LTL-M12YB1H310U SMT CBI 雙色LED指示燈規格書 - 黃/藍 - 10mA - 72/78mW - 中文版

1. 產品概述

LTL-M12YB1H310U係一款採用表面貼裝技術（SMT）嘅電路板指示燈（CBI）。佢由一個黑色塑膠直角外殼構成，設計用於配合特定嘅LED燈珠。呢個元件專為方便組裝到印刷電路板（PCB）上而設計，採用可堆疊結構，方便創建水平或垂直陣列。其主要功能係喺電子設備中提供清晰、高對比度嘅視覺狀態指示。

1.1 核心特性與優勢

• 表面貼裝設計：完全兼容自动化SMT组装工艺，可实现大批量、高效的PCB贴装。
• 增强可视性：黑色外壳材料与点亮的LED形成高对比度，在各种光照条件下均能提升可读性。
• 雙色光源：集成了用於發黃光的AlInGaP（鋁銦鎵磷）和用於發藍光的InGaN（銦鎵氮），並結合白色漫射透鏡，實現均勻的光線外觀。
• 高能效：具有低功耗同高發光效率嘅特點，適用於對功耗敏感嘅應用。
• 環保合規：呢款係無鉛產品，符合RoHS（有害物質限制）指令。
• 可靠性測試：器件經過加速至JEDEC（聯合電子設備工程委員會）3級標準的預處理，表明其具有適用於標準SMT迴流焊工藝的穩健的潮濕敏感度等級。

1.2 目標應用與市場

該指示燈設計用於多個關鍵行業的普通電子設備：

• 電腦系統：主機板、伺服器、儲存裝置同周邊設備上嘅狀態燈。
• 通訊設備：網絡交換機、路由器、調製解調器同電訊設備嘅指示燈。
• 消費電子：音視頻設備、家用電器同個人設備嘅電源、模式或功能指示燈。
• 工業控制：需要可靠視覺回饋的機械、儀器儀表和控制系統面板指示燈。

2. 技術規格與客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。不保證在此條件下運行。

• 功耗（P_d）：黃色：72 mW，藍色：78 mW。此參數限制了LED封裝內可轉化為熱量的總電功率。
• 峰值正向電流（I_FP）：兩種顏色均為80 mA。此為最大允許瞬時電流，通常適用於佔空比≤1/10且脈衝寬度≤0.1ms的脈衝操作。超過此值可能導致災難性故障。
• 直流正向電流（I_F）：黃色：30 mA，藍色：20 mA。此為建議用於可靠長期運行的最大連續電流。藍色LED的較低額定值反映了InGaN材料的典型特性。
• 溫度範圍：工作溫度：-40°C 至 +85°C；儲存溫度：-40°C 至 +100°C。這些寬廣範圍確保了在惡劣環境下的功能性和安全的儲存條件。

2.2 電氣與光學特性

這些是在環境溫度（T_A）為25°C、特定測試條件下測得的典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：在I_F= 10mA時，黃色：18 mcd（最小值），藍色：12.6 mcd（最小值）。此參數衡量人眼感知的亮度。I_V的分檔代碼標記在包裝袋上，用於分選。
• 峰值發射波長（λ_P）：黃色：592 nm（典型值），藍色：468 nm（典型值）。這是光譜功率輸出最大的波長。
• 主波長（λ_d）：在I_F= 10mA時，黃色：582-595 nm，藍色：464-476 nm。該值源自CIE色度圖，是能最好地代表LED感知顏色的單一波長，並定義了其顏色分檔。
• 光譜線半寬（Δλ）：黃色：15 nm（典型值），藍色：25 nm（典型值）。這表示光譜純度；數值越小意味著光越接近單色光。黃色AlInGaP LED的光譜通常比藍色InGaN LED更窄。
• 正向電壓（V_F）：在I_F= 10mA時，黃色：1.7-2.4V，藍色：2.7-3.8V。這是LED導通電流時的壓降。藍色LED較高的V_F是InGaN技術的特徵。
• 反向電流（I_R）：在V_R= 5V時，兩種顏色均為10 µA（最大值）。LED並非設計用於反向偏壓操作；此參數僅用於漏電流測試。

3. 分檔系統說明

規格書暗示了基於關鍵光學參數的分檔系統，以確保生產中的顏色和亮度一致性。

• 波長/顏色分檔：主波長（λ_d）範圍（黃色：582-595nm，藍色：464-476nm）定義咗可接受嘅顏色變化。產品被分選到呢啲範圍內嘅唔同檔位中。
• 發光強度分檔：發光強度（I_V）有指定的最小值。器件可能經過測試並按強度分檔，具體檔位代碼標記在包裝上（如規格書所述）。
• 正向電壓分檔：雖然未明確說明為分檔參數，但指定的V_F範圍表明了允許的偏差。一致的V_F對於並聯電路中的電流匹配非常重要。

4. 性能曲線分析

規格書引用了對設計至關重要的典型特性曲線。

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示正向電流（I_F）與正向電壓（V_F）之間的關係。它是非線性的，存在一個開啟/閾值電壓（黃色約1.5V，藍色約2.5V），超過此電壓後，電流隨電壓微小增加而迅速增大。這要求在驅動電路中必須有限流措施。
• 發光強度 vs. 正向電流：通常喺較低電流下顯示，I_V隨I_F線性增加，喺較高電流下可能因熱效應同效率下降而飽和。
• 溫度依賴性：發光強度通常會隨着結溫升高而降低。正向電壓亦會隨溫度升高而下降（負溫度係數）。
• 光譜分佈：該圖表將顯示相對輻射功率與波長的關係，峰值位於λ_P處，寬度由Δλ定義。主波長λ_d係根據此光譜計算得出嘅。

5. 機械與封裝資料

5.1 外形尺寸

該元件具有直角（90度）安裝輪廓。關鍵尺寸說明包括：

• 所有尺寸均以毫米為單位，除非另有說明，默認公差為±0.25mm。
• 外殼物料為黑色塑膠。
• 集成LED為黃/藍雙色類型，配備白色漫射透鏡，用於光線混合及提供更寬廣視角。

5.2 極性識別與安裝

雖然提供嘅文本冇詳細說明具體嘅焊盤佈局，但係SMT LED需要正確嘅極性方向。PCB焊盤設計必須同元件嘅引腳配置相匹配。黑色外殼同直角設計有助於貼裝時嘅機械對準。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存與操作

• 密封包裝：在≤30°C及≤70% RH條件下儲存。於袋子密封日期後一年內使用。
• 已開封包裝：對於從防潮袋中取出的元件，請在≤30°C及≤60% RH條件下儲存。建議在暴露於環境後168小時（1週）內完成紅外回流焊接。
• 長時間暴露：如果暴露時間超過168小時，在焊接前需要在大約60°C下烘烤至少48小時，以去除吸收的水分並防止回流焊過程中發生「爆米花」損壞。

6.2 焊接工藝參數

• 手工焊接（烙鐵）：最高溫度350°C，每個焊點最長3秒。僅可焊接一次。
• 波峰焊：預熱：150-200°C，最長120秒。焊料波峰：最高260°C，最長5秒。工藝最多進行兩次。
• 回流焊：該元件符合JEDEC 3級標準。提供了示例回流曲線，強調需要遵循JEDEC限制和焊膏製造商的建議。回流過程不得超過兩個循環。曲線通常包括預熱、熱浸、回流峰值（建議約245-260°C）和冷卻階段。

6.3 清潔與機械應力

• 如有必要，使用異丙醇等醇基溶劑進行清潔。
• 組裝過程中避免對引腳或外殼施加機械應力。請勿使用引腳框架底座作為彎曲支點。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

• 載帶：標準10鏈輪孔間距設計。材料：黑色導電聚苯乙烯合金。厚度：0.40 ±0.06 mm。
• 捲盤：標準13英寸（330mm）直徑卷盤。數量：每卷盤1,400片。
• 紙箱：一個卷盤與乾燥劑和濕度指示卡一同包裝在防潮袋（MBB）中。三個MBB包裝在一個內盒中（總計4,200片）。十個內盒包裝在一個外箱中（總計42,000片）。

7.2 部件號與版本

基本部件編號為LTL-M12YB1H310U。文件修訂歷史有記錄，當前規格的生效日期為2021年4月1日。

8. 應用設計建議

8.1 驅動電路設計

關鍵考慮：LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻，尤其係當多個LED並聯連接時，必須為每個LED使用一個串聯限流電阻（電路模型A）。唔建議直接從電壓源驅動多個並聯嘅LED（電路模型B），因為單個LED正向電壓（V_F）嘅微小差異會導致電流同亮度嘅顯著差異。

串聯電阻值（R_s）可以用歐姆定律計算：R_s= (V_電源- V_F) / I_F，其中I_F係所需嘅工作電流（例如10mA），V_F係規格書中嘅典型正向電壓。

