LTLR42FGAFEH79Y LED-Lampe Datenblatt - Gelbgrün & Orange - 20mA/10mA - 52mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Das LTLR42FGAFEH79Y ist ein Leiterplatten-Anzeigemodul (CBI), das mehrere LED-Lampen in einem schwarzen Kunststoffgehäuse mit rechtwinkliger Bauform integriert. Dieses Design ist speziell für die einfache Montage auf Leiterplatten (PCBs) entwickelt. Das Produkt kombiniert Festkörper-Beleuchtungstechnologie mit einem anwenderfreundlichen mechanischen Aufbau.

1.1 Kernvorteile

• Einfache Montage:Der rechtwinklige Halter ist für eine vereinfachte Leiterplattenmontage konzipiert und stapelbar zur Bildung von Arrays.
• Verbesserter Kontrast:Das schwarze Gehäusematerial verbessert den visuellen Kontrast der leuchtenden LEDs.
• Energieeffizienz:Verwendet LED-Chips mit niedrigem Stromverbrauch und hoher Effizienz.
• Umweltkonformität:Dies ist ein bleifreies Produkt, das mit der RoHS-Richtlinie konform ist.
• Zuverlässige Quelle:Bietet Festkörper-Lichtquellen für eine lange Betriebsdauer.

1.2 Zielanwendungen

Diese Komponente eignet sich für eine Vielzahl elektronischer Geräte, die Statusanzeigen benötigen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

• Kommunikationsgeräte
• Computersysteme und Peripheriegeräte
• Unterhaltungselektronik
• Haushaltsgeräte

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Alle Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C. Das Überschreiten dieser Grenzwerte kann dauerhafte Schäden verursachen.

• Verlustleistung (PD):52 mW für sowohl gelbgrüne als auch orangefarbene LEDs.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA (Pulsbedingung: Tastverhältnis ≤1/10, Pulsbreite ≤0,1ms).
• Dauer-DC-Durchlassstrom (IF):20 mA.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.
• Löt-Temperatur der Anschlüsse:Maximal 260°C für 5 Sekunden, gemessen 2,0 mm vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Die Kenngrößen werden bei TA=25°C gemessen. Die Testbedingungen unterscheiden sich zwischen den LED-Typen.

• Lichtstärke (Iv):
  • Gelbgrün (LED1, IF=20mA): Typisch 80 mcd, Bereich von 23 mcd (Min) bis 140 mcd (Max).
  • Orange (LED3/4, IF=10mA): Typisch 65 mcd, Bereich von 30 mcd (Min) bis 140 mcd (Max).
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):100 Grad für beide LED-Typen, bietet ein breites Abstrahlmuster.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):Etwa 571 nm für Gelbgrün und 611 nm für orangefarbene LEDs.
• Dominante Wellenlänge (λd):
  • Gelbgrün: 569 nm (Typ), Bereich 565-571 nm.
  • Orange: 605 nm (Typ), Bereich 598-613,5 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):~15 nm für Gelbgrün, ~17 nm für Orange.
• Durchlassspannung (VF):
  • Gelbgrün: 2,1V (Typ), Bereich 1,6-2,6V bei 20mA.
  • Orange: 1,9V (Typ), Bereich 1,4-2,5V bei 10mA.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (VR) von 5V.Wichtig:Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur Testzwecken.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden anhand von Lichtstärke und dominanter Wellenlänge in Bins eingeteilt, um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen.

3.1 Binning der gelbgrünen LED (LED1)

Lichtstärke-Bins (@20mA):

• AB: 23 - 50 mcd
• CD: 50 - 85 mcd
• EF: 85 - 140 mcd
• Toleranz: ±15% der Bin-Grenzen.

Dominante Wellenlänge-Bins (@20mA):

• Bin 1: 565,0 - 568,0 nm
• Bin 2: 568,0 - 571,0 nm
• Toleranz: ±1 nm der Bin-Grenzen.

3.2 Binning der orangefarbenen LED (LED3, LED4)

Lichtstärke-Bins (@10mA):

• AB: 30 - 50 mcd
• CD: 50 - 85 mcd
• EF: 85 - 140 mcd
• Toleranz: ±30% der Bin-Grenzen.

Dominante Wellenlänge (Farbton)-Bins (@10mA):

• H22: 598,0 - 600,0 nm
• H23: 600,0 - 603,0 nm
• H24: 603,0 - 606,0 nm
• H25: 606,0 - 610,0 nm
• H26: 610,0 - 613,5 nm
• Toleranz: ±1 nm der Bin-Grenzen.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält typische Kennlinien, die für den Schaltungsentwicklungsprozess von entscheidender Bedeutung sind.

4.1 Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Kurven zeigen den Zusammenhang zwischen dem Treiberstrom und der Lichtausbeute für beide LED-Farben. Sie demonstrieren den superlinearen Arbeitsbereich und sind entscheidend für die Bestimmung des geeigneten Stroms für einen gewünschten Helligkeitsgrad, um Effizienz und Langlebigkeit sicherzustellen.

