T-1 3/4 通孔LED燈技術規格書 - 572nm 黃綠色 - 20mA - 75mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款T-1 3/4（約5mm）通孔LED燈嘅規格。呢款器件專為廣泛電子設備中嘅狀態指示同信號傳遞應用而設計。佢採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體晶片，喺黃綠色光譜範圍內發光，峰值波長為572nm。LED封裝喺一個綠色擴散透鏡入面，有助於拓寬視角同柔和化光輸出。呢種封裝係業界標準嘅外形尺寸，可以使用傳統焊接技術靈活安裝喺印刷電路板（PCB）或面板上。

呢款LED嘅核心優勢包括符合RoHS（有害物質限制）指令，表示佢係無鉛嘅。佢提供咗高發光強度輸出同低功耗之間嘅平衡，適合用於電池供電同線路供電嘅設備。其設計兼容集成電路（IC）驅動電平，簡化咗數碼系統中嘅接口要求。

呢款元件嘅目標市場非常廣泛，涵蓋通訊設備、電腦周邊設備、消費電子產品、家用電器同工業控制系統。其主要功能係提供清晰、可靠嘅視覺反饋，顯示系統狀態、電源指示或操作模式。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。佢哋唔係用於正常操作嘅。

• 功耗（Pd）：最大75 mW。呢個係喺環境溫度（TA）為25°C時，LED封裝可以安全轉換成熱同光嘅總電功率。
• 直流正向電流（IF）：最大30 mA連續電流。
• 峰值正向電流：最大60 mA，但僅限於脈衝條件下（佔空比 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10ms）。咁樣可以實現短暫嘅過驅動，以達到更高嘅瞬時亮度，例如喺閃光或閃爍應用中。
• 降額：當環境溫度超過50°C時，每升高1°C，最大允許直流正向電流必須從25°C時嘅30mA額定值線性降低0.57 mA。呢點對於高溫環境下嘅熱管理至關重要。
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。器件額定喺呢個寬廣溫度範圍內工作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
• 引腳焊接溫度：最高260°C，最長5秒，測量點距離LED本體2.0mm（0.079"）。呢個定義咗手動或波峰焊接嘅工藝窗口。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係喺TA=25°C同IF=20mA（標準測試條件）下測量嘅典型性能參數。

• 發光強度（Iv）：85 至 400 mcd（毫坎德拉），典型值為180 mcd。呢個寬廣範圍通過分級系統管理（見第4節）。測量使用經過濾波以匹配明視覺（人眼）響應曲線（CIE）嘅傳感器。分級界限有±15%嘅測試公差。
• 視角（2θ1/2）：40度（典型值）。呢個係發光強度下降到中心軸測量值一半時嘅全角。綠色擴散透鏡有助於形成呢個中等寬度嘅視角。
• 峰值發射波長（λP）：575 nm（典型值）。呢個係LED光譜輸出曲線最高點嘅波長。
• 主波長（λd）：566 至 578 nm。呢個係人眼感知到嘅定義顏色嘅單一波長，源自CIE色度圖。目標值為572nm。
• 譜線半寬度（Δλ）：11 nm（典型值）。呢個表示發射光嘅光譜純度或帶寬；數值越小表示光源越單色。
• 正向電壓（VF）：喺IF=20mA時為2.1 至 2.4 V（典型值2.4V）。呢個係LED工作時兩端嘅電壓降。
• 反向電流（IR）：當施加5V反向電壓（VR）時，最大100 μA。重要注意事項：呢個測試條件僅用於特性描述。LED係一個二極管，唔係設計用於反向偏壓下工作；施加反向電壓可能會損壞佢。

3. 分級系統規格

為確保生產一致性，LED會根據性能分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定強度同顏色要求嘅部件。

