LTLR14FGFAJH213T Zweifarbige LED-Lampe Datenblatt - Orange/Gelbgrün - 20mA - 52mW - Durchsteckmontage - Technisches Dokument auf Deutsch

1. Produktübersicht

Die LTLR14FGFAJH213T ist eine zweifarbige LED-Lampe für die Durchsteckmontage, die als Leiterplatten-Anzeige (Circuit Board Indicator, CBI) konzipiert ist. Sie verfügt über ein schwarzes Kunststoffgehäuse im rechten Winkel, das mit dem LED-Bauteil verbunden ist und den Kontrast für eine bessere Sichtbarkeit erhöht. Das Bauteil gehört zu einer Familie von Anzeigen, die in verschiedenen Konfigurationen erhältlich sind, einschließlich Aufsicht- und rechtwinkliger Ausrichtung, mit stapelbaren und einfach zu montierenden Designs, die sich für die Erstellung horizontaler oder vertikaler Arrays auf Leiterplatten (PCBs) eignen.

1.1 Hauptmerkmale

• Konzipiert für einfache Leiterplattenmontage und Integration.
• Schwarzes Gehäusematerial bietet einen hohen Kontrast zur leuchtenden LED.
• Merkmale: Geringer Stromverbrauch und hohe Lichtausbeute.
• Herstellung als bleifreies Produkt, konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Emittiert Licht in zwei Farben: Orange und Gelbgrün, unter Verwendung von AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) als Halbleitermaterial.
• Integrierte weiß-diffuse Linse für eine gleichmäßige, breitwinklige Lichtverteilung.
• Geliefert in Band- und Rollenverpackung für automatisierte Montageprozesse.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED-Lampe ist für Zuverlässigkeit und Leistung in einem breiten Spektrum elektronischer Geräte ausgelegt. Ihre primären Anwendungsbereiche umfassen:

• Computersysteme:Statusanzeigen auf Hauptplatinen, Servern, Netzwerk-Switches und Peripheriegeräten.
• Kommunikationsgeräte:Signal- und Statusanzeigen in Routern, Modems, Telekommunikationsinfrastruktur und Netzwerkhardware.
• Unterhaltungselektronik:Strom-, Modus- und Funktionsanzeigen in Audio/Video-Geräten, Haushaltsgeräten und persönlicher Elektronik.
• Industriesteuerungen:Frontplattenanzeigen für Maschinen, Steuerungssysteme, Messgeräte und Automatisierungsausrüstung, wo klare visuelle Rückmeldung entscheidend ist.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Die folgenden Abschnitte bieten eine detaillierte, objektive Analyse der technischen Spezifikationen des Bauteils gemäß Datenblatt. Alle Parameter sind bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C angegeben, sofern nicht anders vermerkt.

2.1 Absolute Maximalwerte

Absolute Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine Betriebsbedingungen.

• Verlustleistung (PD):52 mW (für beide Farben Orange und Gelbgrün). Dies ist die maximale Leistung, die das Bauteil als Wärme abführen kann, ohne Schaden zu nehmen.
• Spitzen-Durchlassstrom (IF(peak)):60 mA. Dieser Strom darf nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis ≤ 1/10 und einer Pulsbreite ≤ 10µs angelegt werden. Eine Überschreitung im Dauerbetrieb beschädigt die LED.
• DC-Durchlassstrom (IF):20 mA. Dies ist der empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für den Normalbetrieb, um die spezifizierten optischen Eigenschaften zu erreichen.
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-30°C bis +85°C. Das Bauteil funktioniert garantiert innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs.
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-40°C bis +100°C. Das Bauteil kann ohne angelegte Spannung innerhalb dieses Bereichs gelagert werden.
• Lötemperatur der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen in einem Abstand von 2,0 mm (0,079") vom LED-Körper. Dies definiert die thermische Belastbarkeit für Hand- oder Wellenlötprozesse.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Diese Parameter definieren die typische Leistung des Bauteils unter normalen Betriebsbedingungen (IF=20mA, TA=25°C).

