LTL2R3TBM3K LED-Lampe Datenblatt - T-1 3/4 Gehäuse - 3,0V Max. - 90mW - Blau/Weiß - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer Durchsteck-Weißlicht-LED mit der Artikelnummer LTL2R3TBM3K. Die LED ist für Statusanzeigen und allgemeine Beleuchtung in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen konzipiert. Sie verfügt über ein weit verbreitetes T-1 3/4 Gehäuse (ca. 5mm Durchmesser) mit einer wasserklaren Linse, in dem ein InGaN (Indiumgalliumnitrid) Blau-Chip verbaut ist. Dieser erzeugt in Kombination mit einer Phosphor-Beschichtung weißes Licht.

Die Kernvorteile dieser Komponente sind ihre RoHS-Konformität (bleifrei), ihr geringer Stromverbrauch bei hoher Effizienz, was sie für energiebewusste Designs prädestiniert. Ihr Durchsteck-Design ermöglicht eine vielseitige Montage auf Leiterplatten (PCBs) oder Panels. Aufgrund ihres geringen Strombedarfs ist sie zudem mit den Logikpegeln integrierter Schaltkreise kompatibel.

Die Zielmärkte für diese LED sind vielfältig und umfassen Computer-Peripherie, Kommunikationsgeräte, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte sowie industrielle Steuerungssysteme, die zuverlässige, langlebige Anzeigebeleuchtung erfordern.

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 zu dauerhaften Schäden führen.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 90 mW. Dies ist die Gesamtleistung, die das Bauteil sicher als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Strom (IFP):Maximal 100 mA. Dieser Strom darf nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis ≤ 1/10 und einer Pulsbreite ≤ 10ms angelegt werden.
• Gleichstrom (IF):Maximal 30 mA für Dauerbetrieb.
• Strom-Derating:Der maximale Gleichstrom muss linear um 0,5 mA pro Grad Celsius über einer Umgebungstemperatur von 40°C reduziert werden.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich:-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 und optische Kennwerte

Diese Parameter definieren die Leistung des Bauteils unter Standard-Testbedingungen (TA=25°C, IF=5mA, sofern nicht anders angegeben).

• Strahlstärke (Ie):8,4 bis 17,6 mW/sr. Dies misst die abgegebene optische Leistung pro Raumwinkeleinheit. Der genaue Wert ist gebinnt (siehe Abschnitt 4). Die Garantie beinhaltet eine Messtoleranz von ±15%.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):30 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Strahlstärke auf die Hälfte des Wertes auf der Mittelachse abfällt.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):464 bis 472 nm. Dies gibt die dominante, vom Chip emittierte blaue Wellenlänge an, bevor der Phosphor sie in weißes Licht umwandelt.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):25 nm (typisch). Dies spezifiziert die Breite des primären blauen Emissionspeaks bei halber Maximalintensität.
• Durchlassspannung (VF):2,6 bis 3,0 V bei 5mA. Dieser Wert ist gebinnt (siehe Abschnitt 4).
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (VR) von 5V.Wichtig:Die LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; diese Testbedingung dient lediglich der Charakterisierung des Leckstroms.

3. Binning-Tabellen

Die LEDs werden basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Der Bin-Code ist auf jedem Verpackungsbeutel aufgedruckt.

3.1 Binning der Strahlstärke (Ie)

Gemessen bei IF = 5mA. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±15%.

• Bin A:8,4 – 10,2 mW/sr
• Bin B:10,2 – 12,2 mW/sr
• Bin C:12,2 – 14,7 mW/sr
• Bin D:14,7 – 17,6 mW/sr

3.2 Binning der Durchlassspannung (VF)

Gemessen bei IF = 5mA. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±0,1V.

• Bin 1:2,60 – 2,80 V
• Bin 2:2,80 – 3,00 V

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die das Verhalten der LED grafisch darstellen. Obwohl die spezifischen Graphen hier nicht abgebildet sind, zeigen sie typischerweise:

• Relative Strahlstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, üblicherweise in einem nahezu linearen Verhältnis innerhalb des Betriebsbereichs.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Die IV-Kennlinie, die die für eine Diode typische exponentielle Beziehung zeigt.
• Relative Strahlstärke vs. Umgebungstemperatur:Veranschaulicht den Rückgang der Lichtleistung bei steigender Sperrschichttemperatur – ein kritischer Faktor für das Wärmemanagement.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität über der Wellenlänge, die den primären blauen Peak und das breitere, phosphorkonvertierte Spektrum zeigt, die zusammen weißes Licht erzeugen.

