LTLR42FTBK4KHBPT Blaue LED-Lampe Datenblatt - T-1-Gehäuse - 3,2V - 20mA - 400mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTLR42FTBK4KHBPT ist eine blaue Leuchtdiode (LED) für die Durchsteckmontage auf Leiterplatten (PCBs). Sie ist Teil eines Circuit Board Indicator (CBI)-Systems, das einen schwarzen Kunststoff-Winkelhalter (Gehäuse) verwendet, der mit der LED-Lampe verbunden wird. Diese Produktfamilie ist für ihre Vielseitigkeit bekannt und bietet Konfigurationen wie Draufsicht (Abstandshalter) oder Winkelausrichtung und kann in horizontalen oder vertikalen Arrays angeordnet werden. Das Design betont einfache Montage und Stapelbarkeit.

1.1 Kernmerkmale

• Einfache Montage:Speziell für unkomplizierte und effiziente Leiterplattenbestückungsprozesse konzipiert.
• Halbleiter-Lichtquelle:Bietet im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer sowie Stoß- und Vibrationsfestigkeit.
• Energieeffizienz:Zeichnet sich durch geringen Stromverbrauch und hohe Lichtausbeute aus.
• Umweltkonformität:Dies ist ein bleifreies Produkt und entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Lichtquelle:Verwendet einen InGaN-Halbleiterchip (Indiumgalliumnitrid) mit einer nominellen Spitzenemission von 470 nm (blau).
• Verpackung:Geliefert in Band- und Rollenverpackung, geeignet für automatisierte Bestückungsgeräte.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich für eine breite Palette elektronischer Geräte, die Statusanzeige, Hintergrundbeleuchtung oder allgemeine Beleuchtung erfordern. Wichtige Anwendungsmärkte sind:

• Computer- und IT-Geräte
• Kommunikationsgeräte
• Unterhaltungselektronik
• Industriesteuerungen und -instrumentierung

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 76 mW. Dies ist die gesamte elektrische Leistung, die das Bauteil als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Strom in Durchlassrichtung (I_FP):Maximal 100 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10 µs).
• Dauer-Strom in Durchlassrichtung (I_F):Maximal 20 mA unter Gleichstrombedingungen.
• Strom-Entlastung:Der maximal zulässige Gleichstrom in Durchlassrichtung muss linear um 0,273 mA für jedes Grad Celsius reduziert werden, um das die Umgebungstemperatur (T_A) über 30 °C steigt.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-30 °C bis +80 °C.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40 °C bis +100 °C.
• Lötemperatur der Anschlüsse:Maximal 260 °C für 5 Sekunden, gemessen an einem Punkt 2,0 mm vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25 °C.

• Lichtstärke (I_V):140 - 680 mcd (Millicandela), mit einem typischen Wert von 400 mcd, gemessen bei I_F= 20 mA. Der spezifische Bereich wird durch den tatsächlichen Bin-Code bestimmt.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):45 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Spitzenwerts abfällt.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):468 nm (Nanometer). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):465 - 475 nm, mit einem typischen Wert von 470 nm. Dies ist die einzelne, vom menschlichen Auge wahrgenommene Wellenlänge, die die Farbe definiert.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):25 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (V_F):2,7 - 3,4 V, mit einem typischen Wert von 3,2 V, gemessen bei I_F= 20 mA.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 µA (Mikroampere), gemessen bei einer Sperrspannung (V_R) von 5 V.Wichtig:Dieses Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Test dient nur der Charakterisierung.

3. Binning-System-Spezifikation

Die LTLR42FTBK4KHBPT wird nach zwei wichtigen optischen Parametern sortiert (gebinned), um Farb- und Helligkeitskonsistenz innerhalb einer Anwendung sicherzustellen. Der Bin-Code ist auf der Verpackungstüte aufgedruckt.

3.1 Lichtstärke-Binning

Gebinned bei einem Prüfstrom von 20 mA. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±15 %.

• Bin H:180 - 240 mcd
• Bin J:240 - 310 mcd
• Bin K:310 - 400 mcd
• Bin L:400 - 520 mcd
• Bin M:520 - 680 mcd

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning

Gebinned bei einem Prüfstrom von 20 mA. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±1 nm.

