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1. 产品概述
本文档详细说明了LTL-R14FGSAJ直插式LED灯珠的规格。直插式LED提供多种封装形式,如3毫米、4毫米、5毫米、矩形和圆柱形,适用于所有需要状态指示的应用。每种颜色均提供多种发光强度和视角选择,为设计提供灵活性。
1.1 产品特性
- 低功耗与高效率
- 无铅且符合RoHS标准
- T-1型封装,白色漫射透镜。
- 采用AlInGaP材料的黄绿与黄色灯珠,配备白色漫射透镜。
1.2 应用领域
- 通信设备
- 计算机外围设备
- 消费电子产品
- 家用电器
2. 外形尺寸
该LED采用标准的T-1(3毫米)封装,配备白色漫射透镜。引脚设计用于在印刷电路板(PCB)上进行通孔安装。
注:
- 所有尺寸单位为毫米(括号内为英寸)。
- 除非另有说明,公差为±0.25毫米(0.010英寸)。
- 凸缘下方树脂最大凸出量为1.0毫米(0.04英寸)。
- 引脚间距在引脚从封装伸出处测量。
- 规格如有变更,恕不另行通知。
3. 绝对最大额定值
额定值在环境温度(TA)为25°C时指定。超过这些值可能导致器件永久性损坏。
| 参数 | 黄绿 | 黄色 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 功耗 | 52 | 52 | 毫瓦 |
| 峰值正向电流(占空比≤1/10,脉冲宽度≤10微秒) | 60 | 60 | 毫安 |
| 直流正向电流 | 20 | 20 | 毫安 |
| 工作温度范围 | -40°C 至 +85°C | ||
| 储存温度范围 | -40°C 至 +100°C | ||
| 引脚焊接温度 [距本体2.0毫米(0.079英寸)处] | 最高260°C,最长5秒。 | ||
4. 电气/光学特性
特性在环境温度(TA)为25°C时测量。
| 参数 | 符号 | 颜色 | Min. | Typ. | Max. | 单位 | 测试条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 发光强度 | Iv | 黄绿 | 4 | 11 | 29 | 毫坎德拉 | IF = 10毫安 |
| 黄色 | 4 | 11 | 29 | 毫坎德拉 | IF = 10毫安 | ||
| 视角 | 2 θ1/2 | 黄绿 | 110 | 度 | |||
| 黄色 | 110 | 度 | |||||
| 峰值发射波长 | λP | 黄绿 | 574 | 纳米 | |||
| 黄色 | 590 | 纳米 | |||||
| 主波长 | λd | 黄绿 | 565 | 569 | 572 | 纳米 | |
| 黄色 | 582 | 590 | 594 | 纳米 | |||
| 光谱线半宽 | Δλ | 黄绿 | 20 | 纳米 | |||
| 黄色 | 20 | 纳米 | |||||
| 正向电压 | VF | 黄绿 | 1.6 | 2.0 | 2.5 | V | IF = 10毫安 |
| 黄色 | 1.6 | 2.0 | 2.5 | V | IF = 10毫安 | ||
| 反向电流 | IR | 黄绿 | 10 | 微安 | VR = 5伏 | ||
| 黄色 | 10 | 微安 | VR = 5伏 |
注:
- 发光强度使用近似CIE人眼响应曲线的光传感器和滤光片组合测量。
- θ1/2是发光强度为轴向发光强度一半时的离轴角度。
- 主波长λd源自CIE色度图,代表定义器件颜色的单一波长。
- 发光强度保证值必须包含±30%的测试公差。
- 反向电压(VR)条件仅用于反向电流测试。该器件并非设计用于反向工作。
- 反向电流由芯片源控制。
5. 典型电气/光学特性曲线
本规格书包含在25°C环境温度下测量的典型性能曲线(除非另有说明)。这些曲线以图形方式展示了正向电流(IF)与发光强度(Iv)、正向电压(VF)之间的关系,以及环境温度对发光强度的影响。分析这些曲线对于理解LED在不同工作条件下的行为至关重要,使设计者能够在管理功耗和热效应的同时,优化驱动电流以获得所需的亮度。