Diese Kurven sind für Entwickler essenziell, um die Leistung unter nicht-standardisierten Bedingungen vorherzusagen und Treiberschaltungen zu optimieren.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen

Das Bauteil verwendet ein standardmäßiges T-1 3/4 Radialgehäuse. Wichtige dimensionale Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben (Zoll in Klammern).
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25mm (0,010"), sofern nicht anders angegeben.
• Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0mm (0,04").
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.

Das physikalische Design ermöglicht ein einfaches Einführen in Standard-Leiterplattenlöcher und bietet nach dem Löten mechanische Stabilität.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lagerung

Für eine optimale Haltbarkeit sollten LEDs in einer Umgebung von maximal 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Nach Entnahme aus der original Feuchtigkeitssperrbeutel sollten sie innerhalb von drei Monaten verbaut werden. Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung ist ein verschlossener Behälter mit Trockenmittel oder ein Stickstoff-Exsikkator zu verwenden.

6.2 Reinigung

Falls eine Reinigung notwendig ist, dürfen nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropanol verwendet werden. Aggressive oder scheuernde Reiniger sind zu vermeiden.

6.3 Anschluss-Formgebung

Falls die Anschlüsse gebogen werden müssen, muss diesvordem Löten und bei Raumtemperatur erfolgen. Die Biegung sollte mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt vorgenommen werden. Der Gehäusekörper darf während des Biegens nicht als Drehpunkt verwendet werden. Während der Leiterplattenbestückung ist die minimal notwendige Klemmkraft anzuwenden, um übermäßige mechanische Belastung der Komponente zu vermeiden.

6.4 Lötprozess

Zwischen der Basis der Epoxid-Linse und dem Lötpunkt muss ein Mindestabstand von 2mm eingehalten werden. Die Linse darf niemals in das Lot getaucht werden. Vermeiden Sie das Ausüben äußerer Kräfte auf die Anschlüsse, während die LED erhöhter Temperatur ausgesetzt ist.

Empfohlene Lötbedingungen:

• Lötkolben:Temperatur ≤ 350°C, Zeit ≤ 3 Sekunden (nur einmal).
• Wellenlöten:Vorwärmen ≤ 100°C für ≤ 60 Sekunden, Lötwellentemperatur ≤ 260°C für ≤ 5 Sekunden.

Kritische Warnung:Übermäßige Löttemperatur oder -zeit kann die Linse verformen oder zu einem katastrophalen Ausfall der LED führen. Infrarot (IR) Reflow-Löten istnicht geeignetfür diese Durchsteck-LED.

7. Verpackung und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt. Standardverpackungsmengen sind:

• Pro Beutel:500, 200 oder 100 Stück.
• Pro Innenkarton:10 Beutel, insgesamt 5.000 Stück.
• Pro Außenkarton (Master Case):8 Innenkartons, insgesamt 40.000 Stück.

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

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungen

Diese LED eignet sich sowohl für Innen- als auch Außenbeschilderung sowie für allgemeine elektronische Geräte, die Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung oder allgemeine Beleuchtung benötigen.

8.2 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim parallelen Betrieb mehrerer LEDs sicherzustellen, wirddringend empfohlenjede LED mit einem eigenen, in Reihe geschalteten strombegrenzenden Widerstand zu betreiben (Schaltungsmodell A). Der parallele Betrieb von LEDs ohne Einzelwiderstände (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen, da bereits kleine Unterschiede in der Durchlassspannung (VF) zwischen einzelnen LEDs zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich zu ungleichmäßiger Helligkeit führen.

Der Wert des Vorwiderstands (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Vcc - VF) / IF, wobei Vcc die Versorgungsspannung, VF die Durchlassspannung der LED (für Zuverlässigkeit den Maximalwert aus dem Bin verwenden) und IF der gewünschte Durchlassstrom ist.

8.3 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Diese LED ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Die folgenden Vorsichtsmaßnahmen sind während der Handhabung und Montage unerlässlich:

• Personal sollte geerdete Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich durch Reibung auf der Kunststofflinse ansammeln können.
• Führen Sie ein ESD-Schulungs- und Zertifizierungsprogramm für alle Mitarbeiter im Montagebereich ein.

9. Technischer Vergleich und Designüberlegungen

Im Vergleich zu älteren Glühlämpchen bietet diese LED eine deutlich überlegene Lebensdauer, einen geringeren Stromverbrauch und eine höhere Stoß- und Vibrationsfestigkeit. Innerhalb der LED-Familie bietet das T-1 3/4 Gehäuse einen klassischen, gut sichtbaren Formfaktor mit guter Lichtleistung für universelle Anwendungen. Entwickler sollten den 30-Grad-Abstrahlwinkel beachten, der im Vergleich zu Weitwinkel-LEDs einen stärker fokussierten Strahl erzeugt und sie für gerichtete Anzeigen geeignet macht.