• Lichtstärke (Iv):
  • Orange:Typischer Wert ist 140 mcd. Das Datenblatt spezifiziert ein Minimum von 23 mcd, aber die typische Leistung ist deutlich höher. Die tatsächlich gelieferte Stärke unterliegt einer Binning-Klassifizierung (siehe Abschnitt 4).
  • Gelbgrün:Der typische Wert ist ebenfalls mit 140 mcd angegeben, entsprechend der gleichen Binning-Struktur wie bei der orangen LED.
  • Messhinweis:Die Lichtstärke wird mit einer Sensor- und Filterkombination gemessen, die der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht, um sicherzustellen, dass der Wert mit der menschlichen Wahrnehmung korreliert.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):100 Grad (typisch für beide Farben). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzen- (axialen) Wertes abfällt. Die weiß-diffuse Linse ist für diese breitwinklige Charakteristik verantwortlich.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):
  • Orange:611 nm (typisch).
  • Gelbgrün:575 nm (typisch).
  • Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts ihr Maximum erreicht.
• Dominante Wellenlänge (λd):
  • Orange:Bereich von 598 nm (Min) bis 612 nm (Max), mit einem typischen Wert von 605 nm.
  • Gelbgrün:Bereich von 565 nm (Min) bis 571 nm (Max), mit einem typischen Wert von 569 nm.
  • Die dominante Wellenlänge wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die wahrgenommene Farbe des Lichts, also die einzelne Wellenlänge, die dem Farbeindruck am besten entspricht.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):
  • Orange:17 nm (typisch).
  • Gelbgrün:15 nm (typisch).
  • Dieser Parameter gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an, gemessen als volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) des Emissionspeaks.
• Durchlassspannung (VF):
  • Orange:Bereich von 2,1V (Min) bis 2,6V (Typ). Ein Maximalwert ist in der bereitgestellten Tabelle nicht angegeben.
  • Gelbgrün:Wird als ähnlich angenommen, obwohl im bereitgestellten Auszug nicht explizit separat aufgeführt.
• Sperrstrom (IR):10 µA (maximal) bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V.Kritischer Hinweis:Das Datenblatt stellt ausdrücklich klar: \"Das Bauteil ist nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt.\" Diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung; die Verwendung einer Sperrvorspannung im Schaltungsentwurf wird nicht empfohlen.

3. Binning-System-Spezifikation

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Die LTLR14FGFAJH213T verwendet ein duales Bin-Code-System für sowohl Lichtstärke als auch dominante Wellenlänge.

3.1 Lichtstärke-Binning

Sowohl die orangen als auch die gelbgrünen LEDs werden in drei Intensitätsstufen eingeteilt, gekennzeichnet durch einen zweibuchstabigen Code (AB, CD, EF). Der Bin-Code für die Intensität ist auf der Verpackungstüte aufgedruckt.

• Bin AB:23 mcd (Min) bis 50 mcd (Max).
• Bin CD:50 mcd (Min) bis 85 mcd (Max).
• Bin EF:85 mcd (Min) bis 140 mcd (Max).
• Toleranz:Jede Bin-Grenze hat eine Toleranz von ±30% während des Tests.

3.2 Dominantes Wellenlängen-Binning

Die LEDs werden auch nach ihrer dominanten Wellenlänge (Farbort) unter Verwendung eines numerischen Codes sortiert.

Für Gelbgrün:

• Bin 1:565,0 nm bis 568,0 nm.
• Bin 2:568,0 nm bis 571,0 nm.

Für Orange (im Bin-Tabelle als Amber bezeichnet):

• Bin 3:598,0 nm bis 605,0 nm.
• Bin 4:605,0 nm bis 612,0 nm.

Toleranz:Jede Wellenlängen-Bin-Grenze hat eine Toleranz von ±1 nm.

Design-Implikation:Für Anwendungen, die eine enge Farb- oder Helligkeitsabstimmung erfordern (z.B. Mehrfach-Anzeigetafeln), sollten Entwickler die gewünschten Bin-Codes spezifizieren oder eine schaltungstechnische Kalibrierung implementieren, um Schwankungen auszugleichen.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische elektrische und optische Kennlinien. Obwohl die spezifischen Grafiken im bereitgestellten Text nicht reproduziert sind, umfassen sie typischerweise die folgenden wesentlichen Zusammenhänge:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie):Zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung für eine Halbleiterdiode. Die Kurve hat eine spezifische \"Kniespannung\" (ca. 2,1-2,6V), jenseits derer der Strom bei einer kleinen Spannungserhöhung schnell ansteigt. Ein strombegrenzender Widerstand ist zwingend in Reihe mit der LED zu schalten, um thermisches Durchgehen zu verhindern.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Durchlassstrom zunimmt. Sie ist im empfohlenen Betriebsbereich (bis 20mA) im Allgemeinen linear, wird aber bei höheren Strömen aufgrund von Effizienzabfall und Erwärmung sättigen und schließlich abnehmen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht den negativen Temperaturkoeffizienten der LED-Effizienz. Mit steigender Sperrschichttemperatur nimmt die Lichtleistung typischerweise ab. Der breite Betriebstemperaturbereich (-30°C bis +85°C) zeigt, dass das Bauteil für den Betrieb über diese Spanne ausgelegt ist, wenn auch mit variierender Ausgangsleistung.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die die Spitzen-Emissionswellenlänge (λP) und die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) zeigt. Das Spektrum der orangen LED ist um 611 nm zentriert, das der gelbgrünen um 575 nm.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen und Konstruktion

Das Bauteil besteht aus einem schwarzen oder dunkelgrauen Kunststoffgehäuse (Halter) mit integrierten Anschlüssen für die Durchsteckmontage. Die LED-Komponente selbst ist ein zweifarbiger Orange/Gelbgrün-Chip mit einer weiß-diffusen Linse. Wichtige mechanische Hinweise aus dem Datenblatt umfassen:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben, Zollwerte in Klammern.
• Eine allgemeine Toleranz von ±0,25 mm (±0,010") gilt, sofern nicht für ein bestimmtes Merkmal eine andere Toleranz angegeben ist.
• Die genaue mechanische Zeichnung mit Anschlussabständen, Gehäuseabmessungen und Linsenprofil ist im Datenblatt referenziert (impliziert durch den Abschnitt \"Abmessungen\").

5.2 Verpackungsspezifikation

Das Bauteil wird im industrieüblichen Band- und Rollenformat für automatische Bestückungsgeräte geliefert.

• Trägerband:
  • Material: Schwarze leitfähige Polystyrol-Legierung.
  • Dicke: 0,50 mm ±0,06 mm.
  • Kumulative Toleranz für 10-Zahnloch-Abstand: ±0,20 mm.
• Rolle:Standard-Rolle mit 13 Zoll (330 mm) Durchmesser.
• Stückzahl pro Rolle:500 Stück.
• Masterkarton-Verpackung:
  • 2 Rollen (insgesamt 1000 Stück) werden mit einer Feuchtigkeitsanzeigekarte und Trockenmitteln in einen Feuchtigkeitssperrbeutel (MBB) verpackt.
  • 1 MBB wird in 1 Innenkarton verpackt (1000 Stück/Karton).
  • 10 Innenkartons werden in 1 Versandkarton verpackt (insgesamt 10.000 Stück).

6. Löt- und Montagerichtlinien

Sachgemäße Handhabung ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und um Schäden an der LED zu verhindern.

6.1 Lagerbedingungen

• Versiegelte Verpackung (MBB):Lagern bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Bauteile sind für die Verwendung innerhalb eines Jahres ab Herstelldatum bewertet, solange der MBB versiegelt bleibt.
• Geöffnete Verpackung:Wenn der MBB geöffnet wird, darf die Lagerumgebung 30°C und 60% RH nicht überschreiten.
• Bodenlebensdauer:Bauteile, die aus ihrer Original-MBB entnommen wurden, sollten innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) einem IR-Reflow-Lötprozess unterzogen werden.
• Verlängerte Lagerung/Ausheizen:Wenn Bauteile länger als 168 Stunden außerhalb der Originalverpackung gelagert wurden, müssen sie vor dem SMT-Montageprozess (Reflow) bei etwa 60°C für mindestens 48 Stunden ausgeheizt werden, um aufgenommene Feuchtigkeit auszutreiben und \"Popcorning\" oder Delamination während des Lötens zu verhindern.