3.1 發光強度分級

分級由代碼（EF0, GH0, JK0）定義，包含IF=20mA時嘅最小同最大強度值。每個分級界限有±15%嘅公差。

• EF0：85 - 140 mcd
• GH0：140 - 240 mcd
• JK0：240 - 400 mcd

Iv分類代碼標記喺每個包裝袋上，以便追溯。

3.2 主波長分級

波長分級由代碼H06至H11定義，每個覆蓋2nm範圍。每個分級界限有±1nm嘅公差。

• H06：566.0 - 568.0 nm
• H07：568.0 - 570.0 nm
• H08：570.0 - 572.0 nm
• H09：572.0 - 574.0 nm
• H10：574.0 - 576.0 nm
• H11：576.0 - 578.0 nm

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定嘅圖形曲線（例如，圖1顯示光譜峰值，圖6顯示視角），但提供嘅數據允許分析關鍵關係。

電流與發光強度關係（I-Iv關係）：對於AlInGaP LED，喺工作範圍內，發光強度通常與正向電流成正比。以最大連續電流（30mA）驅動LED會比20mA測試條件產生更高強度，但必須考慮熱效應同效率下降。脈衝電流額定值（60mA）允許喺佔空比應用中實現更高嘅峰值亮度。

溫度依賴性：降額規格（高於50°C時0.57 mA/°C）係熱限制嘅直接指標。隨著結溫升高，最大允許電流會降低以防止過熱。此外，LED嘅正向電壓（VF）通常具有負溫度係數，意味住佢會隨溫度升高而輕微下降。發光輸出通常亦會隨結溫升高而降低。

光譜特性：572nm嘅主波長（λd）將呢款LED置於黃綠色區域，接近人眼明視覺曲線嘅峰值靈敏度。呢個令佢喺每單位輻射功率嘅感知亮度方面非常高效。11nm嘅光譜半寬度表示相對較窄嘅發射帶，係AlInGaP技術嘅特徵，從而產生飽和嘅顏色。

5. 機械及包裝信息

5.1 外形尺寸

器件符合標準T-1 3/4徑向引線封裝輪廓。關鍵尺寸註釋包括：

• 所有尺寸均以毫米為單位，除非另有說明，一般公差為±0.25mm。
• 法蘭下方樹脂嘅最大凸出為1.0mm。
• 引腳間距喺引腳離開封裝本體嘅點測量，呢點對於PCB佈局至關重要。
• LED引線框架包含一個切割特徵，可能用於組裝期間嘅機械穩定性或作為製造過程嘅一部分。

5.2 極性識別

對於徑向通孔LED，陰極（負極引腳）通常通過透鏡邊緣嘅平面、較短嘅引腳或法蘭上嘅凹口來識別。規格書暗示咗標準行業慣例；較長嘅引腳通常係陽極（+）。設計師必須喺組裝期間驗證極性，以防止反向連接。

5.3 包裝規格

LED以防靜電包裝袋供應。每個包裝袋有多種包裝選項：1000、500、200或100件。呢啲袋然後整合入紙箱：

• 內箱：包含15個包裝袋。如果使用1000件裝嘅袋，總共15000件。
• 外箱：包含8個內箱，如果使用1000件裝嘅袋，整批出貨總共120000件。出貨批次中嘅最後一箱可能唔係滿嘅。

6. 焊接及組裝指引

6.1 儲存

長期儲存時，環境溫度不應超過30°C或相對濕度70%。從原始密封防潮袋中取出嘅LED應喺三個月內使用。對於喺原始包裝外嘅延長儲存，應將佢哋存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣吹掃嘅乾燥器中，以防止吸濕，吸濕可能導致焊接期間出現"爆米花"現象。

6.2 清潔

如果焊接後需要清潔，只應使用酒精類溶劑，如異丙醇（IPA）。強烈或侵蝕性化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡。

6.3 引腳成型

如果需要彎曲引腳以便安裝，必須喺焊接前同室溫下進行。彎曲處應距離LED透鏡底座至少3mm。彎曲時不應將LED底座用作支點，因為咁樣會對內部引線鍵合或環氧樹脂密封造成應力。喺PCB插入期間，使用最小嘅壓緊力以避免機械應力。

