LTL17KTBP5D Blaue LED-Lampe Datenblatt - T-1 3mm Gehäuse - 3,2V - 20mA - 470nm - Technisches Dokument auf Deutsch

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer blauen Durchsteck-LED. Durchsteck-LEDs sind für Statusanzeigen und Beleuchtung in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen konzipiert. Sie sind in Standardgehäusen erhältlich, die sich für die automatisierte oder manuelle Bestückung von Leiterplatten (PCBs) eignen.

1.1 Merkmale

• Geringer Stromverbrauch und hohe Lichtausbeute.
• RoHS-konform (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und bleifrei.
• Beliebtes T-1 (3mm) Rundgehäuse für breite Kompatibilität.
• Emittiert blaues Licht mit einer Spitzenwellenlänge von 470 nm und einer diffundierenden Linse für einen breiteren Betrachtungswinkel.

1.2 Anwendungen

Diese LED eignet sich für verschiedene Anwendungen, die eine zuverlässige und effiziente Statusanzeige erfordern, darunter:

• Kommunikationsgeräte
• Computer-Peripheriegeräte und Hauptplatinen
• Unterhaltungselektronik
• Haushaltsgeräte
• Industrielle Steuerungspanels und Maschinen

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Die folgenden Grenzwerte definieren die Limits, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 66 mW. Dies ist die Gesamtleistung, die das LED-Gehäuse als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Strom in Durchlassrichtung (I_FP):Maximal 60 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10 µs).
• Gleichstrom in Durchlassrichtung (I_F):Maximal 20 mA. Dies ist der empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für den Normalbetrieb.
• Sperrspannung (V_R):Maximal 5 V. Eine Überschreitung kann zum sofortigen Durchbruch der Sperrschicht führen.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für einen zuverlässigen Betrieb.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Löttemperatur der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen 2,0 mm vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C gemessen und definieren die typische Leistung.

• Lichtstärke (I_V):1000 bis 2200 mcd (Millicandela) bei I_F= 20mA. Dies ist die wahrgenommene Helligkeit in der Hauptblickrichtung. Es gilt eine Messtoleranz von ±15%.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):50 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (zentralen) Wertes abfällt. Die diffundierende Linse sorgt für ein breiteres, weicheres Lichtmuster.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p):468 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):460 bis 475 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe der LED am besten repräsentiert, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):22 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit an; ein kleinerer Wert bedeutet monochromatischeres Licht.
• Durchlassspannung (V_F):2,4V bis 3,3V bei I_F= 20mA, mit einem typischen Wert von 3,2V. Dies ist der Spannungsabfall über der LED im Betrieb.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 100 µA bei V_R= 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt; dieser Test dient nur der Charakterisierung.

3. Binning-Tabellen-Spezifikation

Das Produkt wird basierend auf wichtigen optischen Parametern in Bins sortiert, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Der Binning-Code ist auf der Verpackung markiert.

3.1 Binning der Lichtstärke

Sortiert bei I_F= 20mA. Toleranz für jede Bin-Grenze: ±15%.

• Bin-Code P:1000 - 1200 mcd
• Bin-Code Q:1200 - 1500 mcd
• Bin-Code R:1500 - 1800 mcd
• Bin-Code S:1800 - 2200 mcd

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Sortiert bei I_F= 20mA. Toleranz für jede Bin-Grenze: ±1 nm.

• Bin-Code B07:460,0 - 465,0 nm
• Bin-Code B08:465,0 - 470,0 nm
• Bin-Code B09:470,0 - 475,0 nm

4. Analyse der Kennlinien

Typische Kennlinien (im Text nicht abgebildet, aber beschrieben) veranschaulichen die Beziehung zwischen wichtigen Parametern. Diese sind für die Designanalyse unerlässlich.

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, typischerweise in einem nahezu linearen Verhältnis innerhalb des Betriebsbereichs. Sie unterstreicht die Bedeutung der Stromregelung für eine gleichmäßige Helligkeit.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Demonstriert den thermischen Quenching-Effekt, bei dem die Lichtleistung mit steigender Sperrschichttemperatur abnimmt. Dies ist entscheidend für Designs, die bei hohen Umgebungstemperaturen arbeiten.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Die I-V-Kennlinie zeigt den exponentiellen Zusammenhang. Der typische V_F-Wert bei 20mA ist ein zentraler Auslegungspunkt für die Berechnung von Vorwiderständen.
• Spektrale Verteilung:Ein Diagramm der relativen Intensität über der Wellenlänge zeigt das Maximum bei ~468 nm und die spektrale Halbwertsbreite von ~22 nm, welche die blauen Farbcharakteristika definieren.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Das Bauteil verwendet ein Standard-T-1 (3mm) Rundgehäuse. Wichtige Abmessungen sind:

