LTL-R14FGFAJ Durchsteck-LED-Lampe Datenblatt - T-1-Gehäuse - Orange/Gelbgrün - 20mA - 52mW - Deutsche technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen der LTL-R14FGFAJ, einer Durchsteck-LED-Lampe für Statusanzeige und Signalisierung. Das Bauteil wird in zwei Farbvarianten angeboten: Orange und Gelbgrün. Es nutzt AlInGaP-Halbleitertechnologie (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) für hohe Effizienz und zuverlässige Leistung. Die LED ist in einem standardmäßigen T-1-Gehäuse mit weißer Streulinse untergebracht, die einen weiten Betrachtungswinkel für verschiedene elektronische Geräte bietet.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Hohe Effizienz & geringer Stromverbrauch:Für optimale Lichtausbeute bei minimalem Energieverbrauch ausgelegt, geeignet für batteriebetriebene oder energiebewusste Anwendungen.
• Umweltkonformität:Das Produkt ist bleifrei und vollständig konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Standardgehäuse:Das bewährte T-1 (3mm) Durchsteckgehäuse ermöglicht eine einfache Integration in bestehende Leiterplatten-Designs und Prototypenplatinen.
• Weiter Betrachtungswinkel:Die weiße Streulinse erzeugt eine gleichmäßige Lichtverteilung und verbessert die Sichtbarkeit aus verschiedenen Winkeln.

1.2 Zielanwendungen und Märkte

Diese LED ist vielseitig einsetzbar und findet Verwendung in zahlreichen Branchen, die klare, zuverlässige visuelle Anzeigen benötigen. Hauptanwendungsbereiche sind:

• Kommunikationsgeräte:Statusleuchten an Routern, Modems und Netzwerk-Switches.
• Computer-Peripheriegeräte:Strom-, Aktivitäts- und Modusanzeigen an Tastaturen, Monitoren und externen Laufwerken.
• Unterhaltungselektronik:Anzeigelampen an Audio-/Video-Geräten, Haushaltsgeräten und Spielzeug.
• Haushaltsgeräte:Betriebsstatusanzeigen an Mikrowellen, Waschmaschinen und Kaffeemaschinen.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Limits, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (P_D):52 mW für beide Farbvarianten (Orange und Gelbgrün). Dieser Parameter ist entscheidend für das thermische Management.
• DC-Durchlassstrom (I_F):20 mA Dauerbetrieb. Das Überschreiten dieses Stroms verringert die Lebensdauer erheblich und kann zum Ausfall führen.
• Spitzen-Durchlassstrom:60 mA (Pulsbreite ≤10 μs, Tastverhältnis ≤1/10). Geeignet für kurze, hochintensive Pulse.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C. Gewährleistet die Funktionalität in einem breiten Spektrum von Umgebungsbedingungen.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.
• Löttemperatur der Anschlüsse:260°C maximal für 5 Sekunden, gemessen 2,0 mm vom LED-Körper entfernt. Kritisch für die Prozesskontrolle bei der Montage.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

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

• Leuchtstärke (I_V):Für die Orange-LED beträgt der typische Wert 140 mcd bei I_F=20mA. Die Leuchtstärke der Gelbgrün-Variante ist in der Binning-Tabelle spezifiziert. Die Messung folgt der CIE-Photopischen Augenempfindlichkeitskurve.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):100 Grad für beide Farben. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt, was auf einen sehr breiten Strahl hindeutet.
• Spitzenwellenlänge (λ_P):Orange: 611 nm (typisch). Gelbgrün: 575 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge der maximalen spektralen Emission.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Definiert die wahrgenommene Farbe. Orange: 598-612 nm Bereich. Gelbgrün: 565-571 nm Bereich. Spezifische Werte werden über das Binning gesteuert.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Orange: 17 nm (typisch). Gelbgrün: 15 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (V_F):2,1V bis 2,6V bei I_F=20mA für beide Farben. Wichtig für die Berechnung der Vorwiderstandswerte in Treiberschaltungen.
• Sperrstrom (I_R):10 μA maximal bei V_R=5V.Wichtiger Hinweis:Die LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Binning-System-Spezifikation

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Die LTL-R14FGFAJ verwendet ein zweidimensionales Binning-System.

3.1 Leuchtstärke-Binning

Sowohl Orange- als auch Gelbgrün-LEDs werden in drei Leuchtstärke-Bins (AB, CD, EF) gruppiert, jeweils mit einem definierten Minimal- und Maximalwert der Leuchtstärke bei 20mA. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±30%.

• Bin AB:23 - 50 mcd
• Bin CD:50 - 85 mcd
• Bin EF:85 - 140 mcd

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning

LEDs werden auch nach ihrer dominanten Wellenlänge gebinnt, um die Farbkonsistenz zu steuern. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±1 nm.

• Gelbgrüne Wellenlängen-Bins:
  • Bin 1: 565,0 - 568,0 nm
  • Bin 2: 568,0 - 571,0 nm
• Orange Wellenlängen-Bins:
  • Bin 3: 598,0 - 605,0 nm
  • Bin 4: 605,0 - 612,0 nm

Bei der Bestellung ist in der Regel eine vollständige Artikelnummer erforderlich, die sowohl Intensitäts- als auch Wellenlängen-Bins angibt, um spezifische Leistungsmerkmale zu garantieren.

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Abmessungen

Die LED entspricht dem Standard-T-1 (3mm) Radialgehäuse. Wichtige dimensionale Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern (Zoll als Referenz).
• Standardtoleranz ist ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Maximaler Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0 mm.
• Der Anschlussabstand wird dort gemessen, wo die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode (negativer Anschluss) ist typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Linsenrand der LED und/oder durch den kürzeren Anschluss gekennzeichnet. Vor der Montage stets das Kennzeichnungsdiagramm des Herstellers zur Bestätigung heranziehen.

4.3 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, um ESD-Schäden zu verhindern. Standardverpackungsmengen sind:

• 1000, 500, 200 oder 100 Stück pro Verpackungsbeutel.
• 10 Verpackungsbeutel werden in einem Innenkarton platziert (max. 10.000 Stück gesamt).
• 8 Innenkartons werden in einem Versandkarton verpackt (max. 80.000 Stück gesamt).

5. Richtlinien für Montage, Löten und Handhabung

5.1 Lagerbedingungen

Für langfristige Zuverlässigkeit sollten LEDs in einer Umgebung von maximal 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Wenn sie aus dem ursprünglichen versiegelten Feuchtigkeitssperrbeutel entnommen wurden, innerhalb von drei Monaten verwenden. Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder einen stickstoffgefüllten Exsikkator verwenden.

5.2 Anschlussbeinformung und Leiterplattenmontage

• Anschlüsse an einer Stelle biegen, die mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
• Den LED-Körper nicht als Drehpunkt beim Biegen verwenden.
• Alle Anschlussbeinformungen bei Raumtemperatur undvor soldering.
• der Leiterplattenbestückung durchführen. Beim Einführen in die Leiterplatte eine minimale Verbiegekraft anwenden, um mechanische Belastung der Epoxidlinse zu vermeiden.

5.3 Lötempfehlungen

Einen Mindestabstand von 2 mm von der Linsenbasis zum Lötpunkt einhalten. Die Linse niemals in Lötzetauchbad tauchen.

• Handlöten (Lötkolben):
  • Temperatur: maximal 350°C.
  • Zeit: maximal 3 Sekunden pro Anschluss.
  • Auf einen Lötzyklus beschränken.
• Wellenlöten:
  • Vorwärmtemperatur: maximal 150°C für max. 120 Sekunden.
  • Lötwellen (Spitze): maximal 270°C ±5°C.
  • Kontaktzeit: maximal 6 Sekunden.
  • Tauchposition: Nicht tiefer als 2 mm von der Linsenbasis.

Warnung:Übermäßige Temperatur oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem katastrophalen LED-Ausfall führen.

5.4 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

AlInGaP-LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Immer:

• Geerdetes Handgelenkband oder antistatische Handschuhe beim Hantieren verwenden.
• Sicherstellen, dass alle Arbeitsplätze, Werkzeuge und Geräte ordnungsgemäß geerdet sind.
• Einen Ionisator verwenden, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich auf der Kunststofflinse aufbauen können.

6. Treiberschaltungsentwurf und Anwendungshinweise

6.1 Empfohlene Ansteuerungsmethode

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen, insbesondere wenn mehrere LEDs parallel verwendet werden, wirddringend empfohlen, jede LED mit ihrem eigenen in Reihe geschalteten strombegrenzenden Widerstand anzusteuern (Schaltung A).

Das direkte Parallelschalten von LEDs ohne individuelle Widerstände (Schaltung B) vermeiden, da kleine Unterschiede in ihren Durchlassspannungs- (V_F) Kennwerten zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich zu ungleichmäßiger Helligkeit führen.

6.2 Berechnung des Vorwiderstands

Der Wert des strombegrenzenden Widerstands (R_S) wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R_S= (V_Versorgung- V_F) / I_F

Wobei:

• V_Versorgungdie Versorgungsspannung ist.
• V_Fdie LED-Durchlassspannung ist (für ein konservatives Design den Maximalwert von 2,6V verwenden).
• I_Fder gewünschte Durchlassstrom ist (20 mA max. Dauerbetrieb).

Beispiel:Für eine 5V-Versorgung: R_S= (5V - 2,6V) / 0,020A = 120 Ω. Der nächstgelegene Standardwert (z.B. 120Ω oder 150Ω) kann verwendet werden, wobei sich der Strom leicht anpasst.

6.3 Thermische Aspekte

Obwohl die Verlustleistung gering ist (52mW), hilft ein ausreichender Abstand zwischen LEDs auf einer Leiterplatte und die Vermeidung der Platzierung in der Nähe anderer wärmeerzeugender Komponenten, die optimale Lichtausbeute und Langlebigkeit zu erhalten, insbesondere beim Betrieb am oberen Ende des Temperaturbereichs.

7. Kennlinien und typische Eigenschaften

Obwohl spezifische Grafiken im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische Kennlinien für solche LEDs umfassen:

• I-V-Kennlinie (Strom-Spannungs-Kennlinie):Zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Durchlassspannung und Strom und hebt die Schwellspannung (~2,0V) hervor.
• Relative Leuchtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Strom zunimmt, typischerweise in einem nahezu linearen Verhältnis innerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs.
• Relative Leuchtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Abnahme der Lichtausbeute mit steigender Sperrschichttemperatur, ein wichtiger Aspekt für Hochtemperaturumgebungen.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum (λ_P) und die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) zeigt.
• Betrachtungswinkeldiagramm:Ein Polardiagramm, das die räumliche Verteilung der Lichtintensität veranschaulicht und den weiten 100-Grad-Betrachtungswinkel bestätigt.

Entwickler sollten für diese grafischen Darstellungen das vollständige Datenblatt des Herstellers konsultieren, um fundierte Designentscheidungen bezüglich Treiberstrom, thermischem Management und optischem Design zu treffen.

8. Vergleich und Auswahlhilfe

8.1 Auswahl Orange vs. Gelbgrün

• Orange (611 nm Maximum):Bietet hohe Leuchtstärke (bis zu 140 mcd typ.) und wird oft für Warn- oder Aufmerksamkeitsanzeigen gewählt. Ihre längere Wellenlänge kann unter bestimmten Umgebungslichtbedingungen manchmal eine bessere Sichtbarkeit als Rot bieten.
• Gelbgrün (~575 nm Maximum):Liegt nahe der maximalen Empfindlichkeit des menschlichen Auges (555 nm) und bietet für eine gegebene Strahlungsleistung eine hohe wahrgenommene Helligkeit. Oft für allgemeine Statusanzeigen verwendet, wo klare, neutrale Signalisierung erforderlich ist.

8.2 Hauptunterschiede der AlInGaP-Technologie

Im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaP (Galliumphosphid) bieten die in diesem Produkt verwendeten AlInGaP-LEDs:

• Höhere Effizienz:Mehr Lumen pro Watt, was zu einer helleren Ausgangsleistung bei gleichem Strom führt.
• Bessere Temperaturstabilität:Zeigen im Allgemeinen eine geringere Abnahme der Lichtausbeute mit steigender Temperatur.
• Überlegene Farbsättigung:Kann hellere und gesättigtere Farben im Rot-Orange-Gelb-Spektrum erzeugen.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

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

A: Nein. Der absolute maximale Dauer-Durchlassstrom beträgt 20mA. Das Überschreiten dieses Grenzwertes wird die Lebensdauer der LED drastisch reduzieren und kann aufgrund von Überhitzung zu einem sofortigen Ausfall führen.

F: Warum ist ein Vorwiderstand auch bei einer Konstantstromquelle notwendig?

A: Eine echte Konstantstromquelle benötigt keinen Vorwiderstand zur Stromregelung. In den meisten praktischen Anwendungen mit Spannungsquellen (wie einer 5V- oder 3,3V-Schiene) ist ein Vorwiderstand jedoch die einfachste und kostengünstigste Methode, um den Strom durch die LED einzustellen und zu begrenzen.

F: Was bedeutet die ±30% Toleranz bei den Leuchtstärke-Bins?

A: Es bedeutet, dass die tatsächlich gemessene Intensität einer LED, die einem bestimmten Bin zugeordnet ist (z.B. EF: 85-140 mcd), bis zu 30% höher oder niedriger als die angegebenen Bin-Grenzen sein könnte. Dies ist eine Messtoleranz, keine Produktionsstreuung. Der Binning-Prozess selbst sortiert die LEDs in diese Bereiche ein.

F: Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

A: Das Datenblatt gibt an, dass sie für Innen- und Außenschilder geeignet ist. Für einen längeren Außeneinsatz sind jedoch zusätzliche Designüberlegungen erforderlich, wie z.B. eine konforme Beschichtung auf der Leiterplatte zum Schutz vor Feuchtigkeit und UV-beständiges Linsenmaterial (was diese weiße Streulinse bieten kann). Für kritische Anwendungen sollten die spezifischen Umgebungsbewertungen beim Hersteller verifiziert werden.

F: Wie identifiziere ich Anode und Kathode?

A: Typischerweise ist der Kathodenanschluss (negativ) kürzer und kann durch eine abgeflachte Kante am Kunststoffflansch der LED markiert sein. Immer das Kennzeichnungsdiagramm im Datenblatt des Herstellers für das spezifische Markierungsschema überprüfen.