8.2 熱管理

雖然功耗較低，但將LED結溫保持喺規定嘅工作範圍內，對於長期可靠性同穩定嘅光輸出至關重要。確保PCB焊盤周圍有足夠嘅銅面積或散熱設計以散熱，尤其係喺接近最大直流電流運行時。

9. 技術對比與差異化

同分立LED芯片或更簡單嘅SMT LED相比，呢款CBI（電路板指示燈）具有明顯優勢：

• 整合解決方案：將LED晶片、透鏡及結構直角外殼整合於一個SMT封裝中，簡化了機械設計與組裝。
• 提升可讀性：相比許多透明透鏡、無外殼嘅LED，黑色外殼同漫射透鏡提供更佳嘅對比度同視角。
• 雙色功能：喺一個封裝入面集成兩種唔同嘅半導體材料（AlInGaP同InGaN），可以實現雙狀態指示（例如，電源開/待機，模式A/模式B），而唔使佔用額外嘅PCB空間。
• 可堆疊設計：便於創建具有一致間距和對齊方式的多指示燈條或陣列。

10. 常見問題解答（FAQ）

Q1：我可以直接從5V或3.3V邏輯輸出驅動這個LED嗎？
A1：不可以。您必須使用一個串聯限流電阻。例如，使用5V電源驅動藍色LED（V_F典型值約3.2V）在10mA時：R_s= (5V - 3.2V) / 0.01A = 180 Ω。對於更高電流或多路復用，可能需要驅動晶體管或專用LED驅動IC。

Q2：峰值波長（λ_P）同主波長（λ_d）有咩分別？
A2：λ_P係光譜嘅物理峰值。λ_d係一個計算值，代表人眼感知嘅顏色，源自完整光譜同CIE配色函數。λ_d對於顏色規格同分級更為相關。

Q3：如何理解JEDEC 3級預處理？
A3：JEDEC 3級意味住，防潮袋打開後，元件可以喺工廠環境條件（≤30°C/60% RH）下暴露長達168小時（1星期），而唔需要喺回流焊接前進行烘烤。咁樣為製造計劃提供咗靈活性。

Q4：點解黃色同藍色嘅最大電流唔同？
A4：唔同嘅半導體材料（AlInGaP同InGaN）有唔同嘅電氣同熱特性，導致製造商喺可靠性測試中定義嘅最大安全工作電流密度有所差異。

11. 實際應用示例

場景：為網絡交換機設計狀態面板。面板需要一個綠燈表示「鏈路激活」，一個黃燈表示「活動」，一個藍燈表示「PoE（以太網供電）激活」。雖然此特定部件是黃/藍雙色，但可以使用類似的綠色CBI元件。設計師將：

1. 在PCB前面板區域垂直陣列放置三個CBI焊盤（對應綠色、黃色、藍色）。
2. 為每個LED，根據系統的3.3V數字I/O電壓和所需的8mA驅動電流（以獲得足夠亮度）計算合適的串聯電阻。
3. 將來自交換機主微控制器嘅控制信號佈線到限流電阻，再到LED陽極。將所有陰極連接到地。
4. 喺組裝說明中，規定SMT生產線必須遵循JEDEC 3級回流曲線，並且任何喺焊接前CBI暴露超過168小時嘅電路板必須進行烘烤。

這種方法產生了一個專業、外觀一致的指示燈面板，易於自動組裝。

12. 工作原理簡介

發光二極管（LED）是半導體p-n結器件。當施加正向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的空穴被注入到結區（有源層）。在那裏，它們復合併釋放能量。在這些材料（AlInGaP和InGaN）中，這種能量主要以光子（光）的形式釋放——這一過程稱為電致發光。發射光的特定顏色（波長）由有源層中使用的半導體材料的帶隙能量決定。AlInGaP的帶隙對應於紅、橙和黃光，而InGaN可以產生從綠光到紫外光的光，其中藍光是常見輸出。白色漫射透鏡散射光線，創造出更均勻和更寬的視角。

13. 技術趨勢

像CBI咁樣嘅SMT指示燈嘅發展，跟隨咗電子行業更廣泛嘅趨勢：

• 小型化與集成：封裝尺寸持續減小，更多功能（例如RGB多色、內置IC驅動器）集成到單個SMT封裝中。
• 更高效率：內部量子效率（IQE）同光提取技術嘅持續改進，令到每單位輸入電功率嘅發光強度更高。
• 更高嘅可靠性同穩健性：封裝材料同芯片貼裝技術嘅進步，增強咗喺更寬溫度範圍同更長壽命內嘅性能。
• 標準化：更廣泛地採用標準化的焊盤佈局與光學特性，以簡化工程師的設計與採購流程。