目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣及光學特性
- 3. 分級系統解釋
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）
- 4.2 發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 發光強度 vs. 環境溫度
- 4.4 光譜分佈
- 5. 機械及封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 引腳成型
- 6.2 焊接參數
- 6.3 儲存條件
- 7. 包裝及訂購資料
- 7.1 包裝規格
- 8. 應用設計建議
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 靜電放電（ESD）保護
- 8.3 熱管理
- 9. 技術比較與區分
- 10. 常見問題（FAQs）
- 10.1 使用5V電源時應該用幾多歐姆嘅電阻？
- 10.2 我可以用3.3V電源驅動呢款LED嗎？
- 10.3 點解發光強度有±15%公差？
- 11. 實用設計案例研究
- 11.1 多LED狀態指示燈面板
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
LTL87HTBK係一款採用氮化銦鎵（InGaN）半導體材料嘅藍色發光二極管（LED）。佢採用標準5mm圓形通孔封裝，配備水清透鏡，專為通用指示同照明應用而設計。其主要特點包括低功耗、廣視角，以及固態照明技術固有嘅長壽命同可靠性。
1.1 核心優勢
- 低功耗：喺典型驅動電流下高效運作，適合用喺電池供電裝置。
- 廣視角（120°）：提供寬闊、均勻嘅光線分佈，好適合用喺面板指示燈同狀態燈。
- 固態可靠性：提供長操作壽命，冇燈絲或玻璃外殼會破裂，確保喺唔同環境下都耐用。
1.2 目標應用
呢款LED適用於普通電子設備。典型應用包括消費電子產品上嘅狀態指示燈、小型顯示器背光、面板照明同裝飾照明。佢唔係為咗需要極高可靠性、一旦故障可能危及安全（例如航空、醫療生命維持）嘅應用而設計。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受損嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出極限操作唔保證正常。
- 功耗（Pd）：最大120 mW。呢個係封裝可以作為熱量散發嘅總功率（Vf * If）。
- 正向電流（直流）：最大連續30 mA。
- 峰值正向電流：最大100 mA，只允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）。
- 工作溫度（Ta）：環境溫度範圍為-25°C至+80°C。
- 儲存溫度（Tstg）：-30°C至+100°C。
- 引腳焊接溫度：最大260°C持續5秒，測量點距離LED主體1.6mm。
2.2 電氣及光學特性
呢啲參數喺環境溫度（Ta）25°C下指定，定義咗器件嘅典型性能。
- 發光強度（Iv）：喺正向電流（If）20 mA下，範圍由最小65 mcd到典型180 mcd，最大520 mcd。保證強度有±15%公差。
- 正向電壓（Vf）：典型值4.0V，喺If=20mA時最大值為4.0V。最小值為3.5V。
- 視角（2θ1/2）：120度。呢個係發光強度下降到軸向值一半時嘅全角。
- 峰值波長（λp）：468 nm。呢個係發射光譜中最高點嘅波長。
- 主波長（λd）：470 nm。呢個係人眼感知、定義顏色嘅單一波長。
- 光譜半寬度（Δλ）：25 nm。呢個表示光譜純度；數值越細，光線越單色。
- 反向電流（Ir）：喺反向電壓（Vr）5V下最大100 μA。器件唔係為反向操作而設計。
3. 分級系統解釋
為確保生產一致性，LED會根據關鍵光學參數進行分類（分級）。LTL87HTBK使用兩個主要分級標準。
3.1 發光強度分級
LED根據佢哋喺20mA下測量到嘅發光強度分類入唔同級別。每個級別都有最小同最大值，級別界限有±15%公差。級別代碼（例如D、E、F...L）會標示喺包裝袋上。
- 例子：級別'G'嘅強度範圍係140至180 mcd。
3.2 主波長分級
LED亦會根據主波長分級以控制顏色一致性。每個級別界限嘅公差為±1 nm。
- 例子：級別'B08'嘅主波長範圍係465.0至470.0 nm。
4. 性能曲線分析
雖然提供嘅文本冇詳細說明具體圖表，但呢類LED嘅典型性能曲線會包括：
4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）
呢條曲線顯示電流同電壓之間嘅指數關係。正向電壓具有負溫度係數，意味住當結溫升高時，佢會輕微下降。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
呢條曲線喺較低電流下通常係線性，但喺較高電流下可能因熱效應同效率下降而飽和。
4.3 發光強度 vs. 環境溫度
LED嘅光輸出會隨住結溫上升而減少。呢條降額曲線對於設計喺寬溫度範圍內運作嘅應用至關重要。
4.4 光譜分佈
顯示相對強度與波長關係嘅圖表，以468 nm為中心，典型半寬度為25 nm，定義咗藍色色點。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝尺寸
器件係標準5mm圓形LED。關鍵尺寸注意事項包括：
- 所有尺寸單位為毫米（英寸）。
- 除非另有說明，公差為±0.25mm。
- 法蘭下方樹脂突出最大為1.0mm。
- 引腳間距喺引腳從封裝主體伸出嘅位置測量。