6.4 焊接過程

必須喺焊點同LED透鏡底座之間保持至少2mm嘅最小間隙。透鏡絕對唔可以浸入焊料中。

• 電烙鐵：最高溫度350°C，每個引腳最長時間3秒（僅限一次性焊接）。
• 波峰焊：預熱最高100°C，最長60秒。焊波溫度最高260°C，最大浸入時間5秒。LED應定位好，使焊波唔會接觸到距離透鏡底座2mm以內嘅範圍。
• 重要警告：過高嘅溫度或時間會熔化或變形環氧樹脂透鏡，降解內部材料，並導致災難性故障。紅外（IR）回流焊明確表示唔適合呢種通孔封裝類型。

7. 應用及設計建議

7.1 驅動電路設計

LED係一種電流驅動器件。其亮度由電流控制，唔係電壓。為確保驅動多個LED時亮度均勻，特別係並聯時，強烈建議每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻（電路模型A）。

唔建議使用單個電阻為多個並聯LED供電（電路模型B）。唔同LED之間正向電壓（VF）特性嘅微小差異會導致流經每個支路嘅電流存在顯著差異，從而導致亮度不均勻。串聯電阻用於穩定電流並補償電源電壓同LED VF嘅變化。

電阻值（R）可以使用歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc係電源電壓，VF係LED嘅正向電壓（為保守設計，使用規格書中嘅最大值），IF係所需正向電流（例如，20mA）。

7.2 靜電放電（ESD）保護

LED容易受到靜電放電損壞。喺處理同組裝期間必須採取預防措施：

• 人員應佩戴接地腕帶或防靜電手套。
• 所有設備、工作台同儲物架必須正確接地。
• 可以使用離子發生器來中和可能因摩擦而積聚喺塑料透鏡上嘅靜電荷。
• 實施ESD控制計劃，並為組裝區域工作嘅人員提供培訓同認證。

7.3 典型應用場景

呢款LED非常適合室內外標誌（其亮度同顏色有效）同一般電子設備。具體用途包括：

• 電源/狀態指示燈：電器、電腦同網絡設備上嘅開/關、待機或操作模式燈。
• 面板指示燈：控制面板上開關、按鈕或標誌嘅背光。
• 消費電子產品：音頻/視頻設備、充電器同玩具上嘅指示燈。
• 工業控制：機械、傳感器同儀器上嘅狀態指示。

8. 技術比較及考慮因素

與舊技術如GaP（磷化鎵）綠色LED相比，呢款AlInGaP黃綠色LED提供顯著更高嘅發光效率同強度，從而喺相同驅動電流下產生更亮嘅輸出。572nm波長提供極佳嘅可見度，因為佢非常接近人眼喺明視覺（日光）下嘅峰值靈敏度。

為應用選擇LED時，設計師必須考慮視角同軸向強度之間嘅權衡。呢款LED嘅40度視角提供咗一個良好嘅折衷方案，提供合理寬闊嘅視錐角，同時保持良好嘅軸上亮度。對於需要極寬視角嘅應用，唔同嘅透鏡形狀（例如，平頂或側視封裝）會更合適。

通孔封裝喺原型製作、手動組裝同需要焊點高機械強度嘅應用中具有優勢。然而，對於大批量自動化組裝，表面貼裝器件（SMD）封裝通常更受青睞，因為佢哋具有更快嘅貼裝速度同減少嘅電路板空間。

9. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以直接從5V數碼邏輯輸出驅動呢款LED嗎？

答：唔可以。典型正向電壓係2.4V。直接連接到5V會導致過大電流流過，損壞LED。你必須使用串聯限流電阻。對於5V電源同20mA目標電流，一個大約（5V - 2.4V）/ 0.02A = 130歐姆嘅電阻會係一個起點（使用最接近嘅標準值，例如120或150歐姆）。

