LTL1DETBYJR5 LED-Lampe Datenblatt - T-1-Gehäuse - Blau/Gelb - 20mA - 3,8V - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL1DETBYJR5 ist eine Durchsteck-LED-Lampe für Statusanzeige und Signalisierung. Sie wird in einem standardmäßigen T-1-Gehäuse angeboten und bietet eine zuverlässige und kostengünstige Lösung für eine Vielzahl elektronischer Geräte.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

Dieses LED-Produkt zeichnet sich durch seinen geringen Stromverbrauch und hohen Wirkungsgrad aus, was es für energiebewusste Designs geeignet macht. Es entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und ist bleifrei. Darüber hinaus ist es als halogenfreies Produkt klassifiziert, wobei der Chlor- (Cl) und Bromgehalt (Br) jeweils streng unter 900 ppm und ihre Summe unter 1500 ppm kontrolliert wird. Die Bauteile nutzen InGaN-Technologie für den blauen Chip und AlInGaP-Technologie für den gelben Chip, beide sind in einer weißen, diffusen Linse eingekapselt, die ein gleichmäßiges Lichtbild bietet.

1.2 Zielanwendungen und Märkte

Die primären Anwendungsbereiche dieser LED umfassen Kommunikationsgeräte, Computerperipherie, Unterhaltungselektronik und Haushaltsgeräte. Ihre Vielseitigkeit und Standardbauform machen sie zu einer gängigen Wahl für Netzteil-Indikatoren, Statusleuchten und Hintergrundbeleuchtung in verschiedenen elektronischen Produkten.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

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

• Verlustleistung:Gelb: max. 78 mW; Blau: max. 120 mW. Dieser Parameter definiert die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom:90 mA für beide Farben, jedoch nur unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10 µs).
• DC-Durchlassstrom:Der empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Betrieb beträgt 30 mA für beide gelben und blauen LEDs.
• Temperaturbereiche:Betrieb: -40°C bis +85°C; Lagerung: -40°C bis +100°C.
• Lötanschlusstemperatur:Maximal 260°C für 5 Sekunden, gemessen 2,0 mm vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei TA=25°C und IF=20 mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (Iv):Gelb: min. 140 mcd, typ. 680 mcd; Blau: min. 110 mcd, typ. 880 mcd. Die Prüftoleranz für Iv beträgt ±30 %.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Etwa 40 Grad für beide Farben, definiert als der Winkel außerhalb der Achse, bei dem die Intensität auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt.
• Wellenlänge:
  • Gelb: Peak-Wellenlänge (λP) ~595 nm; dominante Wellenlänge (λd) 580-604 nm.
  • Blau: Peak-Wellenlänge (λP) ~468 nm; dominante Wellenlänge (λd) 462-478 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Gelb: ~16 nm; Blau: ~35 nm. Dies zeigt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (VF):Gelb: typ. 2,05-2,4 V; Blau: typ. 3,1-3,8 V. Die höhere VF für Blau ist typisch für InGaN-basierte LEDs.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 µA bei VR=5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

3. Binning-System-Spezifikation

Die LEDs werden basierend auf ihrer Lichtstärke bei 20 mA in Bins sortiert. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Helligkeit für Produktionsanwendungen. Die Bin-Grenzen haben eine Toleranz von ±30 %.

• Blau-LED-Bins:FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd), MN (520-880 mcd).
• Gelb-LED-Bins:GH (140-240 mcd), JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd).

Designer sollten den erforderlichen Bin-Code angeben, um die gewünschte Helligkeitsstufe in ihrer Anwendung zu garantieren.

4. Analyse der Kennlinien

Während spezifische Diagramme im Datenblatt referenziert werden (Typische elektrische/optische Kennlinien), sind die folgenden Trends für solche LEDs standardmäßig und können aus den bereitgestellten Daten abgeleitet werden:

4.1 Strom-Spannungs-Kennlinie (I-V)

Die Durchlassspannung (VF) steigt mit dem Durchlassstrom (IF). Die blaue LED mit ihrer höheren Bandlücke zeigt eine höhere Schwellen- und Betriebsspannung (~3,1-3,8V) im Vergleich zur gelben LED (~2,05-2,4V).

