LTL-R42FGYYHKP LED-Lampe Datenblatt - Durchsteckmontage - Gelbgrün & Gelb - 10mA - 2,0V - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL-R42FGYYHKP ist eine für die Durchsteckmontage konzipierte LED-Lampe, die als Leiterplatten-Anzeige (Circuit Board Indicator, CBI) dient. Sie besteht aus einem schwarzen Kunststoffgehäuse im rechten Winkel, in dem mehrere LED-Chips integriert sind. Die Hauptfunktion dieser Komponente ist die Bereitstellung einer klaren, kontrastreichen Status- oder Anzeigebeleuchtung auf elektronischen Leiterplatten. Ihr Design priorisiert einfache Montage und zuverlässige Leistung in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen.

1.1 Kernvorteile

• Einfache Montage:Das Design ist für die unkomplizierte Platzierung und Verlötung auf Leiterplatten (PCBs) optimiert.
• Verbesserter Kontrast:Das schwarze Gehäusematerial verbessert den Kontrast erheblich, wodurch die leuchtenden LEDs auf der Platine besser sichtbar sind.
• Energieeffizienz:Das Bauteil zeichnet sich durch geringen Stromverbrauch bei gleichzeitig hoher Lichtausbeute aus.
• Umweltkonformität:Es handelt sich um ein bleifreies Produkt, das der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) entspricht.
• Chip-Technologie:Verwendet AlInGaP-Halbleitertechnologie für die gelbgrünen (569nm) und gelben (589nm) Emissionschips.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED-Lampe eignet sich für ein breites Spektrum elektronischer Geräte, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

• Computersysteme und Peripheriegeräte
• Kommunikationsgeräte
• Unterhaltungselektronik
• Industriesteuerung und Messtechnik

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

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

• Verlustleistung (Pd):52 mW pro LED. Dies ist die maximale Leistung, die der LED-Chip sicher als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Strom (I_FP):60 mA. Dieser Strom darf nur unter gepulsten Bedingungen angelegt werden (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10μs).
• DC-Vorwärtsstrom (I_F):20 mA. Dies ist der maximal empfohlene kontinuierliche Vorwärtsstrom für einen zuverlässigen Dauerbetrieb.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich, in dem das Bauteil funktioniert.
• Lagertemperatur (T_stg):-45°C bis +100°C. Der Temperaturbereich für die Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand.
• Löten der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen 2,0 mm vom LED-Körper entfernt. Dies ist kritisch für Wellen- oder Handlötprozesse.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C und einem Vorwärtsstrom (I_F) von 10mA, sofern nicht anders angegeben.

• Leuchtstärke (I_V):
  • LED1 (Gelbgrün): Typisch 15 mcd, Bereich von 8,7 mcd (Min) bis 29 mcd (Max).
  • LED2 & 3 (Gelb): Typisch 14 mcd, Bereich von 3,8 mcd (Min) bis 30 mcd (Max). Auf diese Garantiewerte wird eine Messtoleranz von ±15% angewendet.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):100 Grad für alle LEDs. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Leuchtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwertes abfällt.
• Spitzenwellenlänge (λ_P):
  • LED1 (Gelbgrün): 572 nm.
  • LED2 & 3 (Gelb): 591 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Abgeleitet von den CIE-Koordinaten, definiert diese die wahrgenommene Farbe.
  • LED1 (Gelbgrün): 570 nm (566-573 nm Bereich).
  • LED2 & 3 (Gelb): 588 nm (584-593 nm Bereich). Die Messtoleranz beträgt ±1nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm für alle LEDs, was die spektrale Reinheit angibt.
• Durchlassspannung (V_F):Typisch 2,0V, maximal 2,6V für alle LEDs bei 10mA.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.Wichtig:Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Testzustand dient nur der Charakterisierung.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Datenblatt weist auf inhärente Schwankungen in Schlüsselparametern hin. Obwohl keine formelle Binning-Tabelle bereitgestellt wird, implizieren die Min/Typ/Max-Werte für Leuchtstärke und dominante Wellenlänge einen Sortier- oder Auswahlprozess, um sicherzustellen, dass die Bauteile innerhalb der spezifizierten Bereiche liegen. Konstrukteure sollten diese Schwankungen berücksichtigen, insbesondere für die Helligkeitsabstimmung in Anwendungen mit mehreren LEDs.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die für den Entwurf essentiell sind.