5.2 極性識別
較長嘅引腳係陽極（正極），較短嘅引腳係陰極（負極）。此外，陰極側通常喺LED透鏡嘅塑膠法蘭上有一個平面標記。
6. 焊接及組裝指引
6.1 引腳成型
- 喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。
- 唔好使用引線框架底座作為支點。
- 喺室溫下同焊接工序前進行引腳成型。
6.2 焊接參數
保持透鏡底座到焊點之間最少2mm距離。避免將透鏡浸入焊料中。
- 手動焊接（烙鐵）：最高溫度300°C，最多3秒（只限一次）。
- 波峰焊：預熱最高100°C，最多60秒。焊波最高260°C，最多10秒。
警告：過高溫度或時間會令透鏡變形或導致災難性故障。
6.3 儲存條件
- 建議儲存環境：≤30°C，相對濕度≤70%。
- 從原包裝取出嘅LED應喺三個月內使用。
- 如需喺原包裝外長時間儲存，請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。
7. 包裝及訂購資料
7.1 包裝規格
- 基本單位：每防靜電包裝袋1000、500或250件。
- 內箱：每箱10個包裝袋（總共10,000件）。
- 外箱：每箱8個內箱（總共80,000件）。出貨批次嘅最後一包可能唔係滿嘅。
8. 應用設計建議
8.1 驅動電路設計
LED係電流驅動器件。為確保並聯多個LED時亮度均勻，強烈建議每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻。直接從電壓源並聯驅動多個LED（冇獨立電阻）會因為每個器件正向電壓（Vf）嘅自然差異而導致明顯亮度不匹配。
8.2 靜電放電（ESD）保護
呢款LED容易受靜電放電損壞。喺處理同組裝期間必須採取預防措施：
- 使用接地手帶或防靜電手套。
- 確保所有設備、工作站同儲存架妥善接地。
- 使用離子發生器中和可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。
8.3 熱管理
雖然呢款係低功耗器件，但喺最大直流電流（30mA）或接近該值下運作會產生熱量。確保應用中有足夠通風，以保持LED嘅結溫喺指定工作範圍內，因為過熱會降低光輸出同壽命。
9. 技術比較與區分
LTL87HTBK作為一款標準5mm藍色InGaN LED，其區別在於特定嘅發光強度級別同主波長級別組合。相比舊技術藍色LED（例如使用碳化矽），InGaN LED提供顯著更高效率同更明亮、更飽和嘅藍光。其主要優勢在於明確嘅分級系統，允許設計師選擇部件以確保應用中顏色同亮度一致。
10. 常見問題（FAQs）
10.1 使用5V電源時應該用幾多歐姆嘅電阻？
使用歐姆定律：R = (電源電壓 - LED正向電壓) / 正向電流。對於20mA下典型正向電壓4.0V：R = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50歐姆。最接近嘅標準值係51歐姆。務必計算電阻嘅功耗：P = I²R = (0.02)² * 51 = 0.0204W，所以標準1/4W電阻足夠。
10.2 我可以用3.3V電源驅動呢款LED嗎？
可能得，但唔可靠。最小正向電壓係3.5V，典型值係4.0V。3.3V電源可能無法點亮LED，或者可能產生非常暗同不一致嘅光。建議使用升壓轉換器或更高嘅電源電壓。
10.3 點解發光強度有±15%公差？
呢個公差考慮咗測量系統變化同輕微生產差異。分級系統提供更精確嘅選擇範圍。級別'G'（140-180 mcd）中器件嘅實際強度將喺該範圍內，再加上測量公差。
11. 實用設計案例研究
11.1 多LED狀態指示燈面板
場景：設計一個控制面板，有10個藍色狀態指示燈，全部需要均勻亮度，由12V電源軌供電。
設計方案：
- 電路拓撲：使用10個相同嘅並聯驅動電路，每個由LED同其串聯電阻組成。避免使用單個電阻驅動所有並聯LED。
- 電阻計算：目標正向電流 = 20mA。典型正向電壓 = 4.0V。R = (12V - 4.0V) / 0.020A = 400歐姆。使用標準390或430歐姆電阻。功率：P = (0.02)² * 400 = 0.16W，所以1/4W電阻足夠。
- 分級：指定來自相同發光強度級別（例如全部來自級別'G'）同相同主波長級別（例如全部來自級別'B08'）嘅LED，以確保視覺一致性。
- 佈局：保持3mm引腳彎曲距離同2mm焊接間距。LED之間留出一些空間以散熱。
12. 工作原理
LTL87HTBK係一款基於氮化銦鎵（InGaN）嘅半導體p-n結二極管。當施加超過二極管導通電壓（約3.5V）嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入有源區域（結）。當電子喺呢個有源區域同電洞復合時，能量以光子（光）形式釋放。InGaN合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接對應發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係大約470 nm嘅藍光。
13. 技術趨勢
藍色InGaN LED，喺1990年代初開創，係固態照明嘅基礎突破。佢哋實現咗白光LED（通過將藍光與黃色螢光粉結合）同全彩顯示器嘅創造。呢項技術嘅當前趨勢集中於提高效率（每瓦流明）、改善白光應用嘅顯色指數（CRI），以及開發微型化同高密度封裝。雖然5mm通孔LED喺指示燈方面仍然流行，但表面貼裝器件（SMD）封裝由於其更好嘅熱性能同適合自動化組裝，現已成為照明領域嘅主流。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |