LTL42FGYAD3HKPY Durchsteck-LED Datenblatt - Gelbgrün 569nm - 20mA - 52mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL42FGYAD3HKPY ist eine Leiterplatten-Anzeige (CBI), die für eine unkomplizierte Integration in Leiterplatten-Baugruppen (PCB) konzipiert ist. Sie besteht aus einem schwarzen Kunststoff-Winkelgehäuse, das drei gelbgrüne LED-Chips sicher aufnimmt. Dieses Design soll einen hochkontrastreichen visuellen Indikator für eine Vielzahl elektronischer Geräte bereitstellen.

1.1 Kernvorteile

• Einfache Montage:Das Durchsteck-Design und das stapelbare Gehäuseformat vereinfachen den Leiterplatten-Bestückungsprozess.
• Verbesserte Sichtbarkeit:Das schwarze Gehäusematerial erhöht den Kontrast, wodurch die leuchtende LED besser sichtbar wird.
• Energieeffizienz:Das Bauteil arbeitet mit geringem Stromverbrauch bei gleichzeitig hoher Lichtausbeute.
• Umweltkonformität:Das Produkt ist bleifrei und entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe).
• Spezifische Emission:Nutzt AlInGaP-Technologie (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid), um ein gleichmäßiges gelbgrünes Licht mit einer dominanten Wellenlänge von 569nm zu erzeugen.

1.2 Zielanwendungen

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

• Computer-Peripheriegeräte und Statusanzeigen
• Kommunikationsgeräte
• Unterhaltungselektronik
• Industrielle Steuerpanele und Maschinen

2. Vertiefung der technischen Parameter

Der folgende Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der für die LTL42FGYAD3HKPY LED-Lampe spezifizierten elektrischen, optischen und thermischen Kenngrößen. Alle Daten beziehen sich auf eine Umgebungstemperatur (TA) von 25°C, sofern nicht anders angegeben.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (PD):52 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA. Nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10μs).
• DC-Durchlassstrom (IF):20 mA. Der empfohlene maximale kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Betrieb.
• Betriebstemperaturbereich (Topr):-30°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich, für den das Bauteil ausgelegt ist.
• Lagertemperaturbereich (Tstg):-40°C bis +100°C.
• Löt-Temperatur der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen 2,0mm (0,079\") vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter spezifizierten Testbedingungen.

• Lichtstärke (Iv):8,7 bis 29 mcd (Millicandela), mit einem typischen Wert von 15 mcd bei IF=10mA. Hinweis: Die Prüftoleranz von ±30% ist in der Garantie enthalten.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):100 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (auf der Achse liegenden) Wertes abfällt, was auf einen relativ breiten Abstrahlkegel hinweist.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):572 nm. Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λd):569 nm (typisch), im Bereich von 566 nm bis 574 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe des Lichts definiert.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):15 nm (typisch). Dieser Parameter gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an.
• Durchlassspannung (VF):1,6V bis 2,5V, mit einem typischen Wert von 2,0V bei IF=10mA.
• Sperrstrom (IR):10 μA maximal bei einer Sperrspannung (VR) von 5V. Es ist entscheidend zu beachten, dass das Bauteilnicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Analyse der Kennlinien

Während im Datenblatt auf spezifische grafische Kurven verwiesen wird (Abb.1, Abb.6), werden deren typische Interpretationen hier bereitgestellt. Diese Kurven sind wesentlich, um das Verhalten des Bauteils unter variierenden Bedingungen zu verstehen.

3.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie)

Die I-V-Kennlinie ist nichtlinear. Die Durchlassspannung (VF) hat einen spezifizierten Bereich (1,6V-2,5V bei 10mA). Entwickler müssen diese Schwankung bei der Auslegung von Strombegrenzungsschaltungen berücksichtigen, um eine gleichmäßige Helligkeit über mehrere LEDs hinweg sicherzustellen, insbesondere bei Parallelschaltung.

3.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Die Lichtstärke ist innerhalb des empfohlenen Betriebsbereichs annähernd proportional zum Durchlassstrom. Das Überschreiten des maximalen DC-Stroms (20mA) kann zu beschleunigtem Lichtstromrückgang und einer verkürzten Betriebslebensdauer führen.

3.3 Spektrale Verteilung

Die Spektralkurve (verwiesen in Abb.1) würde ein Maximum bei etwa 572nm mit einer Halbwertsbreite von etwa 15nm zeigen, was die schmalbandige gelbgrüne Emissionseigenschaft der AlInGaP-Technologie bestätigt.

3.4 Abstrahlcharakteristik

Das Polardiagramm (verwiesen in Abb.6) veranschaulicht den 100-Grad-Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität räumlich von der LED verteilt wird.