• I-V-Kennlinie:Zeigt die Beziehung zwischen Durchlassspannung (V_F) und Vorwärtsstrom (I_F). Diese ist nichtlinear und entscheidend für die Auswahl des passenden Vorwiderstands.
• Relative Leuchtstärke vs. Vorwärtsstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, typischerweise in einem nahezu linearen Verhältnis innerhalb des Betriebsbereichs.
• Relative Leuchtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Reduzierung der Lichtleistung mit steigender Sperrschichttemperatur. Die Leistung nimmt bei höheren Temperaturen ab.
• Spektrale Verteilung:Veranschaulicht die relative abgestrahlte Leistung über die Wellenlängen, zentriert um die Spitzen- und dominante Wellenlänge.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Das Bauteil verwendet ein Durchsteckgehäuse im rechten Winkel. Wichtige dimensionale Hinweise:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben (Zollwerte in Toleranz).
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25mm (±0,010"), sofern in der Zeichnung nicht anders angegeben.
• Das Gehäusematerial ist schwarzer oder dunkelgrauer Kunststoff, klassifiziert nach UL 94V-0 für Entflammbarkeit.
• LED1 hat einen gelbgrünen Chip mit einer grünen Streulinse. LED2 und LED3 haben gelbe Chips mit gelben Streulinsen.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Durchsteck-LEDs wird die Kathode typischerweise durch eine abgeflachte Seite der Linse, einen kürzeren Anschluss oder eine Markierung am Gehäuse gekennzeichnet. Die spezifische Kennzeichnungsmethode sollte aus der im Datenblatt referenzierten detaillierten Abmessungszeichnung überprüft werden.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Lagerung

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

6.2 Reinigung

Falls Reinigung erforderlich ist, alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol verwenden. Aggressive oder unbekannte Chemikalien vermeiden.

6.3 Anschlussbeinformung

Die Anschlüsse mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt biegen. Die Linsenbasis nicht als Drehpunkt verwenden. Das Biegen vor dem Löten und bei Raumtemperatur durchführen. Beim Einfügen in die Leiterplatte minimalen Kraftaufwand verwenden, um mechanische Belastung zu vermeiden.

6.4 Lötparameter

Einen Mindestabstand von 2 mm zwischen Linsen-/Gehäusebasis und Lötstelle einhalten. Die Linse nicht in das Lot tauchen.

• Handlöten (Lötkolben):Max. Temperatur 350°C, max. Zeit 3 Sekunden pro Anschluss.
• Wellenlöten:Vorwärmen auf max. 120°C für bis zu 100s. Lötwellenbad bei max. 260°C für max. 5 Sekunden.
• Reflow-Löten (Profil als Referenz):
  • Vorwärmen/Einweichen: 150-200°C für bis zu 100s.
  • Zeit oberhalb Liquidus (T_L=217°C): 60-90s.
  • Spitzentemperatur (T_P): 250°C (Klassifizierungstemperatur T_C=245°C für max. 30s).
  • Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitze: max. 5 Minuten.

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

7. Anwendungsempfehlungen

7.1 Treiberschaltungsentwurf

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim Parallelschalten mehrerer LEDs zu gewährleisten, wirddringend empfohlenfür jede LED einen eigenen Vorwiderstand in Reihe zu schalten (Schaltung A). Das direkte Parallelschalten von LEDs ohne Einzelwiderstände (Schaltung B) wird nicht empfohlen, da kleine Unterschiede in der Durchlassspannung (V_F) zwischen den LEDs zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich der Helligkeit führen.

7.2 Elektrostatische Entladung (ESD)

Obwohl im Auszug nicht vollständig detailliert, sind LEDs generell ESD-empfindlich. Während der Montage und Handhabung sollten geeignete ESD-Schutzmaßnahmen (Verwendung geerdeter Handgelenkbänder, antistatischer Matten usw.) befolgt werden, um versteckte oder sofortige Schäden zu verhindern.