6. 分档系统规格
LED根据发光强度和主波长进行分档,以确保应用中的颜色和亮度一致性。
6.1 发光强度分档
| 分档代码 | 发光强度(黄绿)最小值(毫坎德拉) | 最大值(毫坎德拉) | 分档代码 | 发光强度(黄色)最小值(毫坎德拉) | 最大值(毫坎德拉) |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 4 | 13 | A | 4 | 13 |
| B | 13 | 29 | B | 13 | 29 |
注:每个分档限值的公差为±30%。
6.2 主波长分档
| 分档代码 | 主波长(黄绿)最小值(纳米) | 最大值(纳米) | 分档代码 | 主波长(黄色)最小值(纳米) | 最大值(纳米) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 565 | 569 | 1 | 582 | 588 |
| 2 | 569 | 572 | 2 | 588 | 594 |
注:每个分档限值的公差为±1纳米。
7. 包装规格
LED采用以下方式进行批量处理和运输包装:
- 每包装袋1000、500、200或100片。
- 每内箱放置10个包装袋,总计10,000片。
- 每外箱包装8个内箱,总计80,000片。
- 在每个运输批次中,只有最后一个包装可能不是满包装。
8. 注意事项与应用指南
8.1 应用
此LED灯珠适用于室内外标识以及需要状态指示的普通电子设备。
8.2 储存
LED的储存环境温度不应超过30°C,相对湿度不应超过70%。建议从原包装中取出的LED在三个月内使用。如需长期在原包装外储存,建议将LED存放在带有适当干燥剂的密封容器中,或存放在氮气环境的干燥器中。
8.3 清洁
如有必要,请使用异丙醇等醇基清洁溶剂清洁LED。
8.4 引脚成型与组装
在引脚成型过程中,应在距离LED透镜根部至少3毫米处弯曲引脚。成型时请勿以引线框架的根部作为支点。引脚成型必须在焊接前于常温下进行。在PCB上组装时,请使用尽可能小的压紧力,以避免对封装施加过大的机械应力。
8.5 焊接
焊接时,从透镜根部到焊点至少留出2毫米的间隙。必须避免将透镜浸入焊料中。在LED处于高温状态进行焊接时,请勿对引线框架施加任何外部应力。
推荐焊接条件:
电烙铁:温度:最高350°C。焊接时间:最长3秒(仅限一次)。位置:距离环氧树脂灯泡根部不小于2毫米。
波峰焊:预热:最高100°C。预热时间:最长60秒。焊料波:最高260°C。焊接时间:最长5秒。浸入位置:距离环氧树脂灯泡根部不低于2毫米。
注:过高的焊接温度和/或时间可能导致LED透镜变形或LED灾难性故障。红外回流焊不适用于直插式LED灯珠产品。
8.6 驱动方法
LED是电流驱动器件。为确保应用中并联的多个LED发光强度均匀,强烈建议在驱动电路中为每个LED串联一个限流电阻。不建议在没有串联电阻的情况下直接从电压源驱动LED(并联多个LED),因为各个LED正向电压(I-V)特性的自然差异可能导致每个LED的亮度看起来不同。串联电阻可以稳定流过每个LED的电流,确保亮度一致,并保护LED免受电流尖峰的冲击。
8.7 静电放电(ESD)防护
静电或电源浪涌可能损坏LED。防止ESD损坏的建议包括:
- 处理这些LED时,请使用导电腕带或防静电手套。
- 所有设备、仪器和机器必须正确接地。
- 工作台、储存架等应正确接地。
- 使用离子风机中和可能因储存和处理过程中LED之间摩擦而在LED塑料透镜表面积累的静电荷。
9. 技术分析与设计考量
9.1 光度学与色度学分析
LTL-R14FGSAJ采用AlInGaP(铝铟镓磷)技术实现黄绿和黄色发光。AlInGaP LED以其在琥珀色到红色光谱范围内的高效率和良好色纯度而闻名。白色漫射透镜可将视角拓宽至典型的110度,并使光点外观柔和,非常适合需要广角可见度的状态指示灯。主波长分档确保了颜色一致性,这在多个LED一起使用且必须视觉匹配的应用中至关重要。
