LTL-R42FSK6D Gelbe LED-Lampe Datenblatt - T-1 Durchmesser - 2,6V - 78mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL-R42FSK6D ist eine Durchsteck-LED-Lampe für Statusanzeige und Signalanwendungen. Sie verfügt über ein weit verbreitetes T-1-Gehäuse (3mm), was sie vielseitig für die Montage auf Leiterplatten (PCBs) oder Frontplatten einsetzbar macht. Das Bauteil nutzt AlInGaP-Technologie (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) für den gelben Licht emittierenden Chip, kombiniert mit einer gelb getönten, diffusen Linse, um eine gleichmäßige, breitwinklige Lichtabgabe zu erzeugen.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Effizienz & Geringer Stromverbrauch:Das AlInGaP-Materialsystem bietet hohe Lichtausbeute, wodurch eine helle Lichtabgabe bei minimaler elektrischer Leistung ermöglicht wird.
• Hohe Lichtstärke:Liefert eine typische Lichtstärke von 400 mcd bei einem Standard-Strom von 20mA und gewährleistet so ausgezeichnete Sichtbarkeit.
• Umweltkonformität:Dies ist ein bleifreies (Pb-freies) Produkt, das vollständig der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) entspricht.
• Designflexibilität:Das Standard-T-1-Gehäuse (3mm) ist weit verbreitet und mit gängigen Leiterplattenlayouts und Frontplattenausschnitten kompatibel.
• Niedriger Betriebsstrom:Kompatibel mit Ausgängen integrierter Schaltungen (ICs), benötigt nur einen geringen Durchlassstrom für den Betrieb und vereinfacht so die Treiberauslegung.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED eignet sich für eine breite Palette elektronischer Geräte, die klare, zuverlässige visuelle Anzeigen erfordern. Wichtige Anwendungsbereiche sind:

• Kommunikationsgeräte:Statusleuchten an Routern, Modems, Switches.
• Computer-Peripherie:Netzteil-, Festplattenaktivitäts- und Funktionsanzeigen.
• Unterhaltungselektronik:Anzeigen an Audio-/Video-Geräten, Haushaltsgeräten.
• Haushaltsgeräte:Einschalt-, Timer- oder Funktionsstatusanzeigen an Mikrowellen, Waschmaschinen usw.
• Industriesteuerungen:Maschinenstatus-, Störungsanzeigen und Bedienfeldbeleuchtung.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb bei oder nahe diesen Grenzen wird nicht empfohlen.

• Verlustleistung (P_D):78 mW bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C. Dies ist die maximale Leistung, die das LED-Gehäuse sicher als Wärme abführen kann.
• DC-Durchlassstrom (I_F):30 mA Dauerbetrieb. Die LED sollte nicht oberhalb dieses DC-Strompegels betrieben werden.
• Spitzen-Durchlassstrom:60 mA, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10 µs). Dies ermöglicht kurzzeitige Überstrombedingungen, z.B. beim Multiplexen.
• Derating:Der maximal zulässige DC-Durchlassstrom nimmt oberhalb von 50°C linear mit einer Rate von 0,43 mA/°C ab. Dies ist entscheidend für das thermische Management in Hochtemperaturumgebungen.
• Betriebs- & Lagertemperatur:Das Bauteil kann von -40°C bis +85°C betrieben und von -40°C bis +100°C gelagert werden.
• Löt-Temperatur der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen 2,0mm vom LED-Körper entfernt. Dies definiert das Prozessfenster für Hand- oder Wellenlötung.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei T_A=25°C und I_F=20mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):180 mcd (Min), 400 mcd (Typ), 880 mcd (Max). Diese große Bandbreite wird durch ein Binning-System verwaltet (siehe Abschnitt 4). Die Lichtstärke wird mit einem Filter gemessen, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):65 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Wertes auf der Achse (0°) abfällt. Die diffuse Linse erzeugt diesen breiten Abstrahlkegel.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):588 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung ihr Maximum erreicht.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):587 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und die Farbe (Gelb) der LED definiert, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit an; eine schmalere Breite bedeutet eine gesättigtere, reine Farbe.
• Durchlassspannung (V_F):2,0V (Min), 2,6V (Typ), V (Max). Der Spannungsabfall über der LED bei einem Strom von 20mA. Entwickler müssen dies bei der Berechnung von Vorwiderstandswerten berücksichtigen.
• Sperrstrom (I_R):100 µA (Max) bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.Wichtig:Dieses Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur Leckagetestzwecken.

