目錄
1. 產品概覽
LTL-R42FKFD係一款通孔式安裝嘅LED燈珠,專為各種電子設備嘅狀態指示同信號傳遞應用而設計。佢屬於T-1封裝系列,特徵係圓柱形設計,適合標準PCB安裝。呢款器件採用AlInGaP(鋁銦鎵磷)半導體材料製作橙色發光晶片,並封裝喺琥珀色擴散環氧樹脂透鏡入面。呢種擴散設計提供咗寬闊、均勻嘅視角,令LED可以從多個方向都清晰可見,呢個係指示燈應用嘅關鍵要求。
呢款LED嘅核心優勢包括專為簡易電路板組裝而設計、低功耗兼高發光效率,以及符合環保標準,例如無鉛同符合RoHS指令。佢嘅主要目標市場涵蓋通訊設備、電腦周邊、消費電子產品同家用電器,呢啲領域都需要可靠、耐用嘅視覺回饋。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致LED永久損壞嘅極限。佢哋係喺環境溫度(TA)為25°C時指定嘅。最大連續功耗係75 mW。正常操作下,直流正向電流唔應該超過30 mA。對於脈衝操作,喺嚴格條件下(佔空比≤10%且脈衝寬度≤10毫秒),允許嘅峰值正向電流為60 mA。器件嘅工作溫度範圍係-30°C至+85°C,儲存溫度範圍係-40°C至+100°C。組裝嘅一個關鍵參數係引腳焊接溫度,當喺距離LED主體2.0mm處測量時,額定值為260°C,最長5秒。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺TA=25°C同正向電流(IF)為20mA(標準測試條件)下測量嘅典型性能參數。發光強度(Iv)嘅典型值為400毫坎德拉(mcd),最小值為140 mcd,最大值為680 mcd。必須注意,Iv嘅保證值包含±30%嘅測試公差。視角(2θ1/2)定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角,為65度,表示光束寬度適中。
主波長(λd)定義咗感知嘅顏色,範圍從597 nm到612 nm,明確位於光譜嘅琥珀色/橙色區域。峰值發射波長(λp)通常為611 nm。正向電壓(VF)喺20mA下通常為2.05V,範圍從1.6V到2.4V。反向電流(IR)非常低,喺反向電壓(VR)為5V時最大為10 μA。文件明確指出,呢款器件並非為反向操作而設計;呢個測試條件僅用於特性描述。
3. 分級表規格
產品根據兩個關鍵參數進行分級,以確保同一生產批次內嘅一致性。咁樣可以讓設計師選擇具有特定性能特徵嘅LED。
3.1 發光強度分級
LED喺IF=20mA下分為三個強度等級:GH級(140-240 mcd)、JK級(240-400 mcd)同LM級(400-680 mcd)。每個等級界限嘅公差為±30%。
3.2 主波長分級
LED亦根據其主波長分為五個類別:H22(597.0-600.0 nm)、H23(600.0-603.0 nm)、H24(603.0-606.5 nm)、H25(606.5-610.0 nm)同H26(610.0-612.0 nm)。每個波長等級界限嘅公差為±1 nm。強度同波長嘅分級代碼會標示喺產品包裝上,方便為顏色同亮度要求嚴格嘅應用進行精確選擇。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗說明關鍵參數之間關係嘅典型曲線。雖然具體圖表無喺文字中複製,但佢哋嘅含義係標準嘅。呢啲通常包括相對發光強度 vs. 正向電流曲線,顯示光輸出如何隨電流增加而增加(通常接近線性,直到較高電流時效率下降);正向電壓 vs. 正向電流曲線,展示二極管嘅指數型I-V特性;相對發光強度 vs. 環境溫度曲線至關重要,顯示光輸出隨結溫升高而下降,對於AlInGaP LED嚟講,呢種降額效應非常顯著。光譜分佈圖會顯示發射光集中喺611 nm峰值附近,光譜半寬度為17 nm。
5. 機械同封裝資訊
5.1 外形尺寸
LED採用標準T-1(3mm)直徑封裝。關鍵尺寸註明包括:所有尺寸單位為毫米(附英吋換算),除非另有說明,標準公差為±0.25mm,法蘭下方樹脂最大凸出為1.0mm,引腳間距係喺引腳從封裝主體伸出嘅位置測量。物理圖會顯示圓柱形透鏡、用於貼合PCB嘅法蘭,以及兩條軸向引腳。
5.2 極性識別
對於通孔式LED,極性通常通過引腳長度標示(較長嘅引腳係陽極,即正極),有時亦會喺透鏡法蘭靠近陰極(負極)嘅位置有一個平面標記。正確嘅方向至關重要,因為超過5V嘅反向電壓可能會損壞器件。
6. 焊接同組裝指引
6.1 引腳成型
如果需要彎曲引腳以進行PCB安裝,彎曲點必須距離LED透鏡基座至少3mm。唔可以用引線框架嘅基座作為支點。成型必須喺室溫下同焊接工序之前進行,以避免對受熱嘅封裝造成應力。
6.2 焊接參數
文件說明咗兩種焊接方法。對於使用烙鐵嘅手工焊接:溫度不應超過350°C,每條引腳嘅焊接時間最長為3秒(只可一次),焊接點必須距離環氧樹脂透鏡基座不少於2mm。對於波峰焊接:預熱溫度最高為120°C,最長100秒;焊波溫度最高為260°C;接觸時間最長為5秒;浸錫位置不應低於透鏡基座2mm。關鍵係,文件指明紅外回流焊接唔適合呢款通孔式產品。過高溫度或過長時間會導致透鏡變形或造成災難性故障。
6.3 儲存同處理