4.2 Lichtstärke-Strom-Kennlinie (L-I)

Die Lichtstärke ist bis zum maximalen Nennstrom annähernd proportional zum Durchlassstrom. Ein Betrieb über 20 mA erhöht die Helligkeit, aber auch die Verlustleistung und die Sperrschichttemperatur, was die Lebensdauer und Wellenlänge beeinflussen kann.

4.3 Temperaturabhängigkeit

Die LED-Leistung ist temperaturabhängig. Typischerweise nimmt die Lichtstärke mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Die Durchlassspannung nimmt ebenfalls leicht mit steigender Temperatur ab. Der spezifizierte Betriebsbereich von -40°C bis +85°C definiert die Umgebungsbedingungen, unter denen die veröffentlichten Kennwerte garantiert sind.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Die LED verwendet ein standardmäßiges T-1 (3mm) Radialgehäuse mit Anschlussdrähten. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben (Zoll in Toleranz).
• Die allgemeine Toleranz beträgt ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0 mm.
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Radial-LEDs bezeichnet typischerweise der längere Anschluss die Anode (Pluspol) und der kürzere die Kathode (Minuspol). Die flache Seite am Linsenflansch kann ebenfalls die Kathodenseite anzeigen. Überprüfen Sie die Polarität vor dem Löten, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lagerbedingungen

Für eine optimale Lagerfähigkeit lagern Sie LEDs in einer Umgebung von maximal 30°C und 70 % relativer Luftfeuchtigkeit. Wenn sie aus der original Feuchtigkeitssperrbeutel entnommen wurden, innerhalb von drei Monaten verwenden. Für längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre.

6.2 Reinigung

Falls Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol. Vermeiden Sie aggressive Chemikalien, die die Epoxidlinse beschädigen könnten.

6.3 Anschlussbeinformung

Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt. Verwenden Sie die Linsenbasis nicht als Drehpunkt. Führen Sie alle Biegevorgänge bei Raumtemperatur und vor dem Lötprozess durch. Wenden Sie beim Einfügen in die Leiterplatte minimale Kraft an, um mechanische Belastung zu vermeiden.

6.4 Lötprozess

Halten Sie einen Mindestabstand von 2 mm von der Linsenbasis zum Lötpunkt ein. Tauchen Sie die Linse nicht in das Lot.

• Handlöten (Lötkolben):Max. Temperatur 350°C, max. Zeit 3 Sekunden pro Anschluss (nur einmal).
• Wellenlöten:Vorwärmen ≤100°C für ≤60 Sek. Lötwellen ≤260°C für ≤5 Sek. Stellen Sie sicher, dass die Eintauchposition nicht tiefer als 2 mm von der Linsenbasis entfernt ist.
• Wichtig:Infrarot (IR)-Reflow-Löten ist für diese Durchsteck-LED NICHT geeignet. Übermäßige Hitze oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem katastrophalen Ausfall führen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt. Die Standardverpackungskonfiguration ist:

• 500, 200 oder 100 Stück pro Verpackungsbeutel.
• 10 Verpackungsbeutel pro Innenkarton (insgesamt 5.000 Stück).
• 8 Innenkartons pro Außenkarton (insgesamt 40.000 Stück).
• Die letzte Packung in einer Versandcharge kann eine unvollständige Packung sein.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Treiberschaltungsdesign

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, insbesondere beim Parallelschalten mehrerer LEDs, wirddringend empfohleneinen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden (Schaltung A). Das Parallelschalten mehrerer LEDs ohne individuelle Widerstände (Schaltung B) wird aufgrund von Schwankungen in der Durchlassspannung (VF) einzelner LEDs nicht empfohlen, was zu ungleichmäßiger Stromverteilung und unterschiedlichen Helligkeitsstufen führt.

8.2 Elektrostatische Entladung (ESD)-Schutz

Diese LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Implementieren Sie die folgenden ESD-Kontrollen während der Handhabung und Montage:

• Verwenden Sie geerdete Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe.
• Stellen Sie sicher, dass alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.
• Verwenden Sie Ionisatoren, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich auf der Kunststofflinse ansammeln können.
• Halten Sie Schulungen und Zertifizierungen für Personal in ESD-geschützten Bereichen aufrecht.

8.3 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist, kann ein ordnungsgemäßes Leiterplattenlayout helfen, Wärme abzuführen. Vermeiden Sie es, die LED in der Nähe anderer wärmeerzeugender Komponenten zu platzieren. Der Betrieb der LED mit Strömen unterhalb des maximalen Nennwerts von 30 mA verbessert die Langzeitzuverlässigkeit durch Reduzierung der Sperrschichttemperatur.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTL1DETBYJR5 bietet eine Kombination von Merkmalen, die sie für den allgemeinen Indikatoreinsatz positioniert:

• Halogenfreie Konformität:Erfüllt strenge Umweltanforderungen für Chlor- und Bromgehalt, was vorteilhaft für umweltfreundliche Designs und bestimmte Marktvorschriften ist.
• Weiter Abstrahlwinkel:Der 40-Grad-Abstrahlwinkel und die weiße, diffuse Linse bieten ein breites, gleichmäßiges Beleuchtungsmuster, das für Statusanzeigen geeignet ist, die aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar sein müssen.
• Dual-Farb-Option im gleichen Gehäuse:Die Verfügbarkeit von Blau (InGaN) und Gelb (AlInGaP) im identischen T-1-Gehäuse vereinfacht die Lagerhaltung und das Design für Mehrfarben-Indikationssysteme.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Kann ich diese LED direkt an einer 5V-Versorgung betreiben?

Nein. Sie müssen einen Reihenstrombegrenzungswiderstand verwenden. Zum Beispiel für die blaue LED bei 20 mA mit einer typischen VF von 3,8 V aus einer 5V-Versorgung: R = (5V - 3,8V) / 0,020A = 60 Ohm. Ein Standard-62-Ohm-Widerstand wäre geeignet. Berechnen Sie immer basierend auf der maximalen VF, um sicherzustellen, dass der Strom die Grenzwerte nicht überschreitet.

10.2 Warum wird die Lichtstärke mit einer Toleranz von ±30 % angegeben?

Diese Toleranz berücksichtigt normale Produktionsschwankungen im Halbleiterchip und im Einkapselungsprozess. Das Binning-System wird verwendet, um LEDs in engere Helligkeitsgruppen zu sortieren, um dem Endbenutzer, der einen bestimmten Bin-Code angibt, Konsistenz zu bieten.

10.3 Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Die Peak-Wellenlänge (λP) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat. Die dominante Wellenlänge (λd) wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge der reinen Spektralfarbe, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. λd ist für die Farbangabe in der menschlichen Wahrnehmung relevanter.

10.4 Kann ich diese LED für Außenanwendungen verwenden?

Das Datenblatt gibt an, dass sie für Innen- und Außenschilder geeignet ist. Für raue Außenumgebungen mit längerer Exposition gegenüber UV-Strahlung, Feuchtigkeit und extremen Temperaturen sollte jedoch die Langzeitbeständigkeit des Epoxid-Linsenmaterials bewertet werden. Eine konforme Beschichtung auf der Leiterplatte kann für zusätzlichen Schutz erforderlich sein.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario:Entwurf eines Mehrfachstatus-Indikatorpanels für einen Netzwerkrouter mit Netzteil (Grün), Aktivität (Gelb) und Verbindung (Blau) LEDs, alle versorgt von einer 3,3V-Schiene.