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

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien, die für den Schaltungsentwurf und das Verständnis des Bauteilverhaltens unter verschiedenen Bedingungen wesentlich sind. Diese Kurven stellen grafisch Zusammenhänge dar wie:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt den nichtlinearen Zusammenhang zwischen der Spannung an der LED und dem durch sie fließenden Strom. Dies ist entscheidend für die Auswahl des geeigneten strombegrenzenden Widerstands oder Treiberschaltkreises.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht, wie die Lichtleistung mit dem Strom zunimmt. Sie zeigt den sublinearen Zusammenhang, was darauf hindeutet, dass der Wirkungsgrad bei sehr hohen Strömen sinken kann.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Abhängigkeit der Lichtleistung von der Sperrschichttemperatur. Typischerweise nimmt die Lichtstärke mit steigender Temperatur ab.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Strahlungsleistung gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum bei 468 nm und die Halbwertsbreite von 25 nm zeigt und die blauen Farbcharakteristiken bestätigt.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Die LED-Lampe entspricht den Standardabmessungen des T-1-Gehäuses (3 mm). Der zugehörige schwarze Kunststoff-Winkelhalter hat spezifische mechanische Zeichnungen, die im Datenblatt bereitgestellt werden. Wichtige Hinweise sind:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern (mit Zoll-Äquivalenten).
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25 mm (±0,010"), sofern nicht anders angegeben.
• Das Haltermaterial ist schwarzer Kunststoff.
• Die LED-Lampe selbst hat einen blauen InGaN-Chip und eine wasserklare (transparente) Linse.

5.2 Verpackungsspezifikation

Das Bauteil wird im industrieüblichen Band- und Rollenformat für die automatisierte Platzierung geliefert.

• Trägerband:Hergestellt aus schwarzem leitfähigem Polystyrol-Alloy. Die Dicke beträgt 0,50 ±0,06 mm.
• Rolle:Standardrolle mit 13 Zoll Durchmesser, enthält 400 Stück.
• Kartonverpackung:
  • 1 Rolle wird zusammen mit einer Feuchteanzeigekarte und Trockenmittel in einer Feuchtigkeitssperrbeutel (MBB) verpackt.
  • 2 MBBs werden in einem Innenkarton verpackt (insgesamt 800 Stück).
  • 10 Innenkartons werden in einem Außenkarton verpackt (insgesamt 8.000 Stück).

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Lagerbedingungen

• Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30 °C und ≤70 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Innerhalb eines Jahres nach dem Versiegelungsdatum der Tüte verwenden.
• Geöffnete Verpackung:Lagern bei ≤30 °C und ≤60 % RH. Bauteile sollten innerhalb von 168 Stunden (7 Tagen) nach dem Öffnen dem IR-Reflow-Lötprozess unterzogen werden.
• Verlängerte Lagerung (geöffnet):Für eine Lagerung über 168 Stunden hinaus, in einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-Exsikkator lagern. Bauteile, die länger als 168 Stunden außerhalb der Originaltüte gelagert wurden, müssen vor der Lötmontage etwa 48 Stunden bei ca. 60 °C getrocknet (gebacken) werden, um aufgenommene Feuchtigkeit zu entfernen und "Popcorning"-Schäden während des Reflow zu verhindern.

6.2 Anschlussformung

• 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 Anschlussformung bei Raumtemperatur undvordem Lötprozess durch.
• Verwenden Sie beim Einfügen in die Leiterplatte die minimal notwendige Verbiegekraft, um übermäßige mechanische Belastung des Bauteils zu vermeiden.

6.3 Lötprozess

Allgemeine Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 2 mm von der Basis der Linse/des Halters zum Lötpunkt ein. Vermeiden Sie das Eintauchen der Linse/des Halters in Lot. Üben Sie keine äußere Belastung auf die Anschlüsse aus, während die LED eine hohe Temperatur hat.

• Handlöten (Lötkolben):
  • Temperatur: Maximal 350 °C.
  • Zeit: Maximal 3 Sekunden pro Lötstelle.
  • Position: Nicht näher als 2 mm von der Basis.
• Wellenlöten:
  • Vorwärmtemperatur: Maximal 100 °C.
  • Vorwärmzeit: Maximal 60 Sekunden.
  • Lötwellentemperatur: Maximal 260 °C.
  • Lötzeit: Entsprechend dem Standard-Wellenlötprofil, wobei der 2-mm-Abstand eingehalten wird.

6.4 Reinigung

Wenn nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol. Vermeiden Sie den Einsatz scharfer oder aggressiver chemischer Reinigungsmittel.