儲存時,環境溫度不應超過30°C或相對濕度70%。從原裝防潮包裝中取出嘅LED,建議喺三個月內使用。如果需要喺原裝袋外長時間儲存,應將佢哋存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。如有需要,建議使用異丙醇進行清潔。
7. 包裝同訂購資訊
標準包裝規格係分層嘅:每防靜電防潮袋裝有1000、500、200或100件。十個呢啲袋裝入一個內箱,總共10,000件。然後八個內箱裝入一個主外運紙箱,每個外箱總共80,000件。規格書註明,喺每個運輸批次中,只有最後一個包裝可能係非滿裝。部件編號為LTL-R42FKFD。
8. 應用備註同設計考慮
8.1 驅動電路設計
強調一個基本原則:LED係電流驅動器件。為確保多個LED並聯時亮度均勻,強烈建議每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻(電路A)。唔建議將LED直接並聯而無獨立電阻(電路B),因為每個LED正向電壓(VF)特性嘅微小差異會導致電流分配同亮度出現顯著差異。電阻值使用歐姆定律計算:R = (電源電壓 - LED_VF) / 目標電流,其中LED_VF係規格書中嘅典型或最大正向電壓,目標電流係目標正向電流(例如20mA)。
8.2 靜電放電(ESD)保護
LED容易受到靜電放電或電源浪湧嘅損壞。預防措施包括:操作員佩戴導電腕帶或防靜電手套;確保所有設備同工作枱面妥善接地;以及使用離子發生器中和處理過程中可能喺塑膠透鏡上積聚嘅靜電荷。
8.3 應用適用性
呢款LED適用於室內外標誌同普通電子設備。其琥珀色非常顯眼,常用於警告、狀態或指示用途。
9. 技術比較同區分
基於AlInGaP技術嘅LTL-R42FKFD,相比舊技術如GaAsP(磷化鎵砷)具有優勢。AlInGaP LED通常提供更高嘅發光效率、更好嘅溫度穩定性同更飽和嘅色彩純度,特別係喺紅、橙、琥珀色區域。相比某些現代高功率LED,呢款器件屬於低功率指示燈類型,優先考慮可靠性、易用性同成本效益,用於狀態指示而非高光通量照明。相比表面貼裝器件(SMD),其通孔設計喺某些應用中提供咗機械穩固性同原型製作及生產嘅簡便性。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可唔可以連續用30mA驅動呢款LED?
答:雖然絕對最大直流正向電流係30mA,但標準測試條件同典型工作點係20mA。喺30mA下操作可能會縮短使用壽命同增加結溫。請務必參考降額曲線,並確保功耗(Vf * If)唔超過75mW,同時考慮你工作電流下嘅實際Vf。
問:點解發光強度等級界限有±30%嘅公差?
答:呢個係考慮到生產測試中嘅測量變異性。意味住標示為240-400 mcd等級(JK)嘅LED,實際測試時可能介乎168 mcd到520 mcd之間。設計師必須喺光學設計中考慮呢個分佈範圍。
問:引腳對我嘅PCB嚟講太長。我可唔可以喺焊接前剪短佢哋?
答:可以剪短引腳。但係,如果你之後需要彎曲佢哋,請確保根據引腳成型指引,彎曲點距離透鏡基座至少保持3mm。
問:需要散熱器嗎?
答:對於單個指示LED喺20mA下正常開放環境操作,通常唔需要散熱器。然而,如果多個LED密集安裝或喺高環境溫度下操作,則應考慮熱管理。
11. 實際應用示例
示例1:消費電器上嘅電源指示燈:將一個LTL-R42FKFD同一個合適嘅電阻串聯到5V電源軌。電阻計算為(5V - 2.05V)/ 0.020A = 147.5歐姆。使用標準150歐姆電阻會產生約19.7mA嘅電流,完全符合規格。寬闊嘅視角確保電源狀態可以從房間內唔同角度都睇到。
示例2:工業設備上嘅多LED狀態條:使用五個LED來指示系統狀態級別(例如,關閉、待機、活動、警告、故障)。為確保亮度均勻,每個LED都有自己嘅限流電阻,連接到共用驅動器IC或微控制器引腳。利用分級資訊,設計師可以指定嚴格嘅波長等級(例如H24),以確保整個狀態條嘅顏色一致性。
12. 工作原理
LED基於半導體p-n結中嘅電致發光原理工作。當施加超過二極管導通電壓(呢款AlInGaP器件約為1.6V)嘅正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴會注入結區。呢啲電荷載流子喺有源區複合,以光子(光)嘅形式釋放能量。AlInGaP半導體晶體嘅特定成分決定咗帶隙能量,從而直接定義咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下係琥珀色/橙色。擴散環氧樹脂透鏡既保護半導體晶片,又散射光線以創造寬闊嘅視角。
13. 技術趨勢
雖然像LTL-R42FKFD咁樣嘅通孔式LED由於其穩固性同易於手動組裝,對許多應用仍然至關重要,但更廣泛嘅行業趨勢係朝向表面貼裝器件(SMD)封裝,以實現自動化組裝、更高密度同通常更好嘅熱性能。然而,通孔元件喺原型製作、教育套件、高振動環境同需要強力機械連接嘅應用中保持強勁地位。材料方面,AlInGaP技術已經成熟,並針對紅-琥珀色光譜進行咗高度優化。持續嘅發展重點係提高效率(每瓦流明)、使用壽命同顏色一致性,以及擴展到新嘅封裝形式,以彌合傳統通孔同先進SMD設計之間嘅差距。
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。 |