LTWMH4DSAKR LED-Lampe Datenblatt - Abmessungen 4,2x4,2x6,2mm - Spannung 3,2V - Leistung 85mW - Weißes wasserklares Gehäuse - Technisches Dokument auf Deutsch

1. Produktübersicht

Die LTWMH4DSAKR ist eine hochhelle, oberflächenmontierbare LED-Lampe für anspruchsvolle Beleuchtungsanwendungen. Es handelt sich um eine weiße LED auf Basis von InGaN-Technologie, die in wasserklarem Epoxidharz vergossen ist. Der Hauptentwicklungsfokus liegt auf der Bereitstellung eines gleichmäßigen Abstrahlmusters und kontrollierter Abstrahlwinkel, die für Schildanwendungen geeignet sind, ohne dass zusätzliche Sekundäroptiken erforderlich sind. Dies bietet im Vergleich zu Standard-SMD- oder PLCC-Gehäusen eine kostengünstige und kompakte Lösung.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Dieses Bauteil bietet mehrere Schlüsselvorteile, die es für professionelle Lichtdesigns geeignet machen. Es zeichnet sich durch eine hohe Lichtstärke bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch aus, was zu hoher Effizienz führt. Das Gehäuse ist mit fortschrittlicher Epoxidharz-Technologie aufgebaut, die eine überlegene Feuchtigkeitsbeständigkeit und UV-Schutz bietet und so die Langzeitzuverlässigkeit in verschiedenen Umgebungen erhöht. Das Bauteil ist vollständig konform mit RoHS, bleifrei und halogenfrei. Die primären Zielmärkte umfassen Videobotschaftstafeln, Verkehrsschilder und allgemeine Hinweisschilder, bei denen gleichmäßige, helle Ausleuchtung und Zuverlässigkeit entscheidend sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Der folgende Abschnitt bietet eine detaillierte Analyse der elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften der LTWMH4DSAKR LED.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Sie sind bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C spezifiziert. Die maximale Verlustleistung beträgt 85 mW. Der DC-Vorwärtsstrom sollte 25 mA nicht überschreiten. Für gepulsten Betrieb ist unter bestimmten Bedingungen ein Spitzen-Vorwärtsstrom von 60 mA zulässig: Tastverhältnis ≤ 1/10 und Pulsbreite ≤ 10 ms. Das Bauteil kann in einem Temperaturbereich von -40°C bis +85°C betrieben und zwischen -40°C und +100°C gelagert werden. Für die Montage hält es Reflow-Löten mit einer Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden aus. Der DC-Vorwärtsstrom wird oberhalb von 55°C linear mit einer Rate von 0,55 mA pro Grad Celsius reduziert.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Betriebsparameter, gemessen bei TA=25°C. Die Lichtstärke (Iv) reicht von einem Minimum von 3000 mcd bis zu einem Maximum von 6000 mcd bei einem Vorwärtsstrom (IF) von 20 mA. Wichtig zu beachten ist, dass die Iv-Garantie eine Messtoleranz von ±15% einschließt. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt typischerweise 110°/50°, definiert als der Winkel außerhalb der Achse, bei dem die Intensität die Hälfte des axialen Wertes beträgt. Die Vorwärtsspannung (VF) beträgt typischerweise 3,2V, mit einem Bereich von 2,8V bis 3,4V bei IF=20mA. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V. Die Farbkoordinaten sind typischerweise x=0,32, y=0,33 im CIE-1931-Diagramm. Das Bauteil ist als Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 (MSL3) klassifiziert.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um die Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf wichtigen Leistungsparametern in Bins sortiert.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Lichtleistung wird in zwei Bins kategorisiert: Bin-Code 'U' für Lichtstärken zwischen 3000 mcd und 4200 mcd und Bin-Code 'V' für Lichtstärken zwischen 4200 mcd und 6000 mcd. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±15%.

3.2 Vorwärtsspannungs-Binning

Die Vorwärtsspannung wird in drei Kategorien eingeteilt: Bin-Code '2E' (2,8V bis 3,0V), '3E' (3,0V bis 3,2V) und '4E' (3,2V bis 3,4V). Es gilt eine Messabweichung von ±0,1V.