6.2 Anschlussbiegen und PCB-Montage

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
• Verwenden Sie nicht die Basis des Anschlussrahmens als Drehpunkt beim Biegen.
• Alle Anschlussbiegevorgänge müssenvordem Löten und bei Raumtemperatur abgeschlossen sein.
• Verwenden Sie beim Einfügen in die PCB die minimal notwendige Klemmkraft, um übermäßige mechanische Belastung des LED-Körpers oder der Anschlüsse zu vermeiden.

6.3 Lötprozess

• Halten Sie einen Mindestabstand von 2 mm zwischen der Linsenunterseite und dem Lötpunkt am Anschluss ein.
• Vermeiden Sie beim Wellenlöten das Eintauchen der Linse in das Lot.
• Wenden Sie keine externe Belastung auf die Anschlüsse an, während die LED durch das Löten erhöhter Temperatur ausgesetzt ist.
• Empfohlene Lötbedingung:Das Datenblatt spezifiziert maximal 260°C für 5 Sekunden, gemessen 2,0 mm vom Körper entfernt. Dies ist mit Standard-Wellen- oder Handlötprofilen kompatibel.

6.4 Reinigung

Wenn eine Reinigung nach der Montage erforderlich ist, verwenden Sie nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol (IPA). Vermeiden Sie aggressive oder Ultraschallreinigung, die das Kunststoffgehäuse oder die Linse beschädigen könnte.

7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsschaltungen

Die grundlegendste Treiberschaltung für den Einfarbenbetrieb besteht aus einem strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED, verbunden mit einer DC-Spannungsversorgung (Vcc). Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Vcc - VF) / IF, wobei VF die Durchlassspannung der LED ist (für ein konservatives Design 2,6V verwenden) und IF der gewünschte Durchlassstrom (max. 20 mA). Zum Beispiel bei einer 5V-Versorgung: R = (5V - 2,6V) / 0,020A = 120 Ohm. Ein Standard-120Ω- oder 150Ω-Widerstand wäre geeignet. Für den Zweifarbenbetrieb werden typischerweise zwei unabhängige Strombegrenzungsschaltungen verwendet, oft in Common-Cathode- oder Common-Anode-Konfiguration, gesteuert durch Logiksignale oder Schalter.

7.2 Designüberlegungen

• Stromtreibung:Betreiben Sie LEDs immer mit Konstantstrom oder verwenden Sie einen Reihenwiderstand zur Strombegrenzung. Ein direkter Anschluss an eine Spannungsquelle zerstört die LED.
• Wärmemanagement:Obwohl die Verlustleistung gering ist (52mW), sorgen Sie für ausreichenden Abstand und mögliche Luftzirkulation, wenn sie in hochdichten Arrays oder bei hohen Umgebungstemperaturen verwendet wird, um die Sperrschichttemperatur innerhalb der Grenzen zu halten.
• Optisches Design:Der breite 100-Grad-Abstrahlwinkel macht sie geeignet für Frontplattenanzeigen, bei denen die Betrachtung nicht streng axial erfolgt. Das schwarze Gehäuse minimiert Streulicht und verbessert den Kontrast.
• Polarität:Beachten Sie die korrekte Anoden/Kathoden-Orientierung während des PCB-Layouts und der Montage. Eine falsche Verbindung blockiert den Stromfluss (die LED leuchtet nicht) und kann, wenn die Spannung die Sperrspannungsfestigkeit überschreitet, Schäden verursachen.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTLR14FGFAJH213T bietet mehrere deutliche Vorteile in ihrer Kategorie:

• Zweifarbig in einem Gehäuse:Integriert zwei verschiedene Farben (Orange und Gelbgrün), spart PCB-Platz und vereinfacht die Montage im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten einfarbigen LEDs.
• Rechtwinkliges Gehäuse:Der eingebaute rechtwinklige Halter lenkt das Licht parallel zur PCB-Ebene, ideal für randbeleuchtete oder Seitenansichtsanzeigen, anders als Aufsicht-LEDs, die Licht senkrecht zur Platze emittieren.
• AlInGaP-Technologie:Für die Farben Orange und Gelbgrün bieten AlInGaP-Halbleiter im Allgemeinen eine höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP, was zu hellerer und konsistenterer Ausgangsleistung führt.
• Diffuse Linse:Die weiß-diffuse Linse bietet ein gleichmäßiges, weiches Lichterscheinungsbild ohne sichtbaren Chip-Hotspot, verbessert die ästhetische Qualität und die Sichtbarkeit aus größeren Winkeln.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (λP) und dominanter Wellenlänge (λd)?

