Stück). In jeder Versandcharge darf nur die letzte Packung nicht vollständig sein.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für Innen- und Außenbeschilderung, einschließlich Videotextschildern, Verkehrsschildern und allgemeinen Nachrichtendisplays. Ihre hohe Helligkeit und der kontrollierte Betrachtungswinkel machen sie ideal für Anwendungen, bei denen das Licht auf den Betrachter gerichtet sein muss, um maximale Sichtbarkeit auch bei Umgebungslicht zu gewährleisten.

8.2 Design-Überlegungen

• Stromtreibung:Verwenden Sie für den typischen Betrieb einen Konstantstromtreiber, eingestellt auf 20mA, und stellen Sie sicher, dass der Wert innerhalb des absoluten Maximums von 25mA DC bleibt. Berücksichtigen Sie Derating bei hohen Umgebungstemperaturen.
• Thermisches Management:Verbinden Sie die vorgesehene thermische Lötfläche (P3) mit einer Kupferfläche oder einem dedizierten Kühlkörper auf der Leiterplatte, um Wärme effektiv von der LED-Sperrschicht abzuleiten und so Lichtausbeute und Lebensdauer zu erhalten.
• Optisches Design:Die integrierte Diffusorlinse bietet ein gleichmäßiges Abstrahlverhalten. Für spezifische Strahlformen können Sekundäroptiken hinzugefügt werden, obwohl der native Winkel von 70/45 Grad oft für Schildanwendungen ausreichend ist.
• ESD-Schutz:Implementieren Sie während der Handhabung und Montage standardmäßige ESD-Vorsichtsmaßnahmen, wie auf der Verpackung angegeben.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-SMD-LEDs (wie 3528- oder 5050-Gehäuse) oder PLCC-LEDs bietet diese Oberflächenmontage-Lampe deutliche Vorteile für die Beschilderung. Ihr Hauptunterscheidungsmerkmal ist das integrierte Linsendesign, das ein gleichmäßiges Abstrahlverhalten und kontrollierte, enge Betrachtungswinkel bietet, ohne eine zusätzliche externe Optiklinse zu benötigen. Dies vereinfacht das mechanische Design des Schildes, reduziert die Bauteilanzahl und kann die Gesamtmontagekosten senken. Die hohe Lichtstärke in einem kompakten Gehäuse ermöglicht auch hellere Displays oder den Einsatz von weniger LEDs pro Schildfläche. Das robuste Epoxidharzgehäuse mit verbesserter Feuchtigkeits- und UV-Beständigkeit bietet im Vergleich zu einigen Standard-SMD-Gehäusen eine bessere Zuverlässigkeit für Außenanwendungen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was bedeutet die Artikelnummer LTLMH4T BR7DA?

A1: Die Artikelnummer kodiert spezifische Produktmerkmale. 'LTLMH4T' bezieht sich wahrscheinlich auf die Produktfamilie und den Gehäusetyp. 'BR' gibt das Lichtstärke-Bin (1300-1700 mcd) an. '7D' wird dem dominanten Wellenlängen-Bin zugeordnet (wahrscheinlich 470-475nm, B2). Bestätigen Sie die genaue Binning-Einteilung stets im vollständigen Datenblatt des Lieferanten oder auf dem Verpackungsetikett.

F2: Kann ich diese LED mit einer Konstantspannungsquelle betreiben?

A2: Dies wird nicht empfohlen. LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ihre Durchlassspannung weist eine Toleranz auf (2,5V-3,5V). Eine Konstantspannungsquelle könnte zu übermäßigen Stromschwankungen zwischen einzelnen Bauteilen führen, was Helligkeitsunterschiede und möglicherweise eine verkürzte Lebensdauer verursacht. Verwenden Sie stets einen Konstantstromtreiber oder eine Schaltung, die den Strom aktiv begrenzt.

F3: Warum gibt es eine thermische Lötfläche (P3), und muss ich sie anschließen?