• Linsendurchmesser: Ca. 3mm.
• Anschlussabstand: Gemessen an der Stelle, an der die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten.
• Überstehendes Harz unter dem Flansch: Maximal 1,0mm.
• Allgemeine Toleranz: ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Der längere Anschluss ist die Anode (Plus). Der LED-Körper kann auch eine abgeflachte Seite in der Nähe des Kathoden- (Minus-) Anschlusses aufweisen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Anschlussbeinformung

• 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.
• Führen Sie die Formgebung vor dem Löten bei Raumtemperatur durch.
• Verwenden Sie während der PCB-Montage eine minimale Klammerkraft, um mechanische Belastungen zu vermeiden.

6.2 Lötbedingungen

Halten Sie einen Mindestabstand von 2 mm von der Linsenbasis zum Lötpunkt ein. Tauchen Sie die Linse nicht in das Lot ein.

• Lötkolben:Temperatur max. 350°C. Zeit max. 3 Sekunden (nur einmal).
• Wellenlöten:Vorwärmen max. 100°C für max. 60 Sekunden. Lötwellentemperatur max. 260°C für max. 5 Sekunden.
• Wichtig:IR-Reflow-Löten ist für dieses Durchsteck-LED-Produkt NICHT geeignet. Übermäßige Temperatur oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem katastrophalen Ausfall führen.

6.3 Reinigung

Verwenden Sie bei Bedarf alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.

6.4 Lagerung

Für eine optimale Lagerfähigkeit lagern Sie die LEDs in einer Umgebung von maximal 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit. LEDs, die aus der Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für eine längere Lagerung verwenden Sie einen verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

• Stückzahl pro Beutel: 1000, 500, 200 oder 100 Stück.
• 10 Beutel pro Innenkarton (z.B. 10.000 Stk. bei 1000-Stk.-Beuteln).
• 8 Innenkartons pro Außenkarton (z.B. 80.000 Stk. insgesamt).
• Die letzte Packung in einer Versandcharge kann unvollständig sein.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Ansteuerungsmethode

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim Parallelschalten mehrerer LEDs zu gewährleisten, wirddringend empfohlen, für jede LED einen strombegrenzenden Vorwiderstand in Reihe zu schalten (Schaltung A). Das direkte Parallelschalten von LEDs ohne individuelle Widerstände (Schaltung B) wird aufgrund von Schwankungen der Durchlassspannung (V_F) nicht empfohlen, was zu erheblichen Unterschieden im Strom und damit in der Helligkeit zwischen den Bauteilen führen kann.

8.2 ESD-Schutz (Elektrostatische Entladung)

Diese LED ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Präventive Maßnahmen umfassen:

• Verwendung geerdeter Handgelenkbänder oder antistatischer Handschuhe bei der Handhabung.
• Sicherstellen, dass alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.
• Verwendung von Ionisatoren, um sich auf der Kunststofflinse aufbauende statische Ladungen zu neutralisieren.
• Durchführung von ESD-Schulungs- und Zertifizierungsprogrammen für das Personal.

8.3 Thermische Aspekte

Obwohl die Verlustleistung gering ist, wird der Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen (bis zum Maximum von 85°C) die Lichtleistung verringern, wie in der Temperaturkennlinie gezeigt. Sorgen Sie in geschlossenen Räumen für ausreichende Belüftung.

9. Technischer Vergleich und Designüberlegungen

Im Vergleich zu nicht-diffundierenden LEDs bietet dieses Bauteil einen breiteren (50°) Abstrahlwinkel, was es für Anwendungen geeignet macht, bei denen die Anzeige aus einem breiten Positionsbereich sichtbar sein muss. Die typische Durchlassspannung von 3,2V ist Standard für blaue InGaN-basierte LEDs. Entwickler müssen den Durchlassspannungsbereich (2,4V-3,3V) bei der Berechnung der Vorwiderstandswerte berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der Strom bei allen Einheiten innerhalb des 20mA-Limits bleibt. Die hohe Lichtstärke (bis zu 2200 mcd) ermöglicht den Einsatz unter mäßig hellen Umgebungslichtbedingungen.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Kann ich diese LED mit einer 5V-Versorgung betreiben?