Designschritte:

1. Bauteilauswahl:Wählen Sie die LTL1DETBYJR5 in den gelben und blauen Varianten (ein separates grünes LED-Modell wäre erforderlich). Wählen Sie geeignete Bin-Codes für die gewünschte Helligkeitskonsistenz (z.B. JK für Gelb, HJ für Blau).
2. Stromeinstellung:Entscheiden Sie sich für einen Treiberstrom, z.B. 15 mA für ausreichende Helligkeit und geringeren Stromverbrauch.
3. Widerstandsberechnung für blaue LED:Verwendung von max. VF=3,8V, Versorgung=3,3V. R = (3,3V - 3,8V) / 0,015A = Negativer Wert. Dies zeigt an, dass 3,3V nicht ausreichen, um die blaue LED bei ihrer typischen Spannung in Durchlassrichtung zu betreiben. Das Design muss eine höhere Versorgungsspannung (z.B. 5V) für die blaue LED verwenden oder eine blaue LED mit einer niedrigeren VF auswählen.
4. Widerstandsberechnung für gelbe LED (bei Verwendung von 3,3V):Verwendung von max. VF=2,4V. R = (3,3V - 2,4V) / 0,015A = 60 Ohm.
5. Leiterplattenlayout:Platzieren Sie die LEDs auf der Frontplatte. Stellen Sie sicher, dass die Löcher für die Anschlüsse korrekt dimensioniert sind. Halten Sie einen Abstand von 2 mm zwischen dem Lötpad und dem LED-Körper. Führen Sie die Leiterbahnen zur Versorgung und Masse.
6. Montage:Setzen Sie die LEDs ein, biegen Sie die Anschlüsse auf der Lötseite und kürzen Sie sie. Verwenden Sie einen temperaturgeregelten Lötkolben (max. 350°C), um jeden Anschluss schnell (<3 Sek.) zu löten.

Dieses Beispiel unterstreicht die Bedeutung der Überprüfung der Versorgungsspannung gegenüber der LED-Durchlassspannung während der Designphase.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen wird Elektrolumineszenz genannt.

• Blaue LED (InGaN):Das aktive Gebiet besteht aus Indiumgalliumnitrid (InGaN). Wenn sich Elektronen und Löcher in diesem Gebiet rekombinieren, wird Energie als Photonen freigesetzt. Die spezifische Bandlückenenergie der InGaN-Legierung bestimmt die blaue Farbe (höhere Energie, kürzere Wellenlänge ~468 nm).
• Gelbe LED (AlInGaP):Das aktive Gebiet verwendet Aluminiumindiumgalliumphosphid (AlInGaP). Dieses Materialsystem hat eine niedrigere Bandlückenenergie im Vergleich zu InGaN, was zur Emission von gelbem Licht führt (niedrigere Energie, längere Wellenlänge ~595 nm).
• Weiße, diffuse Linse:Die Epoxidlinse dient zwei Zwecken: 1) Sie kapselt den Halbleiterchip und die Bonddrähte ein und schützt sie. 2) Das weiße, diffuse Material streut das Licht vom kleinen Chip und erzeugt ein gleichmäßiges, breitwinkliges Abstrahlmuster und verleiht der nicht betriebenen LED ein weißes Aussehen.

13. Technologietrends und Entwicklungen

Während Durchsteck-LEDs wie das T-1-Gehäuse für Prototyping, manuelle Montage und bestimmte Anwendungen nach wie vor wichtig sind, hat sich der breitere Branchentrend deutlich zu Oberflächenmontage-LEDs (SMD) verschoben. SMD-Gehäuse (z.B. 0603, 0805, 2835, 3535) bieten Vorteile bei der automatisierten Montage, kleinerer Baugröße, geringerer Bauhöhe und oft besserem Wärmemanagement. Für Hochhelligkeits- und Hochleistungsanwendungen dominieren SMD-Gehäuse und spezielle Hochleistungs-LED-Gehäuse (mit Metallkern-Leiterplatten).

Durchsteck-LEDs bleiben jedoch aufgrund ihrer mechanischen Robustheit, einfachen Handlötbarkeit und Eignung für Bildungskits, Hobbyprojekte und Anwendungen, bei denen Anschlüsse mechanische Entlastung bieten, relevant. Fortschritte in den Materialien haben auch die Effizienz und Lebensdauer traditioneller Durchsteck-Gehäuse verbessert. Der Fokus bei solchen Komponenten liegt oft auf der Erreichung höherer Zuverlässigkeit, strengerer Umweltkonformität (wie halogenfrei) und der Aufrechterhaltung der Kosteneffizienz für großvolumige, preissensitive Indikatoranwendungen.