4. Mechanische & Verpackungsinformationen

4.1 Abmessungen

Das Bauteil verwendet einen schwarzen oder dunkelgrauen Kunststoff-Winkelhalter. Die Maßzeichnung liefert kritische Maße für das Leiterplatten-Layout. Wichtige Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern (mit Zoll-Äquivalenten).
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25mm (±0,010\"), sofern nicht anders in einer spezifischen Merkmalanmerkung angegeben.
• Das Gehäuse enthält drei gelbgrüne LEDs (LED1, LED2, LED3) mit grünen Streulinsen.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Durchsteck-LEDs wird die Polarität typischerweise durch die Anschlusslänge (der längere Anschluss ist die Anode) und/oder eine Abflachung oder Kerbe an der LED-Linse oder dem Gehäuseflansch angezeigt. Das Leiterplatten-Layout sollte dieser Ausrichtung entsprechen.

4.3 Verpackungsspezifikation

Das Datenblatt enthält einen eigenen Abschnitt für Verpackungsspezifikationen, der das Band-, Röhren- oder Tablett-Verpackungsformat, Stückzahlen pro Packung und Etikettierungsinformationen detailliert, um eine ordnungsgemäße Handhabung und Lagerverwaltung sicherzustellen.

5. Löt- & Bestückungsrichtlinien

Die Einhaltung dieser Richtlinien ist entscheidend, um die Zuverlässigkeit zu erhalten und Schäden während des Fertigungsprozesses zu vermeiden.

5.1 Lagerbedingungen

LEDs sollten in einer Umgebung gelagert werden, die 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreitet. Wenn sie aus ihrer ursprünglichen feuchtigkeitsdichten Verpackung entnommen werden, sollten sie innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder einen Stickstoff-Exsikkator.

5.2 Reinigung

Falls Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol. Vermeiden Sie aggressive oder unbekannte chemische Reiniger.

5.3 Anschlussverformung

Wenn Anschlüsse gebogen werden müssen, muss diesvordem Löten und bei normaler Raumtemperatur erfolgen. Die Biegung sollte mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt vorgenommen werden. Verwenden Sie die Linsenbasis oder den Anschlussrahmen nicht als Drehpunkt beim Biegen.

5.4 Lötprozess

Kritische Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 2mm von der Basis der Linse/des Halters zum Lötpunkt ein. Tauchen Sie die Linse oder den Halter niemals in Lötzinn.

• Handlöten (Lötkolben):Maximale Temperatur 350°C, maximale Zeit 3 Sekunden pro Anschluss (nur einmal).
• Wellenlöten:Vorwärmen auf maximal 120°C für bis zu 100 Sekunden. Lötwellentemperatur maximal 260°C für bis zu 5 Sekunden. Die Eintauchposition darf nicht niedriger als 2mm von der Basis der Epoxidlinse sein.
• Wichtiger Hinweis:IR-Reflow-Löten istnicht geeignetfür dieses Durchsteck-LED-Lampenprodukt. Übermäßige Temperatur oder Zeit kann zu Linsenverformung oder katastrophalem Ausfall führen.

5.5 Leiterplattenbestückung

Beim Einstecken in die Leiterplatte verwenden Sie die minimal notwendige Verklammerungskraft, um übermäßige mechanische Belastung der LED-Anschlüsse oder des Gehäuses zu vermeiden.

6. Anwendungs- & Schaltungsentwurfsempfehlungen

6.1 Ansteuerungsmethode

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit bei Verwendung mehrerer LEDs zu gewährleisten, wirddringend empfohlenjede LED mit ihrem eigenen in Reihe geschalteten strombegrenzenden Widerstand anzusteuern (Schaltungsmodell A).

• Schaltungsmodell A (Empfohlen):[Stromversorgung] -> [Widerstand] -> [LED] -> [Masse]. Diese Konfiguration kompensiert die natürliche Schwankung der Durchlassspannung (VF) zwischen einzelnen LEDs und stellt sicher, dass jede den beabsichtigten Strom erhält.
• Schaltungsmodell B (Für Parallelschaltung nicht empfohlen):Das direkte Parallelschalten mehrerer LEDs mit einem einzigen gemeinsamen Widerstand (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen. Kleine Unterschiede in den I-V-Kennlinien jeder LED können zu erheblichen Stromungleichgewichten führen, was zu sichtbaren Helligkeitsunterschieden und potenzieller Überlastung der LED mit der niedrigsten VF führt.

6.2 Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

LEDs sind anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Ein robustes ESD-Kontrollprogramm ist in der Handhabungs- und Bestückungsumgebung unerlässlich.