4.2 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Diese IV-Kennlinien sind für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung von entscheidender Bedeutung. Die Kurven zeigen den typischen Spannungsabfall über der LED bei verschiedenen Strömen, sodass Entwickler die erforderlichen Vorwiderstandswerte berechnen oder Konstantstrom-Treiberkreise präzise auslegen können.

4.3 Spektrale Verteilung

Obwohl nicht detailliert grafisch dargestellt, definieren die spezifizierten Spitzen- und dominanten Wellenlängen zusammen mit der spektralen Halbwertsbreite die Farbreinheit des emittierten Lichts. Die gelbgrüne LED emittiert im Bereich von ~571 nm, während die orangefarbene LED im Bereich von ~611 nm emittiert, was deutliche visuelle Indikatoren bietet.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Die Komponente verfügt über ein rechtwinkliges Durchsteck-Design. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

• Alle Hauptabmessungen sind in Millimetern angegeben.
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Das Gehäusematerial ist schwarzer Kunststoff mit der Flammwidrigkeitsklasse UL94-V0.
• LED1 (Gelbgrün) verwendet eine weiße Streulinse. LED3 und LED4 (Orange) verwenden eine orangefarbene Streulinse.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Polarität wird typischerweise durch die physikalische Struktur des Gehäuses angezeigt (z.B. flache Seite an der Linse oder Anschlusslänge). Die Umrisszeichnung im Datenblatt sollte konsultiert werden, um die Kathoden- und Anodenanschlüsse für die korrekte Installation zu identifizieren.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Lagerbedingungen

• Versiegelte Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit. Innerhalb eines Jahres nach der Verpackung verwenden.
• Geöffnete Verpackung:Lagern bei ≤30°C und ≤60% relativer Luftfeuchtigkeit. Die Bauteile sollten innerhalb von 168 Stunden (1 Woche) nach dem Öffnen der Feuchtigkeitsschutzbeutel (MBB) einem IR-Reflow-Lötprozess unterzogen werden.
• Längere Lagerung:Bei Lagerung über 168 Stunden hinaus, vor dem Löten mindestens 48 Stunden bei 60°C backen, um feuchtigkeitsbedingte Schäden (\"Popcorning\") während des Reflow zu verhindern.

6.2 Anschlussbiegung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
• Verwenden Sie den LED-Körper oder die Anschlussrahmenbasis nicht als Drehpunkt beim Biegen.
• Führen Sie alle Anschlussbiegeoperationen bei Raumtemperatur undvordem Lötprozess durch.

6.3 PCB-Montage & Löten

• Wenden Sie beim Einführen in die Leiterplatte eine minimale Verbiegekraft an, um mechanische Belastung der LED zu vermeiden.
• Handlöten mit einem temperaturgeregelten Lötkolben ist für diese Durchsteckkomponente anwendbar, wobei die Grenze von maximal 260°C für 5 Sekunden einzuhalten ist.
• Zur Reinigung können bei Bedarf alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol verwendet werden.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Das Produkt wird in einer Standardverpackung geliefert, die für automatisierte oder manuelle Montage geeignet ist. Die genaue Rolle, Tube oder Tray-Konfiguration (z.B. Menge pro Rolle) ist im Verpackungsspezifikationsabschnitt des Datenblatts definiert.

7.2 Interpretation der Teilenummer

Die Teilenummer LTLR42FGAFEH79Y folgt einem internen Codierungssystem, das die Produktfamilie, den Gehäusetyp, die LED-Konfiguration und wahrscheinlich die Bin-Codes für Lichtstärke und Wellenlänge identifiziert.

8. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Diese LEDs benötigen eine strombegrenzende Einrichtung, wenn sie von einer Spannungsquelle gespeist werden. Ein einfacher Vorwiderstand ist die gebräuchlichste Methode. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Vcc - VF) / IF, wobei Vcc die Versorgungsspannung, VF die LED-Durchlassspannung und IF der gewünschte Durchlassstrom ist (20mA für Gelbgrün, 10mA für Orange). Stellen Sie stets sicher, dass die Leistungsaufnahme des Widerstands ausreichend ist.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (52mW), ist die Aufrechterhaltung der LED-Sperrschichttemperatur innerhalb des spezifizierten Bereichs entscheidend für Langlebigkeit und stabile Lichtausbeute. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand und mögliche Luftzirkulation in hochdichten Layouts, insbesondere beim Betrieb nahe der maximalen Umgebungstemperatur von 85°C.