3.3 Farbort- (Farbton-) Binning

Die Farbkoordinaten sind innerhalb spezifischer Bereiche im CIE-Farbtafeldiagramm definiert. Zwei Farbton-Ränge sind spezifiziert: BB3 und BB4, die jeweils einen viereckigen Bereich akzeptabler x-, y-Koordinaten definieren. Für die Farbkoordinaten gilt eine Messabweichung von ±0,01.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Konturmaße

Das Gehäuse hat eine Bauteilgröße von 4,2mm ±0,2mm in Länge und Breite. Die Gesamthöhe beträgt 6,2mm ±0,5mm. Wichtige Merkmale sind ein unter dem Flansch hervorstehendes Harz mit einer maximalen Höhe von 1,0mm. Der Anschlussabstand wird dort gemessen, wo die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten. Alle Maße sind in Millimetern angegeben, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Das Bauteil hat drei Pins: P1 ist als Anode (+) bezeichnet, P2 ist die Kathode (-), und P3 hat keine elektrische Polarität. Die korrekte Identifizierung ist entscheidend für den ordnungsgemäßen Schaltungsbetrieb.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Lagerung und Handhabung

Als MSL3-Bauteil sind spezifische Handhabungsverfahren erforderlich. LEDs in einer versiegelten Feuchtigkeitssperrbeutel können bei <30°C und 90% relativer Luftfeuchtigkeit bis zu 12 Monate gelagert werden. Nach dem Öffnen des Beutels müssen die Bauteile unter <30°C und 60% relativer Luftfeuchtigkeit aufbewahrt und innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) gelötet werden. Ein Trocknen bei 60°C ±5°C für 20 Stunden ist erforderlich, wenn die Feuchtigkeitsanzeigekarte >10% relative Luftfeuchtigkeit anzeigt, wenn die Auslagerungszeit 168 Stunden überschreitet oder wenn die Bauteile >30°C und 60% relativer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt waren. Das Trocknen sollte nur einmal durchgeführt werden. Nicht verwendete LEDs sollten mit Trockenmittel wieder versiegelt werden.

5.2 Lötparameter

Für Reflow-Löten ist eine Spitzentemperatur von maximal 260°C für maximal 10 Sekunden zulässig (maximal zwei Reflow-Zyklen). Eine Vorwärmphase von 150-200°C für bis zu 120 Sekunden wird empfohlen. Für Handlötung mit einem Lötkolben sollte die Temperatur 315°C nicht überschreiten, mit einer Lötzeit von maximal 3 Sekunden (nur einmal).

5.3 Reinigung

Falls eine Reinigung erforderlich ist, sollten alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol verwendet werden.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs werden auf einer geprägten Trägerbahn geliefert. Die Bandmaße sind spezifiziert, mit Taschen, die das Bauteil sicher halten. Eine Rolle enthält 1.000 Stück. Die Rolle wird dann zusammen mit einem Trockenmittel und einer Feuchtigkeitsanzeigekarte in einen Feuchtigkeitssperrbeutel verpackt.

6.2 Kartonverpackung

Drei Feuchtigkeitssperrbeutel (insgesamt 3.000 Stück) werden pro Innenkarton verpackt. Zehn Innenkartons (insgesamt 30.000 Stück) werden pro Außenkarton verpackt. Der Aufdruck \"ACHTUNG: Elektrostatisch empfindliche Bauteile - Vorsichtige Handhabung erforderlich\" ist auf der Verpackung vorhanden.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für Innen- und Außenbeschilderungsanwendungen, einschließlich Videobotschaftstafeln, Verkehrsschildern und allgemeinen Informationsanzeigen. Ihr kontrollierter Abstrahlwinkel und ihre hohe Helligkeit machen sie ideal für Anwendungen, die gute Sichtbarkeit ohne übermäßiges Streulicht erfordern.

7.2 Designüberlegungen

Konstrukteure sollten die Vorwärtsspannungs- und Stromanforderungen berücksichtigen, um geeignete strombegrenzende Widerstände oder Treiber auszuwählen. Das thermische Management ist wichtig; während das Bauteil eine Reduktionskurve hat, maximiert eine ausreichende Kupferfläche auf der Leiterplatte als Kühlkörper die Lebensdauer und erhält die Lichtleistung. Die MSL3-Einstufung erfordert strikte Einhaltung der Lagerungs- und Trocknungsrichtlinien vor der Montage, um Popcorn-Risse oder andere feuchtigkeitsbedingte Schäden während des Reflow-Lötens zu verhindern.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-SMD-LEDs (wie 3528- oder 5050-Gehäuse) oder PLCC-Gehäusen bietet dieses Bauteil einen entscheidenden Vorteil: Sein integriertes Linsendesign bietet einen spezifischen, engen Abstrahlwinkel (110°/50°), ohne dass eine externe Sekundäroptik erforderlich ist. Dies vereinfacht das mechanische Design des Endprodukts, reduziert die Anzahl der Teile und kann die Gesamtsystemkosten senken. Das wasserklare Gehäuse maximiert die Lichtauskoppeleffizienz für die weiße, phosphorkonvertierte LED.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der typische Betriebsstrom für diese LED?