• Personenerdung:Bedienpersonal sollte leitfähige Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe tragen.
• Geräteerdung:Alle Werkzeuge, Geräte und Arbeitsplätze müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Statische Neutralisation:Verwenden Sie Ionisatoren, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich durch Handhabungsreibung auf der Kunststofflinsenoberfläche aufbauen können.
• Bereichskontrolle:Richten Sie statikgeschützte Arbeitsbereiche mit entsprechender Beschilderung ein. Oberflächen in diesen Bereichen sollten weniger als 100V messen.
• Schulung:Stellen Sie sicher, dass das Personal in ESD-Präventionsverfahren geschult und zertifiziert ist.

7. Hinweise & Zuverlässigkeitsbetrachtungen

7.1 Anwendungsumgebung

Diese LED-Lampe eignet sich sowohl für Innen- als auch Außenbeschilderungsanwendungen sowie für Standard-Elektronikgeräte. Der Betriebstemperaturbereich von -30°C bis +85°C unterstützt den Einsatz in verschiedenen Umgebungen.

7.2 Thermomanagement

Obwohl das Bauteil eine Verlustleistungsbewertung hat, ist es für die langfristige Stabilität der Lichtleistung und Lebensdauer entscheidend, eine ausreichende Wärmeableitung über die Leiterplattenbahnen sicherzustellen und den Betrieb innerhalb der spezifizierten Strom- und Temperaturgrenzen zu halten.

7.3 Designverifikation

Prototypisieren und verifizieren Sie das endgültige Design stets unter den erwarteten Betriebsbedingungen, einschließlich Temperaturextremen, um sicherzustellen, dass die Leistung den Anwendungsanforderungen entspricht. Berücksichtigen Sie die ±30% Toleranz der Lichtstärke in helligkeitskritischen Anwendungen.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die LTL42FGYAD3HKPY bietet spezifische Vorteile in ihrer Nische:

• Im Vergleich zu Einzel-LED-Lampen:Die Integration von drei LEDs in einem Winkelgehäuse bietet eine höhere kollektive Lichtleistung und potenziell breitere Abstrahlung im Vergleich zu einer einzelnen diskreten LED in einem ähnlichen Gehäuse.
• Im Vergleich zu SMD-LEDs:Das Durchsteck-Design bietet eine überlegene mechanische Festigkeit und Haltbarkeit auf der Leiterplatte, was in Umgebungen mit hoher Vibration oder Anwendungen, die häufige manuelle Handhabung erfordern, vorteilhaft sein kann. Es vereinfacht auch die Prototypenfertigung und Kleinserienbestückung.
• Farbspezifität:Die Verwendung von AlInGaP-Technologie für 569nm Gelbgrün bietet für diese spezifische Wellenlänge eine hohe Farbreinheit und Effizienz, was für bestimmte Indikatoranwendungen, die eine präzise Farbe erfordern, gegenüber gefilterten oder phosphorkonvertierten weißen LEDs vorzuziehen sein kann.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

9.1 Kann ich diese LED dauerhaft mit 20mA betreiben?

Ja, 20mA ist der maximal empfohlene DC-Durchlassstrom für Dauerbetrieb. Für optimale Lebensdauer und Zuverlässigkeit wird oft ein Betrieb bei oder leicht unter diesem Wert (z.B. 15-18mA) empfohlen.

9.2 Warum gibt es einen großen Bereich bei der Lichtstärke (8,7 bis 29 mcd)?

Dieser Bereich stellt die im Datenblatt spezifizierten Minimal- und Maximalwerte dar, die eine inhärente Prüftoleranz von ±30% einschließen. Der typische Wert beträgt 15 mcd. Diese Schwankung ist bei der LED-Fertigung aufgrund von Prozessvariationen normal. Für eine konsistente Helligkeit in der Produktion wird empfohlen, LEDs zu kaufen, die in engere Lichtstärkeklassen sortiert sind.

9.3 Welchen Widerstandswert sollte ich für eine 5V-Versorgung verwenden?

Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes (R = (Vversorgung - VF_LED) / I_LED) und unter Annahme eines typischen VF von 2,0V und eines gewünschten Stroms von 10mA: R = (5V - 2,0V) / 0,01A = 300 Ohm. Berechnen Sie stets mit dem maximal möglichen VF (2,5V), um sicherzustellen, dass der Mindeststrom sicher ist, und überprüfen Sie die Widerstandsbelastbarkeit (P = I^2 * R).

9.4 Ist diese LED für Automotive-Anwendungen geeignet?

Der Betriebstemperaturbereich (-30°C bis +85°C) deckt viele Automotive-Innenraumanwendungen ab. Für den Automotive-Einsatz ist jedoch typischerweise eine Qualifizierung nach spezifischen Standards (z.B. AEC-Q102) für die Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen wie Temperaturwechsel und Feuchtigkeit erforderlich, die dieses allgemeine Datenblatt möglicherweise nicht abdeckt. Konsultieren Sie den Hersteller bezüglich Automotive-tauglicher Varianten.

10. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf eines Statusanzeigepanels für einen Industrie-Router mit mehreren Ports. Jeder Port benötigt einen klaren, weitwinkligen gelbgrünen Link/Aktivitäts-Indikator.

Umsetzung:

1. Bauteilauswahl:Die LTL42FGYAD3HKPY wird aufgrund ihrer Winkelmontage (geeignet für Seitenpaneel-Betrachtung), des breiten 100-Grad-Abstrahlwinkels und der deutlichen gelbgrünen Farbe gewählt.
2. Schaltungsentwurf:Jede LED wird unabhängig von der 3,3V-Logikversorgung des Routers angesteuert. Unter Verwendung der Formel mit max. VF=2,5V und Ziel-IF=10mA: R = (3,3V - 2,5V) / 0,01A = 80 Ohm. Ein Standard-82-Ohm, 1/8W Widerstand wird für jede LED ausgewählt, gemäß Schaltungsmodell A in Reihe geschaltet.
3. PCB-Layout:Das Footprint wird gemäß der mechanischen Zeichnung platziert. Wärmeentlastung wird zu den Pads hinzugefügt, um das Löten zu erleichtern. Die 2mm-Abstandsregel von der Linsenbasis wird strikt in den Lötstopplack- und Pastenschichtdefinitionen eingehalten.
4. Bestückung:LEDs werden eingesteckt, nachdem alle SMD-Bauteile platziert sind. Ein Wellenlötprozess mit dem spezifizierten Profil wird verwendet (Vorwärmen<120°C, Welle<260°C für<5s), wobei sichergestellt wird, dass die Leiterplatte so ausgerichtet ist, dass die LED-Körper nicht eingetaucht werden.
5. Ergebnis:Das Panel bietet über alle Ports hinweg einheitliche, gut sichtbare Indikatoren mit zuverlässigem Betrieb in der Betriebsumgebung des Geräts von 0°C bis 70°C.

11. Einführung in das Technologieprinzip

Die LTL42FGYAD3HKPY nutzt AlInGaP-Halbleitermaterial (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid). Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung ist darauf ausgelegt, Photonen mit einer Wellenlänge zu erzeugen, die gelbgrünem Licht entspricht (um 569nm). Dieses Direktbandlückenmaterial ist hocheffizient bei der Umwandlung elektrischer Energie in sichtbares Licht, was zu der in den Merkmalen genannten hohen Helligkeit und dem geringen Stromverbrauch führt. Die grüne Streulinse über dem Chip dient dazu, das Licht zu streuen und so den breiten, gleichmäßigen Abstrahlwinkel des Bauteils zu erzeugen.

12. Branchentrends & Kontext

Während oberflächenmontierbare (SMD) LEDs aufgrund ihrer geringen Größe und Eignung für automatisierte Bestückung die Großserienfertigung dominieren, bleiben Durchsteck-LEDs wie die LTL42FGYAD3HKPY in mehreren Bereichen relevant:

• Prototyping & Hobbyanwendung:Ihre einfache Handlötbarkeit und robuste mechanische Verbindung machen sie ideal für Steckbretter und Prototypen-Leiterplatten.
• Hochzuverlässigkeit/Industrie:Die physikalische Verbindung eines Durchsteckanschlusses kann widerstandsfähiger gegen mechanische Stöße und Vibrationen sein als alleinige Lötstellen an einem SMD-Bauteil.
• Altdesigns & Wartung:Viele bestehende Produkte sind mit Durchsteckbauteilen entworfen, und Ersatzteile müssen die Form-Fit-Funktion-Kompatibilität beibehalten.
• Spezifische Bauformen:Winkelhalter und andere spezialisierte Durchsteckgehäuse bieten optische und mechanische Lösungen, die für bestimmte Anwendungen, wie z.B. Paneelanzeigen, bei denen Licht parallel zur Leiterplatte gerichtet werden muss, in SMD-Formaten möglicherweise nicht ohne Weiteres verfügbar oder kosteneffektiv sind.

Der Trend zur Miniaturisierung und Automatisierung setzt sich fort, aber Durchsteck-Optoelektronik wird voraussichtlich in Nischen bestehen bleiben, in denen ihre spezifischen Vorteile in Bezug auf Festigkeit, Wärmemanagement (über Anschlüsse) und Designflexibilität von größter Bedeutung sind.