8.3 Optisches Design

Der 100-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen breiten Strahl. Für Anwendungen, die fokussierteres Licht benötigen, können externe Linsen oder Lichtleiter verwendet werden. Das schwarze Gehäuse minimiert interne Reflexionen und verbessert den Kontrast im ausgeschalteten Zustand.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Das LTLR42FGAFEH79Y bietet spezifische Vorteile in seiner Klasse:

• Multi-LED-Integration:Kombiniert verschiedene Farb-LEDs (Gelbgrün und Orange) in einem einzigen, einfach zu montierenden Gehäuse, spart Leiterplattenfläche und Montagezeit im Vergleich zur Verwendung diskreter LEDs.
• Rechtwinkliges Design:Das Gehäuse ermöglicht es, dass das Licht parallel zur PCB-Oberfläche abgestrahlt wird, was ideal für kantenbeleuchtete Paneele oder Statusanzeigen ist, die von der Seite betrachtet werden.
• Stapelbares Gehäuse:Das mechanische Design ermöglicht das saubere Stapeln mehrerer Einheiten zur Bildung vertikaler oder horizontaler Arrays.
• Klares Binning:Wohldefinierte Intensitäts- und Wellenlängen-Bins ermöglichen eine präzise Farb- und Helligkeitsabstimmung in Produktionsläufen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Kann ich die orangefarbene LED (LED3/4) mit 20mA betreiben?

Die absoluten Maximalwerte geben einen Dauer-DC-Durchlassstrom von 20mA für alle LEDs an. Die optischen Kenngrößen sind jedoch für die orangefarbenen LEDs bei IF=10mA spezifiziert. Ein Betrieb mit 20mA erzeugt eine höhere Lichtstärke, kann aber die aufgeführten typischen Werte überschreiten und die Langzeitzuverlässigkeit beeinträchtigen. Es wird empfohlen, die Testbedingung (10mA) für garantierte optische Leistung einzuhalten.

10.2 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λP)ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat.Dominante Wellenlänge (λd)ist eine kolorimetrische Größe, die aus dem CIE-Farbtafeldiagramm abgeleitet wird; sie repräsentiert die einzelne Wellenlänge des monochromatischen Lichts, das für das menschliche Auge die gleiche Farbe wie die LED-Ausgabe zu haben scheint. λd ist oft relevanter für die Farbspezifikation.

10.3 Warum ist die Lager- und Handhabungs-Feuchteempfindlichkeit so wichtig?

LED-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Reflow-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit schnell verdampfen und einen Innendruck erzeugen, der zur Delaminierung des Gehäuses oder zum Riss des Chips (\"Popcorning\") führen kann. Die MSL3-Bewertung (Moisture Sensitivity Level 3) und die damit verbundenen Backanforderungen sind kritische Prozesskontrollen, um diesen Ausfallmodus zu verhindern.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf eines Multi-Status-Anzeigepanels für einen Netzwerkrouter. Das Panel benötigt eine Einschaltanzeige (ständiges Grün), eine Aktivitätsanzeige (blinkendes Gelbgrün) und eine Fehleranzeige (ständiges Orange).

Umsetzung:Ein einzelnes LTLR42FGAFEH79Y-Modul kann verwendet werden. Die gelbgrüne LED (LED1) kann als Aktivitätsanzeige dienen, angesteuert von einem Mikrocontroller-Pin mit PWM für das Blinken. Eine der orangefarbenen LEDs (z.B. LED3) kann die Fehleranzeige sein. Eine separate grüne LED wäre für die Einschaltanzeige erforderlich. Das rechtwinklige Gehäuse ermöglicht die Montage des Panels senkrecht zur Haupt-PCB, wodurch das Licht zum Benutzer gerichtet wird. Der Entwickler muss geeignete strombegrenzende Widerstände für jede LED basierend auf der GPIO-Spannung des Mikrocontrollers (z.B. 3,3V) und der VF der LED beim gewünschten Strom berechnen.

12. Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen mit Löchern und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Farbe des Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. Die gelbgrüne LED verwendet einen AllnGaP-Chip (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid), während die orangefarbene LED einen AIInGaP-Chip verwendet, wobei leichte Variationen in der Materialzusammensetzung die Bandlücke und damit die emittierte Wellenlänge verändern.

13. Technologietrends

Das Gebiet der Indikator-LEDs entwickelt sich weiter. Trends umfassen:

• Erhöhte Effizienz:Fortlaufende Verbesserungen in der Materialwissenschaft führen zu höherer Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro elektrischem Watt), was einen Betrieb mit niedrigerem Strom und reduzierten Systemstromverbrauch ermöglicht.
• Miniaturisierung:Während Durchsteckgehäuse aufgrund ihrer Robustheit beliebt bleiben, gibt es einen parallelen Trend zu kleineren oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen für hochdichte Leiterplatten.
• Integrierte Lösungen:Wachstum bei Multi-Chip-Gehäusen und Modulen mit eingebauten strombegrenzenden Widerständen oder sogar Treiber-ICs, was den Schaltungsentwurf weiter vereinfacht.
• Farbkonsistenz:Fortschritte in der epitaktischen Schichtabscheidung und Binning-Prozesse verbessern kontinuierlich die Konsistenz von Farbe und Helligkeit über Produktionschargen hinweg, was für ästhetische und funktionale Anwendungen entscheidend ist.