A: Die elektrischen/optischen Kenngrößen sind bei IF=20mA spezifiziert, was die Standardtestbedingung und ein üblicher Betriebspunkt ist.

F: Wie interpretiere ich den Lichtstärke-Bin-Code?

A: Der Bin-Code (U oder V) ist auf dem Verpackungsbeutel aufgedruckt und gibt den garantierten minimalen und maximalen Lichtstärkebereich für diese Charge von LEDs an, einschließlich einer ±15% Messtoleranz.

F: Kann ich diese LED mit einer Konstantspannungsquelle betreiben?

A: Nein. LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Die Vorwärtsspannung hat einen Bereich (2,8V-3,4V). Der Betrieb mit einer Konstantspannung kann zu übermäßigem Strom und Bauteilversagen führen. Verwenden Sie immer einen Konstantstromtreiber oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit einer Spannungsquelle.

F: Was bedeutet MSL3 für meinen Produktionsprozess?

A: Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3 bedeutet, dass die Bauteile nach dem Öffnen des Beutels bis zu 168 Stunden (7 Tage) den Bedingungen auf der Werkstattfläche (≤30°C/60% relative Luftfeuchtigkeit) ausgesetzt sein können, bevor sie getrocknet werden müssen. Sie müssen Ihren Montageplan entsprechend gestalten.

10. Design- und Anwendungsfallstudie

Betrachten Sie ein Design für ein Verkehrsinformationsschild im Außenbereich. Das Schild erfordert helle, weiße Pixel, die bei Tageslicht klar sichtbar sind. Die hohe Lichtstärke der LTWMH4DSAKR (bis zu 6000 mcd) erfüllt die Helligkeitsanforderung. Ihr Abstrahlwinkel von 110°/50° stellt sicher, dass das Licht auf den Betrachter auf der Straße gerichtet ist, ohne Energie für die Ausleuchtung von Bereichen über oder unter dem Schild zu verschwenden. Die überlegene Feuchtigkeitsbeständigkeit des Gehäuses ist entscheidend für die Langzeitzuverlässigkeit in einer wetterexponierten Außenumgebung. Der Konstrukteur würde ein Leiterplattenlayout erstellen, das den 4,2x4,2mm Bauraum aufnimmt, eine Konstantstromtreiberschaltung für 20mA pro LED implementieren und sicherstellen, dass die Fertigungslinie die MSL3-Handhabungsverfahren einhält, um Ausbeuteverluste während des Reflow-Lötens zu verhindern.

11. Einführung in das Funktionsprinzip

Die LTWMH4DSAKR ist eine weiße LED auf Basis von InGaN (Indiumgalliumnitrid) Halbleitertechnologie. Der Kern des Bauteils ist ein Halbleiterchip, der blaues Licht emittiert, wenn elektrischer Strom in Vorwärtsrichtung durch ihn fließt (Elektrolumineszenz). Dieses blaue Licht trifft dann auf eine Phosphorbeschichtung innerhalb des Gehäuses. Der Phosphor absorbiert einen Teil des blauen Lichts und emittiert es als Licht mit längeren Wellenlängen (gelb, rot) wieder. Die Kombination des verbleibenden blauen Lichts und des phosphorkonvertierten gelben/roten Lichts vermischt sich für das menschliche Auge zu weißem Licht. Die wasserklare Epoxidharzlinse, die den Chip und den Phosphor umgibt, ist darauf ausgelegt, dieses Licht effizient auszukoppeln und gleichzeitig den gewünschten Strahlwinkel zu erzeugen.

12. Technologietrends und Kontext

Die Entwicklung hochheller weißer LEDs wie der LTWMH4DSAKR ist Teil der breiteren Revolution der Festkörperbeleuchtung. Wichtige Trends in diesem Bereich umfassen kontinuierliche Verbesserungen der Lichtausbeute (Lumen pro Watt), die zu niedrigerem Stromverbrauch bei gleicher Lichtleistung führen. Es gibt auch einen Fokus auf die Verbesserung des Farbwiedergabeindex (CRI) und der Farbkonstanz (engeres Binning). Fortschritte in der Gehäusetechnologie, wie sie in der feuchtigkeitsbeständigen Epoxidharz- und kontrollierten Linsengeometrie dieses Bauteils zu sehen sind, zielen darauf ab, die Zuverlässigkeit und optische Leistung zu verbessern und gleichzeitig eine Miniaturisierung zu ermöglichen. Das Streben nach bleifreier, halogenfreier und RoHS-konformer Fertigung spiegelt globale Umweltvorschriften und Nachhaltigkeitsziele wider. Die Oberflächenmontagetechnologie selbst ermöglicht eine automatisierte, hochvolumige Montage und reduziert so die Fertigungskosten für Endprodukte.