A3: Die thermische Lötfläche ist dafür ausgelegt, Wärme vom LED-Chip zur Leiterplatte abzuleiten. Der Anschluss an eine Kupferfläche oder einen Kühlkörper wird dringend empfohlen, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder mit vollem Treiberstrom. Ein ordnungsgemäßes thermisches Management gewährleistet eine stabile Lichtausbeute und maximiert die Betriebslebensdauer der LED.

F4: Im Datenblatt steht MSL3. Was passiert, wenn ich die Standzeit von 168 Stunden überschreite?

A4: Das Überschreiten der Standzeit setzt die LED Umgebungsfeuchtigkeit aus, die während des Reflow-Lötens verdampfen und innere Gehäuseschäden (\"Popcorning\") verursachen kann. Wenn die Standzeit überschritten wurde, müssen Sie die Bauteile gemäß den Anweisungen in Abschnitt 8.2 vor dem Löten bei 60°C für 20 Stunden trocknen.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fallbeispiel: Entwurf eines hochsichtbaren Außen-Verkehrsschildes

Ein Entwickler entwirft ein solarbetriebenes, variables Verkehrsnachrichtenschild. Er wählt die LTLMH4T BR7DA LED aufgrund ihrer hohen Helligkeit (BR-Bin, ~1500 mcd typ.) und blauen Farbe (470nm). Das Schild muss bei direktem Sonnenlicht lesbar sein. Der Entwickler berechnet, dass eine Anordnung von 100 LEDs, betrieben mit 18mA (leicht unter dem typischen Wert, um die Lebensdauer zu erhöhen und Schwankungen der Solareingangsleistung zu berücksichtigen), ausreichende Lichtstärke liefert. Ein Konstantstrom-Treiber-IC wird ausgewählt, um die Anordnung in Serien-Parallel-Schaltung zu versorgen. Die Leiterplatte ist mit großen Kupferflächen entworfen, die mit den P3-Lötflächen jeder LED verbunden sind, welche wiederum mit der Aluminiumrückplatte des Schildgehäuses als Kühlkörper verbunden werden. Das MSL3-Handhabungsverfahren wird während der Montage strikt eingehalten, um feuchtigkeitsbedingte Ausfälle zu verhindern. Dieses Design führt zu einem zuverlässigen, hellen und energieeffizienten Schild, das für den 24/7-Außenbetrieb geeignet ist.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf InGaN-Halbleitertechnologie. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall blau bei 470nm. Der Epoxidharz-Umhüllung dient mehreren Zwecken: Sie schützt den empfindlichen Halbleiterchip, fungiert als Primärlinse zur Formung des Lichtaustritts und enthält streuende Partikel für ein gleichmäßiges Erscheinungsbild. Das Gehäuse beinhaltet auch einen Reflektor, um das Licht nach oben zu lenken, sowie Anschlüsse, die sowohl für die elektrische Verbindung als auch für die Wärmeableitung ausgelegt sind.

13. Branchentrends und Entwicklung

Der Markt für SMD-LEDs entwickelt sich weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), erhöhter Leistungsdichte und verbesserter Farbkonstanz und Farbwiedergabe. Trends, die für diese Art von Bauteil relevant sind, umfassen das Streben nach noch engeren Binning-Toleranzen zur Sicherstellung der Gleichmäßigkeit in großen Displays, die Entwicklung von Epoxid- und Silikonmaterialien mit größerer Widerstandsfähigkeit gegen raue Umweltbedingungen (Hitze, Feuchtigkeit, UV) und die Integration anspruchsvollerer interner Optiken zur präzisen Strahlkontrolle. Darüber hinaus liegt ein wachsender Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit, was Fortschritte bei Materialien und Fertigungsprozessen vorantreibt, um die Umweltauswirkungen weiter zu reduzieren. Die zugrundeliegende InGaN-Technologie wird ebenfalls verfeinert, um die Grenzen der Effizienz zu erweitern und neue Wellenlängenbereiche für spezielle Anwendungen zu ermöglichen.