Technisches Datenblatt LTL750RGBHBJH292U RGB-LED - Durchsteckmontage - 20mA - Rot/Grün/Blau - Deutsche Fassung

1. Produktübersicht

Die LTL750RGBHBJH292U ist eine für die Durchsteckmontage konzipierte, rechtwinklige Leuchtdiode (LED) zur Leiterplattenanzeige (CBI), die rote, grüne und blaue (RGB) LED-Chips in einem einzigen schwarzen Kunststoffgehäuse vereint. Sie verfügt über eine weiße, diffundierende Linse zur Farbmischung und gleichmäßigen Lichtverteilung. Diese Komponente ist für eine vielseitige Montage auf Leiterplatten (PCBs) oder Panels ausgelegt und bietet eine stapelbare und einfach zu montierende Lösung für mehrfarbige Anzeigeanforderungen.

1.1 Kernmerkmale

• Bleifrei (Pb) und RoHS-konforme Bauweise.
• Geringer Stromverbrauch bei hoher Lichtausbeute.
• Vielseitige Montagemöglichkeiten für Leiterplatten oder Panelintegration.
• Integrierte RGB-LED-Chips mit weißer, diffundierender Linse zur Farbmischung.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED-Leuchte eignet sich für eine breite Palette elektronischer Geräte, die mehrfarbige Statusanzeigen, Signalisierung oder Hintergrundbeleuchtung erfordern. Zu den primären Anwendungsbereichen zählen:

• Kommunikationsgeräte
• Computer-Peripherie und -Systeme
• Unterhaltungselektronik
• Haushaltsgeräte
• Industrielle Steuerungssysteme

2. Detaillierte technische Parameter

Alle Spezifikationen gelten bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C, sofern nicht anders angegeben.

2.1 Absolute Maximalwerte

Belastungen über diese Grenzwerte hinaus können zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen.

• Verlustleistung:Rot: 80 mW, Grün: 108 mW, Blau: 108 mW.
• Spitzen-Vorwärtsstrom:(1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Puls) Rot: 90 mA, Grün: 100 mA, Blau: 100 mA.
• DC-Vorwärtsstrom (Dauerbetrieb):30 mA für alle Farben.
• Derating-Faktor:Lineares Derating ab 50°C mit 0,57 mA/°C für alle Farben.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.
• Löttemperatur der Anschlüsse:Max. 260°C für 5 Sekunden, gemessen 2,0mm vom LED-Gehäuse entfernt.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Typische Leistungsparameter gemessen bei einem Vorwärtsstrom (IF) von 20mA.

• Leuchtdichte (Iv):
  • Rot: 140 - 725 mcd
  • Grün: 170 - 870 mcd
  • Blau: 38 - 180 mcd
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):Ca. 110 Grad für alle Farben. Dies ist der Winkel, bei dem die Leuchtdichte auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt.
• Spitzenwellenlänge (λP):
  • Rot: ~634 nm
  • Grün: ~525 nm
  • Blau: ~470 nm
• Dominante Wellenlänge (λd):
  • Rot: 618 - 630 nm
  • Grün: 513 - 530 nm
  • Blau: 465 - 477 nm
• Vorwärtsspannung (VF):
  • Rot: 1,7V (Min), 2,2V (Typ), 2,7V (Max)
  • Grün: 2,5V (Min), 3,2V (Typ), 3,6V (Max)
  • Blau: 2,5V (Min), 3,2V (Typ), 3,6V (Max)
• Sperrstrom (IR):Gemessen bei VR = 5V. Rot: max. 10 μA, Grün/Blau: max. 50 μA. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

3. Spezifikation des Binning-Systems

Die LEDs werden anhand ihrer Leuchtdichte bei 20mA in Bins eingeteilt. Dies gewährleistet eine definierte Farb- und Helligkeitskonsistenz innerhalb von Produktionschargen. Für jede Bin-Grenze gilt eine Toleranz von ±15%.

3.1 Leuchtdichte-Bins

• Rote Bins:
  • RA: 140 - 240 mcd
  • RB: 240 - 420 mcd
  • RC: 420 - 725 mcd
• Grüne Bins:
  • GA: 170 - 290 mcd
  • GB: 290 - 500 mcd
  • GC: 500 - 870 mcd
• Blaue Bins:
  • BA: 38 - 65 mcd
  • BB: 65 - 110 mcd
  • BC: 110 - 180 mcd

Der spezifische Bin-Code für die Leuchtdichte ist auf jedem Verpackungsbeutel aufgedruckt, was eine präzise Auswahl in der Fertigung ermöglicht.

4. Mechanische & Verpackungsinformationen

4.1 Abmessungen

Das Bauteil verwendet ein Standard-Durchsteckgehäuse im rechten Winkel. Wichtige Abmessungshinweise:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben (Zollmaße in der Originalzeichnung).
• Allgemeine Toleranz beträgt ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.
• Maximaler Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0mm.
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten.

4.2 Verpackungsspezifikationen

Das Produkt wird in einem mehrstufigen Verpackungssystem geliefert, um die Komponenten zu schützen und die Handhabung zu erleichtern.

• Tube (Stick):Fasst 46 Stück. Abmessungen: 520mm x 12,7mm x 8,9mm.
• Innenschachtel:Enthält 156 Tubes, insgesamt 7.176 Stück. Abmessungen: 544mm x 180mm x 141mm.
• Außenschachtel:Enthält 4 Innenschachteln, insgesamt 28.704 Stück. Abmessungen: 550mm x 370mm x 302mm.

5. Richtlinien für Lötung & Montage

Eine sachgemäße Handhabung ist entscheidend für die Zuverlässigkeit des Bauteils und zur Schadensvermeidung.

5.1 Anschlussbeinformung

• Das Biegen muss an einer Stelle erfolgen, die mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
• Die Basis des Anschlussrahmens darf nicht als Drehpunkt verwendet werden.
• Die Anschlussbeinformung muss bei Raumtemperatur und vor dem Lötprozess erfolgen.
• Verwenden Sie während der Leiterplattenmontage die minimal notwendige Clinch-Kraft, um übermäßige mechanische Belastung der Anschlüsse oder des Gehäuses zu vermeiden.

5.2 Lötprozess

Ein Mindestabstand von 2mm muss zwischen der Basis der Linse und der Lötstelle eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in das Lot muss vermieden werden.

• Lötkolben:
  • Temperatur: Max. 350°C.
  • Zeit: Max. 3 Sekunden (nur einmal).
• Wellenlöten:
  • Vorwärmtemperatur: Max. 100°C.
  • Vorwärmzeit: Max. 60 Sekunden.
  • Lötwellentemperatur: Max. 260°C.
  • Lötzeit: Max. 5 Sekunden.

Wichtiger Hinweis:Übermäßige Löttemperatur und/oder -zeit können zu Linsendeformation oder katastrophalem LED-Ausfall führen. Infrarot (IR)-Reflow-Löten ist kein geeigneter Prozess für diese Durchsteck-LED-Leuchte.

5.3 Lagerung & Reinigung

• Lagerung:Empfohlene Lagerbedingungen sind ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit. LEDs, die aus der Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für längere Lagerung verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre.
• Reinigung:Reinigen Sie gegebenenfalls nur mit alkoholbasierten Lösungsmitteln wie Isopropylalkohol.

6. Anwendungs- & Designhinweise

6.1 Ansteuerschaltungsdesign

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim Betrieb mehrerer LEDs, insbesondere in Parallelschaltung, zu gewährleisten, wird dringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder einzelnen LED zu verwenden (Schaltungsmodell A). Das Betreiben mehrerer LEDs parallel ohne individuelle Vorwiderstände (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen, da geringe Unterschiede in den Vorwärtsspannungs- (Vf) Kennlinien zwischen den LEDs zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich zu ungleichmäßiger Helligkeit führen können.

6.2 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Diese LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Spannungsspitzen, die sofortige oder latente Schäden verursachen können. Um ESD-Schäden zu verhindern:

• Bedienpersonal sollte beim Umgang mit den LEDs ein leitfähiges Handgelenkband oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Geräte, Maschinen, Arbeitstische und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie einen Ionisator-Gebläse, um elektrostatische Aufladungen im Arbeitsbereich zu neutralisieren.

6.3 Anwendungseignung

Diese LED-Leuchte eignet sich für allgemeine Innen- und Außenbeschilderungsanwendungen sowie für Standard-Elektronikgeräte. Der spezifizierte Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C unterstützt den Einsatz unter verschiedenen Umweltbedingungen.

7. Leistungskurven & typische Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Leistungskurven, die wichtige Zusammenhänge grafisch darstellen. Diese Kurven sind für eine detaillierte Designanalyse unerlässlich.

• Relative Leuchtdichte vs. Vorwärtsstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom für jede Farbe zunimmt, typischerweise bis zum maximalen Nennstrom.
• Vorwärtsspannung vs. Vorwärtsstrom:Veranschaulicht die V-I-Kennlinie jedes LED-Chips, entscheidend für die Berechnung des geeigneten Vorwiderstandswertes.
• Relative Leuchtdichte vs. Umgebungstemperatur:Zeigt das Derating der Lichtleistung mit steigender Sperrschichttemperatur und unterstreicht die Bedeutung des Wärmemanagements bei Hochleistungs- oder Hochtemperaturanwendungen.
• Spektrale Verteilung:Stellt die relative Strahlungsleistung über der Wellenlänge für jede Farbe dar und zeigt die Spitzen- und dominante Wellenlänge visuell.

Designer sollten diese Kurven konsultieren, um Ansteuerungsbedingungen zu optimieren, Effizienzabwägungen zu verstehen und die Leistung bei nicht standardmäßigen Temperaturen vorherzusagen.

8. Technischer Vergleich & Designvorteile

Die LTL750RGBHBJH292U bietet mehrere Designvorteile für mehrfarbige Anzeigen:

• Integrierte RGB-Lösung:Vereint drei diskrete Farbchips in einem rechtwinkligen Gehäuse und spart so Leiterplattenplatz im Vergleich zur Verwendung von drei separaten Einfarb-LEDs.
• Weiße, diffundierende Linse:Ermöglicht Farbmischung und ein breiteres, gleichmäßigeres Abstrahlverhalten, ideal für Statusanzeigen, die aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar sein müssen.
• Standardisiertes Binning:Das definierte Binning-System für die Leuchtdichte ermöglicht vorhersehbare und konsistente Helligkeitsniveaus in der Produktion und reduziert Farb- und Helligkeitsanpassungsprobleme in Endmontagen.
• Robustes Durchsteckdesign:Bietet eine starke mechanische Befestigung auf der Leiterplatte, geeignet für Anwendungen mit Vibration oder manueller Montage.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

9.1 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Die Spitzenwellenlänge (λP) ist die Wellenlänge, bei der die abgegebene optische Leistung maximal ist. Die dominante Wellenlänge (λd) wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge eines reinen monochromatischen Lichts, das der wahrgenommenen Farbe der LED entsprechen würde. Für LEDs ist λd oft relevanter für die menschliche Farbwahrnehmung.

9.2 Kann ich diese LED ohne einen Vorwiderstand betreiben?

Nein. Das direkte Betreiben einer LED von einer Spannungsquelle wird nicht empfohlen und würde das Bauteil aufgrund von Überstrom wahrscheinlich zerstören. Eine LED muss mit einem geregelten Strom betrieben werden, typischerweise erreicht durch einen Konstantstromtreiber oder, häufiger, eine Spannungsquelle mit einem strombegrenzenden Vorwiderstand in Reihe.

9.3 Warum ist ein Mindestabstand von 2mm zwischen Linse und Lötstelle erforderlich?

Dieser Abstand verhindert thermische Schäden an der Epoxidlinse der LED während des Lötprozesses. Übermäßige Hitze kann die Linse zum Reißen, Verfärben oder Verformen bringen, was die optische Leistung beeinträchtigen und möglicherweise den Halbleiterchip Umwelteinflüssen aussetzen würde.

9.4 Wie wähle ich den korrekten Bin für meine Anwendung aus?

Wählen Sie den Bin basierend auf der für Ihr Design erforderlichen minimalen Leuchtdichte. Wenn Ihre Anwendung beispielsweise eine minimale rote Intensität von 300 mcd bei 20mA erfordert, müssten Sie die Bins RB oder RC spezifizieren. Die Konsultation der Bin-Tabelle stellt sicher, dass Sie Komponenten erhalten, die Ihren Helligkeitsspezifikationen entsprechen.

10. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf eines Mehrfachstatus-Anzeigepanels für einen Industrie-Controller. Das Panel muss die Zustände Netz (dauerhaft grün), Fehler (blinkend rot) und Standby (dauerhaft blau) an einer einzigen Anzeigeposition darstellen.

Umsetzung mit LTL750RGBHBJH292U:

1. Schaltungsdesign:Ein Mikrocontroller steuert drei separate Ausgangspins, die jeweils mit einem Farbkanal (R, G, B) der LED verbunden sind. Jeder Kanal enthält einen Vorwiderstand, der basierend auf dem gewünschten Strom (z.B. 15mA für ausreichende Helligkeit) und der typischen Vorwärtsspannung (Vf) dieser Farbe aus dem Datenblatt unter Verwendung der Versorgungsspannung berechnet wird.
2. Widerstandsberechnungsbeispiel (Grüner Kanal, Vcc=5V):
   • Ziel IF = 15mA, Typische Vf (Grün) = 3,2V.
   • Widerstandswert R = (Vcc - Vf) / IF = (5V - 3,2V) / 0,015A ≈ 120 Ohm.
   • Widerstandsbelastbarkeit P = (Vcc - Vf) * IF = 1,8V * 0,015A = 0,027W. Ein Standard-1/8W (0,125W) Widerstand ist ausreichend.
3. Erzielte Vorteile:
   • Platzersparnis:Eine Komponente ersetzt drei.
   • Vereinfachte Montage:Nur eine Komponente zum Einstecken und Löten.
   • Konsistentes Erscheinungsbild:Die weiße, diffundierende Linse stellt sicher, dass alle Farben vom selben Punkt mit einem ähnlichen Strahlungsprofil abgegeben werden, was ein professionelles Aussehen schafft.
   • Flexibilität:Der Mikrocontroller kann durch gleichzeitiges Aktivieren mehrerer Kanäle leicht zusätzliche Zustände wie Gelb (Rot+Grün) oder Cyan (Grün+Blau) erzeugen.

11. Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht emittieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dieses Phänomen, genannt Elektrolumineszenz, tritt auf, wenn sich Elektronen mit Elektronenlöchern innerhalb des Bauteils rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die Farbe des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. In der LTL750RGBHBJH292U sind drei verschiedene Halbleiterchips – jeder mit einer spezifischen Bandlücke – zusammengefasst, um unabhängig rotes, grünes und blaues Licht zu erzeugen. Die weiße, diffundierende Linse über den Chips streut und mischt das Licht und sorgt für eine gleichmäßige visuelle Ausgabe.

12. Technologietrends

Der Markt für mehrfarbige und RGB-LEDs entwickelt sich weiter. Wichtige Trends, die Komponenten wie die LTL750RGBHBJH292U beeinflussen, sind:

• Erhöhte Effizienz:Fortschritte in der Materialwissenschaft und im Chipdesign führen zu höherer Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro Watt elektrischer Eingangsleistung), was hellere Anzeigen bei geringerer Leistung oder reduzierter thermischer Belastung ermöglicht.
• Miniaturisierung:Während Durchsteckgehäuse für Robustheit entscheidend bleiben, gibt es einen parallelen Trend zu kleineren oberflächenmontierbaren (SMD) RGB-LEDs für hochdichte Leiterplatten-Designs.
• Integrierte Steuerung:Ein wachsender Trend ist die Integration der LED-Chips mit einem Miniatur-Controller-IC im selben Gehäuse, wodurch "intelligente LEDs" entstehen, die digital adressiert und für komplexe Farbsequenzen programmiert werden können, ohne externen Mikrocontroller-Aufwand.
• Farbkonsistenz & Binning:Herstellungsprozesse werden kontinuierlich verfeinert, um LEDs mit engeren Parameterverteilungen zu produzieren, was den Bedarf an umfangreichem Binning reduziert und eine konsistentere Leistung direkt ab Produktion bietet.

Durchsteck-RGB-Anzeigen wie diese bleiben eine grundlegende und zuverlässige Lösung für Anwendungen, bei denen Haltbarkeit, einfache manuelle Montage und bewährte Leistung von größter Bedeutung sind.