3. Binning-System-Spezifikation

Um Farb- und Helligkeitskonstanz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Die LTL-R42FSK6D verwendet zwei unabhängige Binning-Kriterien.

3.1 Lichtstärke-Binning

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20mA klassifiziert.

Hinweis: Toleranz auf jede Bin-Grenze beträgt ±15%.

3.2 Dominante-Wellenlänge-Binning

LEDs werden auch nach ihrer dominanten Wellenlänge sortiert, um den genauen Gelbton zu steuern.

Hinweis: Toleranz auf jede Bin-Grenze beträgt ±1 nm.Für Anwendungen, die eine enge Farbabstimmung erfordern (z.B. Multi-LED-Displays), ist die Spezifikation eines einzelnen Wellenlängen-Bins unerlässlich.

4. Mechanische & Gehäuseinformationen

4.1 Abmessungen

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

• Alle Hauptabmessungen sind in Millimetern angegeben, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.
• Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 0,7mm.
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten, was für den Leiterplattenlochabstand entscheidend ist.

5. Löt- & Montagerichtlinien

5.1 Anschlussformung

Wenn Anschlüsse für die Montage gebogen werden müssen, muss die Biegung mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt erfolgen. Die Basis des Anschlussrahmens sollte nicht als Drehpunkt verwendet werden. Die Formung muss bei Raumtemperatur undvordem Lötprozess erfolgen.

5.2 Lötprozess

Zwischen der Basis der Epoxidharzlinse und dem Lötpunkt muss ein Mindestabstand von 2mm eingehalten werden. Die Linse darf niemals in das Lot getaucht werden.

• Handlötung (Lötkolben):Maximale Temperatur 350°C, maximale Zeit 3 Sekunden pro Anschluss. Nur ein Lötzyklus ist zulässig.
• Wellenlötung:Vorwärmtemperatur ≤100°C für ≤60 Sekunden. Lötwellentemperatur ≤260°C für ≤5 Sekunden. Die LED sollte so positioniert werden, dass die Lötwelle nicht innerhalb von 2mm an die Linsenbasis herankommt.
• Kritische Warnung:Übermäßige Temperatur oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem katastrophalen LED-Ausfall führen.IR-Reflow-Lötung ist nicht geeignetfür diese Durchsteck-LED.

5.3 Lagerung & Handhabung

Für die Langzeitlagerung außerhalb der Originalverpackung wird empfohlen, LEDs in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre zu lagern. Aus der Verpackung entnommene LEDs sollten idealerweise innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Die empfohlene Lagerumgebung ist ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit.

5.4 Reinigung

Falls eine Reinigung notwendig ist, verwenden Sie nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.

6. Anwendungsdesign-Überlegungen

6.1 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um gleichmäßige Helligkeit beim Treiben mehrerer LEDs zu gewährleisten, muss ein strombegrenzender Widerstand in Reihe mitjederLED geschaltet werden (Schaltung A). Das direkte Parallelschalten von LEDs (Schaltung B) wird nicht empfohlen, da geringe Unterschiede in der Durchlassspannung (V_F) zwischen einzelnen LEDs zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich der Helligkeit führen.

Schaltung A (Empfohlen):[Vcc] — [Widerstand] — [LED] — [GND] (Für jede LED wiederholen).
Schaltung B (Nicht empfohlen):[Vcc] — [Widerstand] — [LED1 // LED2 // LED3] — [GND].

Der Wert des Vorwiderstands (R_S) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_S= (V_Versorgung- V_F) / I_F. Unter Verwendung der typischen V_Fvon 2,6V und einem gewünschten I_Fvon 20mA bei einer 5V-Versorgung: R_S= (5V - 2,6V) / 0,020A = 120 Ω. Ein Standard-120Ω-Widerstand mit ausreichender Belastbarkeit (P = I²R = 0,048W) wäre geeignet.

6.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, muss die Derating-Kurve in Anwendungen mit hoher Umgebungstemperatur beachtet werden. Überschreitet die Umgebungstemperatur 50°C, muss der maximal zulässige DC-Durchlassstrom für jedes Grad über 50°C um 0,43 mA reduziert werden. Beispiel: Bei 70°C Umgebungstemperatur wäre der maximale I_F= 30 mA - (0,43 mA/°C * (70-50)°C) = 30 mA - 8,6 mA = 21,4 mA.

6.3 Elektrostatische Entladung (ESD)-Schutz

Diese LED ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Während der Handhabung und Montage müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen umgesetzt werden:

• Personal sollte geerdete Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Arbeitsplätze, Werkzeuge und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich während der Handhabung auf der Kunststofflinse ansammeln können.