問："降額"規格對我嘅設計意味住乜嘢？

答：如果你嘅應用喺環境溫度高於50°C嘅環境中運行，你必須降低最大連續電流。例如，喺70°C環境溫度下（比50°C參考值高20°C），你必須將電流降低20°C * 0.57 mA/°C = 11.4 mA。因此，喺70°C時最大安全連續電流將係30 mA - 11.4 mA = 18.6 mA。

問：點解有一個獨立嘅"峰值"電流額定值？

答：LED可以喺短脈衝中處理更高電流，因為產生嘅熱量冇時間將結溫升高到損壞水平。呢個對於產生非常明亮嘅閃光或對於多路復用方案（其中多個LED按順序驅動）非常有用。

問：訂購時我應該點樣理解分級代碼？

答：你需要指定所需嘅發光強度分級（例如，GH0代表140-240 mcd）同主波長分級（例如，H08代表570-572nm），以確保你收到嘅LED具有一致嘅亮度同色調。如果你嘅應用對顏色要求唔嚴格，更寬嘅波長分級可能可以接受，並且可能更具成本效益。

10. 設計案例研究示例

場景：為一個喺高達60°C環境中運行嘅工業控制器設計一個狀態指示面板。面板有三個LED：電源（常亮）、故障（閃爍）同活動（通訊期間脈衝）。系統使用3.3V微控制器進行控制。

設計步驟：

1. 電流選擇：由於環境溫度為60°C，應用降額。高於50°C嘅溫度為10°C。電流減少量 = 10°C * 0.57 mA/°C = 5.7 mA。最大連續電流 = 30 mA - 5.7 mA = 24.3 mA。為咗可靠性同壽命，選擇15mA作為設計目標，提供良好亮度同時遠低於極限。
2. 電阻計算：使用Vcc = 3.3V，VF(max) = 2.4V，IF = 15mA。R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60歐姆。選擇一個標準62歐姆電阻。
3. 驅動方法：每個LED連接喺微控制器GPIO引腳（配置為輸出）同地之間，並有自己嘅62歐姆串聯電阻。"故障"LED通過軟件閃爍。"活動"LED以更高頻率脈衝以產生獨特嘅視覺效果，如果使用高於30mA嘅脈衝，則保持喺1/10佔空比限制內。
4. 分級：為確保外觀一致，指定GH0強度分級同H08或H09波長分級，以確保所有三個LED喺亮度同色調上緊密匹配。
5. 佈局：PCB孔根據引腳間距尺寸放置。保持LED本體周圍至少2mm半徑嘅禁入區域，以防止波峰焊期間焊料芯吸。

11. 技術原理介紹

呢款LED基於生長喺基板上嘅AlInGaP半導體材料。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，電子同空穴被注入到有源區，喺嗰度佢哋復合。呢個復合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定，呢個能量通過喺晶體生長期間調整鋁、銦、鎵同磷嘅比例來設計。572nm黃綠色發光係通過特定嘅AlInGaP成分實現嘅。綠色擴散環氧樹脂透鏡有多種用途：封裝同保護脆弱嘅半導體晶片同引線鍵合，作為折射元件塑造光輸出光束（創造40度視角），並包含擴散劑顆粒以散射光線，使發光表面看起來更均勻同冇咁刺眼。

12. 行業趨勢及背景

雖然像呢款T-1 3/4封裝嘅通孔LED對於維修、愛好者同某些工業市場仍然至關重要，但電子製造嘅主導趨勢係朝向表面貼裝技術（SMT）。SMD LED喺自動化組裝速度、節省電路板空間同更低嘅外形方面具有顯著優勢。然而，通孔元件因其機械穩健性、易於手動焊接同返工，以及通過引腳與PCB嘅優異熱連接而受到重視。就材料技術而言，AlInGaP仍然係高效能紅色、橙色、琥珀色同黃綠色LED嘅標準。對於真正嘅綠色同藍色，InGaN（氮化銦鎵）係主流技術。發展重點繼續係提高發光效率（流明每瓦），改善顏色一致性同隨溫度同壽命嘅穩定性，以及增強喺惡劣環境條件下嘅可靠性。