Wichtige Designüberlegungen umfassen:

• Wärmemanagement:Halten Sie sich an die Regeln für Verlustleistung und Strom-Derating. Stellen Sie sicher, dass die Leiterplatte und die Umgebung eine ausreichende Wärmeableitung ermöglichen, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder in geschlossenen Räumen.
• Stromregelung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle. Schließen Sie die LED niemals direkt an eine Spannungsquelle an.
• Optische Integration:Die wasserklare Linse erzeugt einen hellen, fokussierten Lichtpunkt. Für diffuses Licht kann ein externer Diffusor oder ein Lichtleiter erforderlich sein.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 20mA betreiben?

A: Ja, der maximale Gleichstrom beträgt 30mA, daher liegt 20mA im sicheren Betriebsbereich. Konsultieren Sie bei Umgebungstemperaturen über 40°C stets die Derating-Kurve.

F: Warum gibt es eine ±15% Toleranz auf die Strahlstärke-Bin-Grenzen?

A: Dies berücksichtigt die Variabilität des Messsystems während der Produktionstests. Es stellt sicher, dass jede LED, die unter Berücksichtigung der Messtoleranz innerhalb des deklarierten Bins liegt, der Leistungsklasse entspricht.

F: Kann ich Reflow-Löten für diese LED verwenden?

A: Nein. Das Datenblatt stellt ausdrücklich klar, dass IR-Reflow für diese Durchsteck-LED kein geeigneter Prozess ist. Es sollten nur Handlöten oder Wellenlöten unter den angegebenen Bedingungen verwendet werden.

F: Was bedeutet 'wasserklare' Linse?

A: Es bedeutet, dass das Epoxid-Vergussmaterial transparent, nicht diffundierend oder eingefärbt ist. Dies führt zur höchsten Lichtleistung und einer klaren Sicht auf die interne Chipstruktur, aber das Lichtabstrahlverhalten ist gerichteter.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario:Entwurf eines Panels mit vier Status-LEDs für ein Netzteil. Die Systemlogikspannung beträgt 5V, und ein Durchlassstrom von 10mA pro LED wird für ausreichende Helligkeit gewünscht.

Entwurfsschritte:

1. Bauteilauswahl:Spezifizieren Sie LTL2R3TBM3K und wählen Sie das passende Ie- und Vf-Bin basierend auf den Helligkeits- und Spannungskonsistenzanforderungen der Anwendung.
2. Schaltungsentwurf:Verwenden Sie Schaltungsmodell A. Unter Annahme eines ungünstigsten VF von 3,0V (Bin 2 max.) berechnen Sie den Vorwiderstand: R = (5V - 3,0V) / 0,01A = 200 Ω. Ein Standard-200-Ω-Widerstand mit 1/8W oder 1/4W wäre geeignet. Wiederholen Sie diese Schaltung für jede der vier LEDs.
3. Leiterplatten-Layout:Platzieren Sie die LED-Footprints mit dem spezifizierten Anschlussabstand. Stellen Sie sicher, dass die Lötpads mindestens 2mm von der Kontur des LED-Körpers entfernt sind, um den erforderlichen Lötabstand einzuhalten.
4. Bestückung:Befolgen Sie während der Leiterplattenbestückung sorgfältig die Richtlinien für Anschluss-Formgebung, Löten und ESD-Schutz.

12. Funktionsprinzip und Technologietrends

Funktionsprinzip:Es handelt sich um eine phosphorkonvertierte Weißlicht-LED. Der Kern ist ein Halbleiterchip aus InGaN, der bei Durchlassbetrieb blaues Licht emittiert (Elektrolumineszenz). Dieses blaue Licht trifft auf eine Schicht aus gelbem (oder gelbem und rotem) Phosphor innerhalb des Gehäuses. Der Phosphor absorbiert einen Teil des blauen Lichts und emittiert es als breiteres Spektrum aus gelbem und rotem Licht neu. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem phosphorkonvertierten Licht wird vom menschlichen Auge als weißes Licht wahrgenommen.

Technologietrends:Die Industrie treibt weiterhin Verbesserungen bei der Lichtausbeute (Lumen pro Watt), dem Farbwiedergabeindex (CRI) und der Langlebigkeit voran. Während oberflächenmontierbare (SMD) Gehäuse neue Designs zur Miniaturisierung dominieren, bleiben Durchsteck-LEDs wie die T-1 3/4 für Altdesigns, den Reparaturmarkt, Hobbyprojekte und Anwendungen, bei denen Robustheit und einfaches Handlöten priorisiert werden, unverzichtbar. Fortschritte in der Phosphortechnologie und im Chipdesign kommen auch diesen Gehäusen zugute, was im Laufe der Zeit zu helleren und effizienteren Bauteilen führt.