7. Verpackungsspezifikationen

Das Produkt ist in mehreren Standardverpackungsmengen erhältlich, um verschiedenen Produktionsgrößen gerecht zu werden:

• Grundverpackung:Erhältlich in Beuteln zu 1000, 500, 200 oder 100 Stück.
• Innenkarton:Enthält 10 Beutel, insgesamt 10.000 Stück.
• Außenkarton (Master):Enthält 8 Innenkartons, insgesamt 80.000 Stück.

Innerhalb einer Versandcharge darf nur die letzte Verpackung eine nicht vollständige Menge enthalten.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die LTL-R42FSK6D bietet basierend auf ihrem AlInGaP-Material und ihren Spezifikationen deutliche Vorteile:

• Vergleich mit traditionellen GaAsP-Gelb-LEDs:AlInGaP-Technologie bietet bei gleichem Betriebsstrom eine deutlich höhere Lichtausbeute und Helligkeit (Lichtstärke), was zu einem geringeren Stromverbrauch für eine gegebene Lichtleistung führt.
• Vergleich mit Breitwinkel-LEDs:Der 65-Grad-Abstrahlwinkel, erreicht durch eine diffuse Linse, bietet einen guten Kompromiss zwischen breiter Sichtbarkeit und angemessener Achsintensität, was sie sowohl für direkte als auch indirekte Betrachtungsanwendungen geeignet macht.
• Vergleich mit nicht gebinnten LEDs:Das umfassende Binning-System für sowohl Intensität als auch Wellenlänge bietet Entwicklern vorhersehbare Leistung und Farbkonstanz, was für Anwendungen mit mehreren Anzeigen oder Produkten, bei denen ästhetische Gleichmäßigkeit wichtig ist, entscheidend ist.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

9.1 Kann ich diese LED direkt von einem 3,3V- oder 5V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

Nein. Obwohl die Spannung ausreichend erscheinen mag, muss eine LED strombegrenzt werden. Der direkte Anschluss an eine niederohmige Spannungsquelle wie einen Mikrocontroller-Pin führt typischerweise zu einem übermäßigen Stromfluss, der sowohl die LED als auch den Mikrocontroller-Ausgang beschädigen kann. Verwenden Sie immer einen Vorwiderstand zur Strombegrenzung, wie in Abschnitt 6.1 beschrieben.

9.2 Warum ist der Lichtstärkebereich so groß (180-880 mcd)?

Dies ist die gesamte Produktionsstreuung. Durch den Binning-Prozess (Abschnitt 3.1) werden LEDs in engere Gruppen (HJ, KL, MN) sortiert. Für eine konsistente Helligkeit in Ihrer Anwendung sollten Sie LEDs aus einem einzigen Intensitäts-Bin spezifizieren und kaufen.

9.3 Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

Das Datenblatt gibt an, dass sie für Innen- und Außenschilder geeignet ist. Der Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C unterstützt Außenumgebungen. Für den dauerhaften Außeneinsatz sollten jedoch zusätzliche Umweltschutzmaßnahmen (z.B. konforme Beschichtung auf der Leiterplatte, geschlossene Gehäuse) in Betracht gezogen werden, um vor Feuchtigkeit und UV-Abbau zu schützen, die nicht durch die eigenen Spezifikationen der LED abgedeckt sind.

9.4 Was passiert, wenn ich die absoluten Grenzwerte überschreite?

Ein Betrieb über diese Grenzen hinaus, selbst kurzzeitig, kann zu sofortigem oder latentem Ausfall führen. Das Überschreiten der Verlustleistung oder des Stroms kann den Halbleiterübergang überhitzen und zerstören. Das Überschreiten der Löttemperatur/-zeit kann die Epoxidharzlinse schmelzen oder interne Verbindungen beschädigen. Die korrekte Funktion des Bauteils nach einer solchen Belastung ist nicht garantiert.

10. Funktionsprinzip & Technologie

Die LTL-R42FSK6D basiert auf einer Halbleiterdiode aus AlInGaP-Materialien (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid). Wird eine Durchlassspannung angelegt, die die Schwellenspannung der Diode (ca. 2,0V) überschreitet, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiters injiziert, wo sie rekombinieren. Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Schichten bestimmt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts, die in diesem Fall im gelben Spektrum liegt (~587 nm). Das Epoxidharzgehäuse dient zum Schutz des empfindlichen Halbleiterchips, fungiert als Linse zur Formung des Lichtstrahls (65-Grad-Abstrahlwinkel) und verleiht den diffusen Gelbton.