LTLR14FGFAJH213T 双色LED指示灯规格书 - 橙色/黄绿色 - 20mA - 52mW - 直插式封装 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTLR14FGFAJH213T是一款双色直插式LED指示灯，专为用作电路板状态指示器而设计。其采用黑色塑料直角外壳，与LED芯片组件配合，能有效提升对比度，增强视觉辨识度。该器件属于一系列指示灯产品家族，提供多种配置，包括顶视和直角视角，并采用可堆叠、易于组装的设计，非常适合在印刷电路板上构建水平或垂直阵列。

1.1 主要特性

• 专为简化电路板组装与集成而设计。
• 黑色外壳材料为点亮的LED提供了高对比度背景。
• 具有低功耗和高发光效率的特点。
• 采用无铅工艺制造，符合RoHS（有害物质限制）指令。
• 可发出两种颜色的光：橙色和黄绿色，其半导体材料采用AlInGaP（铝铟镓磷）技术。
• 配备白色漫射透镜，实现均匀、宽角度的光分布。
• 采用编带盘卷包装，适用于自动化组装流程。

1.2 目标应用

此LED指示灯专为在广泛的电子设备中提供可靠性和高性能而设计。其主要应用领域包括：

• 计算机系统：主板、服务器、网络交换机及外围设备上的状态指示灯。
• 通信设备：路由器、调制解调器、电信基础设施及网络硬件中的信号与状态指示灯。
• 消费电子：音视频设备、家用电器及个人电子产品中的电源、模式及功能指示灯。
• 工业控制：机械、控制系统、仪器仪表及自动化设备的面板指示灯，在这些应用中清晰的视觉反馈至关重要。

2. 技术参数：深入客观解读

以下章节根据规格书内容，对器件的技术规格进行详细、客观的分析。除非另有说明，所有参数均在环境温度（TA）为25°C时指定。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些并非正常工作条件。

• 功耗（PD）：52 mW（橙色和黄绿色均适用）。这是器件在不发生性能退化的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（IF(peak)）：60 mA。此电流仅可在占空比≤1/10且脉冲宽度≤10µs的脉冲条件下施加。在直流操作中超过此值将损坏LED。
• 直流正向电流（IF）：20 mA。这是为实现规定光学特性而推荐的正常工作连续正向电流。
• 工作温度范围（Topr）：-30°C 至 +85°C。保证器件在此环境温度范围内正常工作。
• 储存温度范围（Tstg）：-40°C 至 +100°C。器件可在未加电的情况下在此温度范围内储存。
• 引脚焊接温度：最高260°C，持续时间不超过5秒，测量点距离LED本体2.0mm（0.079英寸）。这定义了手工或波峰焊工艺的热分布容差。

2.2 电气与光学特性

这些参数定义了器件在正常工作条件下（IF=20mA，TA=25°C）的典型性能。

• 发光强度（Iv）：
  • 橙色：典型值为140 mcd。规格书规定最小值为23 mcd，但典型性能显著更高。实际交付的强度受分档分类影响（见第4节）。
  • 黄绿色：典型值同样列为140 mcd，遵循与橙色LED相同的分档结构。
  • 测量说明：强度测量采用近似CIE明视觉响应曲线的传感器和滤光片组合，确保测量值符合人眼视觉感知。
• 视角（2θ1/2）：100度（两种颜色典型值）。这是发光强度降至其峰值（轴向）值一半时的全角。白色漫射透镜是实现此宽视角特性的原因。
• 峰值发射波长（λP）：
  • 橙色：611 nm（典型值）。
  • 黄绿色：575 nm（典型值）。
  • 这是发射光的光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λd）：
  • 橙色：范围从598 nm（最小）到612 nm（最大），典型值为605 nm。
  • 黄绿色：范围从565 nm（最小）到571 nm（最大），典型值为569 nm。
  • 主波长源自CIE色度图，代表光的感知颜色，即最能匹配颜色感觉的单色波长。
• 光谱线半宽（Δλ）：
  • 橙色：17 nm（典型值）。
  • 黄绿色：15 nm（典型值）。
  • 此参数表示发射光的光谱纯度或带宽，以发射峰值的半高全宽（FWHM）测量。
• 正向电压（VF）：
  • 橙色：范围从2.1V（最小）到2.6V（典型）。提供的表格中未指定最大值。
  • 黄绿色：假定类似，尽管提供的摘录中未单独明确说明。
• 反向电流（IR）：当施加5V反向电压（VR）时，最大为10 µA。关键注意事项：规格书明确指出"该器件并非为反向操作而设计。"此测试条件仅用于表征；不建议在电路设计中施加反向偏压。

3. 分档系统规格

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED会进行分档。LTLR14FGFAJH213T对发光强度和主波长均采用双代码分档系统。

3.1 发光强度分档

橙色和黄绿色LED均被分为三个强度等级，由两个字母的代码（AB、CD、EF）标识。强度分档代码标记在包装袋上。

• AB档：23 mcd（最小）至50 mcd（最大）。
• CD档：50 mcd（最小）至85 mcd（最大）。
• EF档：85 mcd（最小）至140 mcd（最大）。
• 容差：每个分档限值在测试时具有±30%的容差。

3.2 主波长分档

LED也根据其主波长（色点）使用数字代码进行分档。

黄绿色：

• 1档：565.0 nm 至 568.0 nm。
• 2档：568.0 nm 至 571.0 nm。

橙色（分档表中称为琥珀色）：

• 3档：598.0 nm 至 605.0 nm。
• 4档：605.0 nm 至 612.0 nm。

容差：每个波长分档限值具有±1 nm的容差。

设计影响：对于需要严格颜色或亮度匹配的应用（例如多指示灯面板），设计者应指定所需的分档代码，或在电路层面实施校准以补偿差异。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的电气和光学特性曲线。虽然具体图表未在提供的文本中重现，但它们通常包含以下基本关系：

• 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：展示了半导体二极管电流与电压之间的指数关系。曲线将有一个特定的"拐点"电压（约2.1-2.6V），超过此电压，电流会随电压的微小增加而迅速上升。必须串联一个限流电阻以防止热失控。
• 发光强度 vs. 正向电流：展示了光输出如何随正向电流增加。在推荐工作范围内（最高20mA）通常是线性的，但在更高电流下，由于效率下降和发热，会达到饱和并最终退化。
• 发光强度 vs. 环境温度：说明了LED效率的负温度系数。随着结温升高，光输出通常会降低。宽广的工作温度范围（-30°C至+85°C）表明该器件设计为在此跨度内保持功能，尽管输出会变化。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示了峰值发射波长（λP）和光谱半宽（Δλ）。橙色LED的光谱将集中在611 nm附近，黄绿色LED集中在575 nm附近。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸与结构

该器件由一个黑色或深灰色塑料外壳（支架）和用于直插式安装的集成引脚组成。LED组件本身是一个带有白色漫射透镜的橙色/黄绿色双色芯片。规格书中的关键机械说明包括：

• 所有尺寸均以毫米为单位提供，括号内为英寸。
• 除非特定特征标注了不同的公差，否则适用±0.25mm（±0.010英寸）的通用公差。
• 显示引脚间距、本体尺寸和透镜轮廓的精确机械图纸在规格书中引用（由"外形尺寸"部分暗示）。

5.2 包装规格

该器件以行业标准的编带盘卷形式提供，适用于自动插件设备。

• 载带：
  • 材料：黑色导电聚苯乙烯合金。
  • 厚度：0.50 mm ±0.06 mm。
  • 10个链轮孔间距累积公差：±0.20 mm。
• 卷盘：标准13英寸（330mm）直径卷盘。
• 每盘数量：500 件。
• 主纸箱包装：
  • 2个卷盘（总计1000件）与一张湿度指示卡和干燥剂一起装入一个防潮袋中。
  • 1个防潮袋装入1个内箱（1000件/箱）。
  • 10个内箱装入1个外运输箱（总计10,000件）。

6. 焊接与组装指南

正确处理对于确保可靠性并防止LED损坏至关重要。

6.1 储存条件

• 密封包装（防潮袋）：储存于≤30°C且≤70%相对湿度（RH）的环境。在防潮袋保持密封的情况下，元件自日期代码起一年内使用有效。
• 已开封包装：如果防潮袋已打开，储存环境不得超过30°C和60% RH。
• 车间寿命：从原始防潮袋中取出的元件应在168小时（7天）内进行红外回流焊接。
• 长期储存/烘烤：如果元件在原始包装外储存超过168小时，则必须在SMT组装（回流）过程前，在大约60°C下烘烤至少48小时，以驱除吸收的湿气，防止焊接过程中出现"爆米花"效应或分层。

6.2 引脚成型与PCB组装

• 在距离LED透镜基座至少3mm处弯曲引脚。
• 弯曲时请勿以引线框架的基座作为支点。
• 所有引脚成型必须在焊接之前且在室温下完成。
• 在插入PCB时，使用所需的最小压紧力，避免对LED本体或引脚施加过大的机械应力。

6.3 焊接工艺

• 保持透镜基座与引脚上的焊点之间至少有2mm的间隙。
• 波峰焊时避免将透镜浸入焊料中。
• 当LED因焊接而处于高温状态时，请勿对引脚施加任何外部应力。
• 推荐焊接条件：规格书规定，在距离本体2.0mm处测量时，最高260°C持续5秒。这与标准波峰焊或手工焊温度曲线兼容。

6.4 清洁

如果需要组装后清洁，请仅使用酒精类溶剂，如异丙醇（IPA）。避免使用可能损坏塑料外壳或透镜的强效或超声波清洁方式。

7. 应用建议与设计考量

7.1 典型应用电路

单色操作最基本的驱动电路包括一个与LED串联的限流电阻，连接至直流电源（Vcc）。电阻值（R）可使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中VF是LED的正向电压（保守设计可使用2.6V），IF是所需的正向电流（最大20 mA）。例如，使用5V电源时：R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 欧姆。标准的120Ω或150Ω电阻均适用。对于双色操作，通常使用两个独立的限流电路，常采用共阴极或共阳极配置，由逻辑信号或开关控制。

7.2 设计考量

• 电流驱动：始终使用恒流驱动LED或串联电阻进行限流。直接连接到电压源将损坏LED。
• 热管理：虽然功耗较低（52mW），但如果用于高密度阵列或高环境温度下，应确保足够的间距和可能的气流，以将结温保持在限值内。
• 光学设计：100度的宽视角使其适用于非严格轴向观察的前面板指示灯。黑色外壳可最大限度地减少杂散光并提高对比度。
• 极性：在PCB布局和组装过程中注意正确的阳极/阴极方向。反向连接将阻断电流（LED不亮），并且如果电压超过反向击穿额定值，则可能造成损坏。

8. 技术对比与差异化

LTLR14FGFAJH213T在其类别中具有几个显著优势：

• 单封装双色：集成两种不同颜色（橙色和黄绿色），与使用两个独立的单色LED相比，节省了PCB空间并简化了组装。
• 直角外壳：内置的直角支架使光线平行于PCB平面射出，非常适合边缘发光或侧视指示灯，这与光线垂直于板面发射的顶视LED不同。
• AlInGaP技术：对于橙色和黄绿色，AlInGaP半导体通常比GaAsP等旧技术提供更高的效率和更好的温度稳定性，从而实现更亮、更一致的输出。
• 漫射透镜：白色漫射透镜提供均匀、柔和的光线外观，没有可见的芯片热点，从更宽的角度提升了美观度和可视性。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1: 峰值波长（λP）和主波长（λd）有什么区别？

A1: 峰值波长是LED发射光功率最大的物理波长。主波长是基于人眼色觉（CIE图表）计算出的值，最能代表感知到的颜色。对于此类单色LED，两者通常接近，但λd是颜色规格更相关的参数。

Q2: 我可以用30mA驱动这个LED以获得更高亮度吗？

A2: 不可以。连续直流正向电流的绝对最大额定值为20mA。以30mA工作会超过此额定值，这将显著缩短寿命，导致效率快速下降，并可能引发灾难性故障。请始终遵守推荐的工作条件。

Q3: 分档表显示强度最高可达140mcd，但特性表列出典型值为140mcd。哪个是正确的？

A3: 两者都是。特性表中的"典型"值代表最高档（EF档）器件的预期性能。分档表定义了分类范围。并非所有器件都达到典型值；它们将分布在AB、CD和EF档中。

Q4: 为什么储存和烘烤要求如此严格？

A4: LED的塑料封装会从大气中吸收湿气。在回流焊的快速加热过程中，这些被困住的湿气会急剧汽化，导致内部裂纹（分层）或"爆米花"效应，从而损坏器件。防潮袋、干燥剂和烘烤程序都是为了控制湿气含量并确保焊接可靠性而设计的。

10. 工作原理与技术趋势

10.1 基本工作原理

发光二极管（LED）是一种半导体p-n结二极管。当施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到结区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由所用半导体材料的能带隙决定。对于本器件中的橙色和黄绿色，铝铟镓磷（AlInGaP）是活性材料，它允许在红到黄绿光谱范围内高效发光。双色功能是通过在同一封装内放置两个半导体芯片（每种颜色一个）来实现的。

10.2 行业趋势

直插式LED市场虽然成熟，但仍与表面贴装技术（SMT）同步发展。像LTLR14FGFAJH213T这样的直插式元件对于需要高机械强度、更易于手动原型制作和维修，以及以波峰焊为主要组装工艺的应用场景仍然至关重要。该领域的趋势包括持续向更高效率材料（如用AlInGaP替代GaAsP）转变、通过更严格的分档提高颜色一致性，以及将多种颜色或功能集成到单个封装中。此外，受工业、汽车和基础设施应用需求的推动，对可靠性和延长寿命的持续重视也在加强。封装也在不断发展，以更好地兼容自动直插式插件机，同时保持成本效益。