A1: Die Spitzenwellenlänge ist die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Die dominante Wellenlänge ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Diagramm), der die wahrgenommene Farbe am besten repräsentiert. Für monochromatische LEDs wie diese liegen sie oft nahe beieinander, aber λd ist der relevantere Parameter für die Farbspezifikation.

F2: Kann ich diese LED mit 30mA für mehr Helligkeit betreiben?

A2: Nein. Der absolute Maximalwert für den kontinuierlichen DC-Durchlassstrom beträgt 20mA. Ein Betrieb mit 30mA überschreitet diesen Wert, was die Lebensdauer erheblich verkürzt, einen schnellen Effizienzabfall verursacht und wahrscheinlich zu einem katastrophalen Ausfall führt. Halten Sie sich immer an die empfohlenen Betriebsbedingungen.

F3: Die Bin-Tabelle zeigt eine Intensität bis zu 140mcd, aber die Kennwerttabelle listet einen typischen Wert von 140mcd. Was ist korrekt?

A3: Beides. Der \"Typische\" Wert in der Kennwerttabelle repräsentiert die erwartete Leistung von Bauteilen aus dem höchsten Bin (EF). Die Bin-Tabelle definiert die Sortierbereiche. Nicht alle Bauteile werden den typischen Wert erreichen; sie werden über die AB-, CD- und EF-Bins verteilt sein.

F4: Warum sind die Lager- und Ausheizanforderungen so streng?

A4: Die Kunststoffverpackung der LED kann Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen. Während der schnellen Erwärmung beim Reflow-Löten kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit explosionsartig verdampfen und innere Risse (Delamination) oder \"Popcorning\" verursachen, die das Bauteil zerstören. Der Feuchtigkeitssperrbeutel (MBB), die Trockenmittel und die Ausheizverfahren sind alle darauf ausgelegt, den Feuchtigkeitsgehalt zu kontrollieren und die Lötzuverlässigkeit sicherzustellen.

10. Betriebsprinzipien und Technologietrends

10.1 Grundlegendes Betriebsprinzip

Eine Leuchtdiode (LED) ist eine Halbleiter-p-n-Übergangsdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den Übergangsbereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. Für die Farben Orange und Gelbgrün in diesem Bauteil ist Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP) das aktive Material, das eine effiziente Emission im roten bis gelbgrünen Spektrum ermöglicht. Die Zweifarbenfunktionalität wird durch zwei Halbleiterchips (einen für jede Farbe) erreicht, die im selben Gehäuse untergebracht sind.

10.2 Branchentrends

Der Markt für Durchsteck-LEDs, obwohl ausgereift, entwickelt sich weiterhin parallel zur Oberflächenmontagetechnologie (SMT). Durchsteckbauteile wie die LTLR14FGFAJH213T bleiben für Anwendungen entscheidend, die hohe mechanische Robustheit, einfachere manuelle Prototypenerstellung, Reparatur und Szenarien erfordern, in denen Wellenlöten der primäre Montageprozess ist. Trends in diesem Segment umfassen eine fortgesetzte Verlagerung hin zu effizienteren Materialien (wie AlInGaP gegenüber GaAsP), verbesserte Farbkonsistenz durch engere Binning und die Integration mehrerer Farben oder Funktionen in einzelne Gehäuse. Darüber hinaus gibt es einen anhaltenden Fokus auf Zuverlässigkeit und verlängerte Lebensdauer, getrieben durch Anforderungen aus industriellen, automobilen und Infrastrukturanwendungen. Die Verpackung entwickelt sich auch weiter, um besser mit automatischen Durchsteckbestückungsmaschinen kompatibel zu sein, während die Kosteneffektivität erhalten bleibt.