Ja, aber Sie MÜSSEN einen Vorwiderstand in Reihe verwenden. Für eine 5V-Versorgung und einen Zielstrom von 20mA, unter Annahme eines typischen V_F-Werts von 3,2V, wäre der Widerstandswert R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohm. Verwenden Sie den maximalen V_F-Wert (3,3V), um den minimalen sicheren Widerstandswert zu berechnen: R_min = (5V - 3,3V) / 0,02A = 85 Ohm. Ein Standardwiderstand von 91 oder 100 Ohm wäre geeignet, was auch den tatsächlichen Strom leicht beeinflusst.

10.2 Warum wird für jede parallel geschaltete LED ein Vorwiderstand benötigt?

Aufgrund natürlicher Fertigungstoleranzen haben keine zwei LEDs exakt die gleiche Durchlassspannung (V_F). Wenn sie direkt parallel an eine Spannungsquelle angeschlossen werden, zieht die LED mit der etwas niedrigeren V_F unverhältnismäßig mehr Strom, was möglicherweise ihre Grenzwerte überschreitet und zum Ausfall führt, während die anderen schwach bleiben. Ein Vorwiderstand für jede LED hilft, den Strom durch negative Rückkopplung auszugleichen, sorgt für eine gleichmäßigere Helligkeit und schützt die Bauteile.

10.3 Was bedeutet der Binning-Code?

Der Binning-Code (z.B. S-B08) gibt die Leistungssortierung an. Der erste Buchstabe (P, Q, R, S) spezifiziert den Lichtstärkebereich. Der alphanumerische Code (B07, B08, B09) spezifiziert den Bereich der dominanten Wellenlänge (Farbe). Die Bestellung eines spezifischen Bins gewährleistet Konsistenz in Helligkeit und Farbe für Ihre Anwendung.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario:Entwurf eines Frontpanels für einen Industrie-Controller mit vier Status-LEDs (Stromversorgung, Betrieb, Fehler, Standby).

• Bauteilauswahl:Diese blaue LED wurde aufgrund ihrer hohen Helligkeit und ihres breiten Abstrahlwinkels ausgewählt, um die Sichtbarkeit auf einer Werkshalle zu gewährleisten.
• Schaltungsentwurf:Jede LED wird zwischen einen Mikrocontroller-GPIO-Pin (als Senke) und die +5V-Schiene über einen separaten Vorwiderstand geschaltet. Der Widerstandswert wird basierend auf der Low-Level-Spannung des GPIO und dem V_F-Wert der LED berechnet, um ~15-18mA zu erreichen und so Helligkeit und Mikrocontroller-Belastung auszugleichen.
• PCB-Layout:Die Bohrungen werden gemäß dem Anschlussabstand der LED platziert. Der Freihaltebereich um die LED (2 mm vom Körper für die Lötung) wird im Layout berücksichtigt.
• Montage:Die LEDs werden nach Abschluss aller Reflow-Lötvorgänge für SMD-Bauteile eingesetzt. Sie werden gemäß dem spezifizierten Zeit-/Temperaturprofil wellengelötet.
• Ergebnis:Ein zuverlässiger, gleichmäßig heller Satz von Statusanzeigen mit einheitlicher Farbe und Intensität.

12. Funktionsprinzip

Eine Leuchtdiode (LED) ist ein Halbleiter-pn-Übergangsbauteil. Wird eine Durchlassspannung angelegt, rekombinieren Elektronen aus dem n-Gebiet mit Löchern aus dem p-Gebiet im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts wird durch die Bandlücke der verwendeten Halbleitermaterialien bestimmt. Dieses Bauteil verwendet eine auf Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) basierende Struktur zur Erzeugung von blauem Licht. Die diffundierende Epoxidharzlinse umschließt den Halbleiterchip, bietet mechanischen Schutz und formt den Lichtausgangsstrahl.

13. Entwicklungstrends

Während Durchsteck-LEDs für Prototyping, Reparatur und bestimmte industrielle Anwendungen nach wie vor wichtig sind, tendiert die Branche insgesamt zu oberflächenmontierbaren (SMD) LEDs für die automatisierte Hochvolumenmontage. SMD-Gehäuse bieten kleinere Bauraumabmessungen, ein besseres Wärmemanagement und eine höhere Bestückungsdichte. Dennoch werden Durchsteckbauteile wie dieses weiterhin für ihre mechanische Robustheit, einfache manuelle Handhabung und Eignung für Anwendungen geschätzt, die hohe Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen erfordern, wo die Lötstellenintegrität von größter Bedeutung ist. Fortschritte in den Materialien verbessern weiterhin die Effizienz und Lebensdauer aller LED-Typen.