7.3 Wärmemanagement

Obwohl die Leistung gering ist, wird der Betrieb bei oder nahe dem Maximalstrom (20mA) und/oder bei hohen Umgebungstemperaturen (bis +85°C) die Lichtleistung reduzieren und möglicherweise die Lebensdauer beeinträchtigen. Bei Verwendung in hochdichten oder hochtemperatur Umgebungen für ausreichende Luftzirkulation sorgen.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTL-R42FGYYHKP unterscheidet sich durch ihr integriertes Multi-LED-Gehäuse im rechten Winkel. Dies bietet eine fertige Anzeigelösung, die mehrere Farben (Gelbgrün und Gelb) in einem einzigen, einfach zu montierenden Gehäuse kombiniert und so im Vergleich zur Verwendung diskreter LEDs und separater Halterungen Leiterplattenfläche und Montagezeit spart. Die Verwendung von AlInGaP-Technologie bietet für das gelbe Spektrum gute Effizienz und Farbstabilität.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 20mA betreiben?

A: Ja, 20mA ist der maximal empfohlene DC-Vorwärtsstrom. Für maximale Lebensdauer und Zuverlässigkeit ist der Betrieb mit einem niedrigeren Strom (z.B. 10-15mA) oft ratsam.

F: Warum gibt es eine so große Spanne bei der Leuchtstärke (z.B. 3,8 bis 30 mcd)?

A: Dies spiegelt natürliche Schwankungen in der Halbleiterfertigung wider. Es wird garantiert, dass das Bauteil innerhalb dieses Bereichs liegt. Für Anwendungen, die eine genaue Helligkeitsabstimmung erfordern, können LEDs aus einem engeren Bereich ausgewählt (gebinned) werden.

F: Kann ich einen einzelnen Widerstand für zwei parallel geschaltete LEDs verwenden?

A: Es wird nicht empfohlen (siehe Warnung zu Schaltung B). Aufgrund von V_F-Schwankungen könnte eine LED den Großteil des Stroms ziehen, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und möglicher Überlastung der helleren LED führt. Immer Einzelwiderstände verwenden.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Spitzenwellenlänge (λ_P) ist die Wellenlänge am höchsten Punkt des Emissionsspektrums. Dominante Wellenlänge (λ_d) wird aus Farbkoordinaten berechnet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge der reinen Spektralfarbe, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. λ_dist für die Farbspezifikation relevanter.

10. Praktischer Entwurf und Anwendungsbeispiel

Szenario:Entwurf eines Statuspanels für einen Industriecontroller, das eindeutige Anzeigen für "Eingeschaltet" (dauerhaft gelbgrün) und "Fehler" (blinkend gelb) benötigt.

Umsetzung:Eine einzelne LTL-R42FGYYHKP-Komponente kann verwendet werden. LED1 (gelbgrün) wird über einen Vorwiderstand an eine konstante Spannungsquelle (z.B. 5V) angeschlossen, um "Eingeschaltet" anzuzeigen. LED2 oder LED3 (gelb) wird über ihren eigenen Widerstand an einen Mikrocontroller-GPIO-Pin angeschlossen, der für Blinkausgabe konfiguriert ist, um "Fehler" anzuzeigen. Das Gehäuse im rechten Winkel ermöglicht die Montage des Panels senkrecht zur Hauptplatine und lenkt das Licht optimal zum Benutzer. Das schwarze Gehäuse sorgt für hohen Kontrast zum Panelrahmen.

11. Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich (in diesem Fall aus AlInGaP). Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. Eine Streulinse über dem Chip hilft, das Licht zu streuen und erzeugt so den breiten 100-Grad-Abstrahlwinkel.

12. Technologietrends

Durchsteck-Anzeige-LEDs wie die LTL-R42FGYYHKP dienen weiterhin Anwendungen, die Robustheit, einfache manuelle Montage oder hohe Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen erfordern. Der breitere Branchentrend geht jedoch bei den meisten neuen Entwürfen aufgrund ihrer geringeren Größe, Eignung für automatisierte Bestückung und niedrigeren Bauhöhe zu oberflächenmontierbaren (SMD) LEDs. Fortschritte in der LED-Technologie konzentrieren sich auf die Steigerung der Effizienz (Lumen pro Watt), die Verbesserung der Farbwiedergabe und die Erhöhung der Zuverlässigkeit unter höheren Temperatur- und Strombedingungen. Das grundlegende Funktionsprinzip bleibt unverändert, aber Materialien und Verpackungstechniken entwickeln sich weiter.