7. Anwendungshinweise und Designüberlegungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese blaue LED eignet sich sowohl für Innen- als auch Außenbeschilderungsanwendungen sowie für allgemeine Statusanzeigen in einer Vielzahl elektronischer Geräte, einschließlich Computern, Netzwerkgeräten, Haushaltsgeräten und Industrie-Steuerpaneelen. Der Winkelhalter bietet einen 90-Grad-Lichtausgabeweg, der ideal für frontmontierte Anzeigen ist.

7.2 Schaltungsentwurf

• Strombegrenzung:Ein externer strombegrenzender Widerstand ist zwingend erforderlich, wenn die LED von einer Spannungsquelle gespeist wird. Der Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design stets den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt (3,4 V), um sicherzustellen, dass der Strom 20 mA nicht überschreitet.
• Thermisches Management:Beachten Sie die Spezifikationen für Verlustleistung und Strom-Entlastung. Für Anwendungen mit hohen Umgebungstemperaturen oder Dauerbetrieb sorgen Sie bei Bedarf für ausreichende Belüftung oder Kühlkörper, um die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten.
• Sperrspannungsschutz:Da das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist, erwägen Sie das Hinzufügen einer Schutzdiode in Reihe oder parallel (abhängig von der Schaltung), falls die Möglichkeit einer angelegten Sperrspannung besteht.

7.3 Optisches Design

• Der 45-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen relativ breiten Strahl, der für allgemeine Anzeigen geeignet ist.
• Die wasserklare Linse erzeugt eine helle, fokussierte Punktlichtquelle. Für diffuses Licht wäre ein externer Diffusor oder ein Halter mit diffuser Linse erforderlich.
• Wenn Sie Bins für eine Anwendung mit mehreren LEDs auswählen, geben Sie dieselben Lichtstärke- und dominante Wellenlängen-Bin-Codes an, um visuelle Gleichmäßigkeit über alle Anzeigen hinweg sicherzustellen.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während spezifische Wettbewerbsvergleiche im Datenblatt nicht bereitgestellt werden, kann die LTLR42FTBK4KHBPT anhand ihrer Standardspezifikationen bewertet werden:

• Gehäuse:Das klassische T-1-Durchsteckgehäuse bietet Robustheit und einfaches manuelles Prototyping, wird jedoch in der Hochvolumen-Fertigung durch oberflächenmontierbare Bauteile (SMDs) verdrängt.
• Effizienz:Mit einer typischen Lichtstärke von 400 mcd bei 20 mA (ca. 64 mW) bietet sie eine gute Effizienz für eine Standard-Blaue-LED. Neuere Hochhelligkeits- oder Niedrigstrom-SMD-LEDs können eine höhere Lichtausbeute (Lumen pro Watt) bieten.
• Systemintegration:Der wesentliche Unterscheidungsfaktor ist das integrierte CBI-Systemkonzept (Circuit Board Indicator) – der separate, stapelbare Winkelhalter. Dies ermöglicht ein flexibles mechanisches Design und einen einfachen Austausch des LED-Elements, ohne den auf der Leiterplatte montierten Halter zu ändern.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (λ_P) und dominanter Wellenlänge (λ_d)?
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-Farbtafel), der die einzelne Wellenlänge der wahrgenommenen Farbe darstellt. Sie sind oft nahe beieinander, aber nicht identisch.

F2: Kann ich diese LED mit einer Konstantspannungsquelle ohne Widerstand betreiben?
A2: Nein. LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Ihre Durchlassspannung hat einen Toleranzbereich (2,7 V - 3,4 V). Der direkte Anschluss an eine Spannungsquelle, selbst leicht über dem minimalen V_F, kann übermäßigen Stromfluss, Überhitzung und schnellen Ausfall verursachen. Verwenden Sie stets einen Reihen-Strombegrenzungswiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

F3: Warum ist die 168-Stunden-Bodenlebensdauer nach dem Öffnen der Tüte so wichtig?
A3: Kunststoff-LED-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und einen Innendruck erzeugen, der das Gehäuse delaminieren oder den Chip reißen lassen kann ("Popcorning"). Die 168-Stunden-Grenze und das Trocknungsverfahren sind kritische Vorsichtsmaßnahmen der Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL), um diesen Fehlermodus zu verhindern.

F4: Wie interpretiere ich den Bin-Code auf der Tüte?
A4: Der Bin-Code, z.B. "K-B09"