9.2 热管理考量
对于这些指示灯,最大功耗为52毫瓦,直流正向电流为20毫安,热管理通常较为简单。然而,设计者必须考虑工作温度范围(-40°C至+85°C)。在较高的环境温度下,光输出会降低,正向电压也会略有偏移。对于持续在高温下运行的应用,可能需要降低正向电流额定值以保持长期可靠性。引脚焊接温度的绝对最大额定值(260°C,5秒)为PCB组装工艺提供了明确的指导。
9.3 电路设计实现
在10毫安电流下典型正向电压(VF)为2.0伏,这是电路设计的关键参数。当从电源电压(V_supply)为LED供电时,要计算所需的串联电阻(R_s),请使用欧姆定律:R_s = (V_supply - VF) / I_F。例如,使用5伏电源,目标电流为10毫安:R_s = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300欧姆。电阻的额定功率至少应为 P = I_F^2 * R_s = (0.01)^2 * 300 = 0.03瓦,因此标准的1/8瓦或1/10瓦电阻就足够了。这个简单的限流电路对于稳定运行和延长寿命至关重要。
9.4 与其他技术的对比
与较旧的GaAsP(砷化镓磷)黄色LED相比,AlInGaP技术提供了显著更高的发光效率,从而在相同驱动电流下实现更亮的输出。漫射透镜提供的110度宽视角,相对于视角较窄的透明透镜LED具有明显优势,使得LTL-R14FGSAJ更适合需要从各种角度观察指示灯的应用。与表面贴装器件(SMD)替代方案相比,直插式封装提供了机械坚固性和易于手动组装或原型制作的优点,尽管SMD在大批量自动化生产中节省了电路板空间。
9.5 特定应用建议
对于通信设备(路由器、调制解调器),这些LED可提供清晰的链路/活动状态指示。在消费电子产品和家用电器(电源按钮、模式指示灯)中,漫射光在美学上更令人愉悦。当用于户外标识时,设计者必须确保外壳提供足够的环境保护(IP等级),因为LED本身不防水。对于电池供电设备,低正向电压和在低于10毫安电流下有效工作的能力(参考IV曲线)有助于节能。在设计具有多个指示灯的仪表板时,指定来自相同发光强度和波长分档的LED对于实现均匀外观至关重要。
9.6 可靠性与寿命因素
LED的寿命主要由工作条件决定,尤其是结温。遵守电流和温度的绝对最大额定值是至关重要的。储存指南可防止吸湿,吸湿可能导致焊接过程中出现“爆米花”效应或分层。正确的ESD处理可防止可能导致过早失效的潜在缺陷。遵循本规格书中的焊接、驱动和处理指南,LED可以实现其预期的工作寿命,对于指示灯应用,其寿命通常为数万小时。
10. 常见问题解答(FAQ)
问:我可以连续以最大直流电流20毫安驱动此LED吗?
答:可以,但仅限于规定的工作温度范围内。为了获得最大的可靠性,尤其是在高环境温度下,建议以较低的电流(例如10-15毫安)工作,因为这可以减少器件内部发热和应力。
问:峰值波长(λP)和主波长(λd)有什么区别?
答:峰值波长是发射光功率最大的波长。主波长是人眼感知到的、最能代表光颜色的单一波长,根据CIE色度坐标计算得出。λd对于颜色规格更为相关。
问:为什么必须使用串联电阻?
答:LED具有指数型的I-V关系。电压的微小增加会导致电流大幅增加,这可能迅速超过最大额定值并损坏LED。串联电阻使电流主要取决于电阻值和电源电压,提供了一种简单有效的电流调节方式。
问:我可以将此LED用于小型面板的背光吗?
答:虽然可能,但其宽视角和漫射透镜使其更适合作为状态指示灯直接观看。对于均匀的面板背光,视角较窄的LED或侧视封装通常更合适。
问:订购时如何解读分档代码?
答:请为所需颜色(黄绿或黄色)指定所需的发光强度分档(例如A或B)和主波长分档(例如1或2)的组合,以确保您收到的LED具有适合您应用的一致性能特征。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |