LTL-R42FSFAD LED灯珠规格书 - T-1直径 - 琥珀色散光透镜 - 典型电压2.0V - 功耗52mW - 中文技术文档

1. 产品概述

LTL-R42FSFAD是一款直插式安装的LED灯珠，专为各类电子设备中的状态指示和信号应用而设计。它属于分立式、径向引线指示LED类别，通常应用于需要直接PCB安装和高可见度的场合。

1.1 核心优势与产品定位

该器件专为轻松集成到电路板组件中而设计。其主要优势包括低功耗特性与高发光效率相结合，使其适用于电池供电和线路供电设备。该产品采用无铅工艺制造，完全符合RoHS（有害物质限制）指令，符合现代电子制造的环境和法规标准。

1.2 目标市场与应用范围

该LED的目标应用是需要可靠、长寿命视觉指示器的场合。其设计灵活性，通过提供多种光强和视角规格，使其适用于以下几个关键领域：

• 通信设备：路由器、调制解调器、交换机及其他网络硬件上的状态指示灯。
• 计算机外设：外置驱动器、集线器和输入设备上的电源、活动和模式指示灯。
• 消费电子：音视频设备、家用电器和个人小工具上的指示灯。
• 家用电器：白色家电及其他家用设备上的运行状态指示灯。

2. 技术参数深度解析

全面理解电气和光学参数对于可靠的电路设计和确保性能一致性至关重要。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在此极限或超过此极限下工作，为确保长期可靠性能，应避免此类操作。

• 功耗（Pd）：最大52 mW。这是LED封装可以耗散为热量的总功率。
• 直流正向电流（IF）：最大20 mA连续电流。
• 峰值正向电流：60 mA，仅在脉冲条件下允许（占空比 ≤ 1/10，脉冲宽度 ≤ 10µs）。
• 热降额：当环境温度超过30°C时，直流正向电流必须以0.27 mA/°C的速率线性降额。
• 工作温度范围（TA）：-30°C 至 +85°C。
• 存储温度范围（Tstg）：-40°C 至 +100°C。
• 引脚焊接温度：最高260°C，最长5秒，测量点距离LED本体2.0mm（0.079英寸）。

2.2 环境温度TA=25°C时的电气与光学特性

这些是标准测试条件下的典型和保证性能参数。

• 发光强度（Iv）：范围从38 mcd（最小值）到180 mcd（最大值），在正向电流（IF）为10 mA时，典型值为85 mcd。分档极限值应用±30%的测试容差。
• 视角（2θ1/2）：100度。这种宽视角是散光透镜的特性，确保LED在较大的离轴位置也能被看到。
• 主波长（λd）：规定在580 nm至589 nm之间，在IF=10mA时典型值为586 nm。这使其发光颜色位于可见光谱的琥珀色/黄色区域。
• 峰值发射波长（λP）：588 nm，表示光谱功率输出的最大点。
• 光谱线半宽（Δλ）：15 nm，描述发射光的光谱纯度或带宽。
• 正向电压（VF）：范围从1.6V到2.5V，在IF=10 mA时典型值为2.0V。
• 反向电流（IR）：当施加5V反向电压（VR）时，最大为10 µA。必须注意，此器件并非设计用于反向偏置工作；此测试条件仅用于表征。

3. 分档规格系统

产品按性能分档，以确保同一生产批次内的一致性。设计人员可以指定分档以满足更严格的应用要求。

3.1 发光强度分档

LED根据其在10 mA下测得的发光强度进行分类。

• BC档：38 mcd（最小值）至 65 mcd（最大值）
• DE档：65 mcd（最小值）至 110 mcd（最大值）
• FG档：110 mcd（最小值）至 180 mcd（最大值）
• 注意：每个分档极限的容差为±30%。

3.2 主波长分档

LED也根据其主波长进行分类，以控制颜色一致性。

• H17档：580 nm（最小值）至 584 nm（最大值）
• H18档：584 nm（最小值）至 589 nm（最大值）
• 注意：每个分档极限的容差为±1 nm。

光强和波长的具体分档代码标记在每个包装袋上，便于在生产中进行追溯和选择性使用。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据，但基于标准LED物理特性和所提供的参数，典型关系描述如下。

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

该LED表现出典型的二极管非线性I-V特性。正向电压（VF）在10 mA时规定范围为1.6V至2.5V。此曲线对于设计限流电路至关重要。对于给定的电流，电压会随电流略微增加，并随结温升高而降低。

4.2 发光强度 vs. 正向电流

在大部分工作范围内，发光强度（Iv）大致与正向电流（IF）成正比。规定的Iv值是在IF=10mA下给出的。在最大连续电流20 mA下工作将产生更高的光输出，但设计人员必须确保功耗（Pd = VF * IF）不超过52 mW的极限，同时需考虑由此产生的正向电压。

4.3 温度依赖性

LED性能对温度敏感。发光强度通常随结温升高而降低。规格书提供了电流的降额系数（30°C以上每°C 0.27 mA）以管理热效应。正向电压也具有负温度系数。

5. 机械与包装信息

5.1 外形尺寸

该LED符合T-1（3mm）直径封装标准。关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸均以毫米为单位（括号内为英寸参考值）。
• 除非另有说明，标准公差为±0.25mm（0.010英寸）。
• 凸缘下方树脂的最大突出量为1.0mm（0.04英寸）。
• 引脚间距在引脚从封装本体伸出的位置测量。

5.2 极性识别

直插式LED通常使用引脚长度或透镜凸缘上的平面来指示极性。较长的引脚通常是阳极（正极），较短的引脚是阴极（负极）。凸缘上的平面通常靠近阴极。设计人员必须参考实物样品或详细图纸以确认该元件使用的具体标记。

6. 焊接与组装指南

正确的操作对于防止组装过程中的损坏至关重要。

6.1 引脚成型

如果需要弯曲引脚，弯曲点必须距离LED透镜根部至少3mm。不得使用引线框架的根部作为支点。所有成型必须在焊接过程之前且在正常环境温度下完成。

6.2 焊接工艺

必须在透镜根部与焊点之间保持至少2mm的间隙。必须避免将透镜浸入焊料中。

• 电烙铁：最高温度350°C，最长3秒（仅限一次）。
• 波峰焊：预热最高120°C，最长100秒。焊波温度最高260°C，最长5秒。
• 关键注意事项：明确说明红外（IR）回流焊不适用于此类直插式LED灯珠。过高的温度或时间可能导致透镜变形或灾难性故障。

6.3 存储与清洁

存储时，环境温度不应超过30°C或相对湿度70%。从原包装中取出的LED应在三个月内使用。清洁时，如有必要，仅应使用异丙醇等酒精类溶剂。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED以散装数量包装：

• 初级包装：每防静电包装袋1000、500、200或100只。
• 二级包装：10个包装袋放入一个内盒（假设每袋1000只，则每个内盒总计10,000只）。
• 三级包装：8个内盒装入一个外运输箱（每个外箱总计80,000只）。运输批次中的最后一箱可能不是满箱。

8. 应用设计建议

8.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为确保驱动多个LED时亮度均匀，必须为每个LED或每个并联支路串联一个限流电阻。推荐电路（电路A）为每个LED串联一个电阻。避免在没有独立电阻的情况下直接将多个LED并联（电路B），因为正向电压（VF）的微小差异会导致显著的电流不平衡和亮度不均。

串联电阻值（R）可使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc是电源电压，VF是LED正向电压（为可靠性起见使用最大值），IF是所需的正向电流。

8.2 静电放电（ESD）防护

LED可能因静电放电而损坏。在操作和组装过程中必须采取预防措施：

• 使用接地腕带或防静电手套。
• 确保所有设备、工作台和存储架正确接地。
• 使用离子发生器中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。

8.3 热管理注意事项

虽然功耗较低，但合理的PCB布局会有所帮助。确保与其他发热元件有足够的间距。遵守30°C以上环境温度的电流降额曲线对于保持可靠性至关重要，尤其是在封闭或高温环境中。

9. 技术对比与差异化

LTL-R42FSFAD通过几个关键属性在直插式指示LED市场中脱颖而出。其586nm琥珀色芯片采用AlInGaP（磷化铝铟镓）半导体材料，与GaAsP等旧技术相比，具有更高的效率和更好的温度稳定性。散光透镜提供了100度的超宽视角，使其在观察位置不固定于LED正前方的应用中表现更优。其典型的低正向电压（2.0V）与清晰的光强和波长分档结构相结合，为设计人员提供了可预测的性能，并使其能够满足对颜色或亮度有严格要求的应用。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 我可以连续以20 mA驱动此LED吗？

可以，20 mA是最大额定连续直流正向电流。但是，您必须确保功耗（Pd = VF * IF）不超过52 mW。在20 mA和最大VF为2.5V时，功耗为50 mW，在极限范围内。始终需考虑环境温度，如果超过30°C，则应用降额。

10.2 主波长和峰值波长有什么区别？

峰值波长（λP）是光谱功率输出最高的单一波长。主波长（λd）是根据CIE色度图上的色坐标计算得出的值；它代表与LED感知颜色相匹配的纯单色光的单一波长。对于与颜色相关的设计目的，主波长通常是更相关的参数。

10.3 即使我的电源是限流的，为什么还需要串联电阻？

专用的串联电阻为每个LED提供了局部、精确的电流调节。它还能防止瞬态电压尖峰，并有助于在并联配置中平衡电流。仅依赖全局限流电源可能无法防止由于VF差异导致的LED之间的电流不平衡。

11. 实际设计案例分析

场景：设计一个状态面板，包含五个均匀的琥珀色指示灯，由5V直流电源供电，最高环境温度为40°C。

设计步骤：

1. 电流选择：设定正向电流（IF）为10 mA，以平衡亮度和寿命。
2. 热降额：在40°C时（高于降额起始点10°C），降低最大电流：20 mA - (10°C * 0.27 mA/°C) = 17.3 mA。我们的10 mA目标是安全的。
3. 电阻计算：为可靠性使用最大VF（2.5V）。R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ω。可以使用最接近的标准值（例如240 Ω或270 Ω），并重新计算实际电流。
4. 电路布局：使用推荐的电路A：五个LED各串联一个240Ω电阻，全部连接在5V电源和地之间。
5. 分档指定：为获得均匀外观，订购时指定单一发光强度档（例如DE）和单一主波长档（例如H18）。
6. PCB布局：放置LED时，引脚弯曲半径至少3mm，确保透镜到焊盘有2mm间隙，并遵循防静电组装规范。

12. 工作原理简介

LTL-R42FSFAD基于半导体p-n结的电致发光原理工作。当施加超过二极管开启阈值的前向电压时，来自n型AlInGaP半导体的电子与来自p型区域的空穴复合。这种复合事件以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，从而直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中，约为586 nm的琥珀色。围绕芯片的散光环氧树脂透镜用于散射光线，拓宽视角并柔化微小光源的外观。

13. 技术趋势与背景

像LTL-R42FSFAD这样的直插式LED代表了一种成熟且高度可靠的技术。虽然表面贴装器件（SMD）LED因其更小的占位面积和适合自动化贴装组装而在新设计中占主导地位，但直插式LED仍然具有显著的相关性。其优势包括卓越的机械结合强度、更易于手动原型制作和维修、通常更高的单点发光强度以及通过引脚更好的散热。该细分领域内的趋势是采用更高效率的材料（如此处使用的AlInGaP）、更严格的性能和颜色分档以确保一致性，以及坚定不移地遵守RoHS等全球环境标准。对于需要极高耐用性、在恶劣环境中高可见度，或设计或遗留标准要求采用直插式安装的应用，它们仍然是首选。