目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 2.3 熱考慮因素
- 3. 分級系統規格
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 4. 機械與封裝信息
- 4.1 外形尺寸
- 4.2 極性識別
- 5. 組裝與處理指引
- 5.1 儲存條件
- 5.2 引腳成型
- 5.3 焊接工藝
- 5.4 清潔
- 5.5 靜電放電(ESD)保護
- 6. 電路設計與驅動方法
- 6.1 基本驅動原理
- 6.2 推薦電路
- 6.3 不推薦電路
- 7. 包裝與訂購信息
- 7.1 包裝規格
- 8. 應用註釋與設計考慮
- 8.1 適用應用
- 8.2 設計檢查清單
- 9. 技術比較與定位
- 10. 常見問題(FAQs)
- 10.1 我可以唔用串聯電阻驅動呢款LED嗎?
- 10.2 峰值波長同主波長有咩區別?
- 10.3 我可以將呢款用於反向電壓指示嗎?
- 10.4 我點樣選擇正確嘅級別?
- 11. 實用設計示例
- 12. 工作原理與技術
- 13. 行業趨勢與背景
1. 產品概覽
LTLR42FTBGAJ係一款通孔式LED燈珠,專為廣泛電子應用中嘅狀態指示同一般照明而設計。佢採用流行嘅T-1(3mm)直徑封裝,配備白色擴散透鏡,發射光嘅主波長喺藍色光譜(470nm)。呢款元件嘅特點係低功耗、高可靠性,以及兼容標準PCB安裝工藝。
1.1 核心優勢
- 符合RoHS標準:產品不含鉛(Pb),符合環保法規。
- 高效率:相對其功耗提供高發光強度。
- 設計靈活性:提供標準T-1封裝,適合多種PCB或面板安裝方式。
- 低電流驅動:與IC兼容,電流要求低,簡化電路設計。
- 可靠性:為喺指定溫度範圍內穩定運行而設計。
1.2 目標應用
呢款LED適合需要清晰、可靠視覺指示器嘅各個領域。主要應用領域包括:
- 通訊設備:路由器、數據機、交換機上嘅狀態燈。
- 電腦周邊設備:電源、硬碟活動同功能指示燈。
- 消費電子產品:音頻/視頻設備、家用電器上嘅指示燈。
- 家用電器:顯示屏同控制面板指示燈。
- 工業控制:機器狀態、故障同操作指示燈。
2. 技術參數分析
本節對規格書中定義嘅關鍵電氣、光學同熱參數提供詳細、客觀嘅解讀。理解呢啲規格對於正確設計電路同確保可靠運行至關重要。
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。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 功耗(PD):最大72 mW。呢個係LED封裝可以作為熱量散發嘅總功率。超過呢個限制有熱損壞風險。
- 直流正向電流(IF):連續20 mA。唔應該用超過呢個值嘅連續直流電流驅動LED。
- 峰值正向電流:60 mA,僅允許喺脈衝條件下(佔空比 ≤ 1/10,脈衝寬度 ≤ 10µs)。適用於短暫、高亮度閃爍。
- 工作溫度(TA):-30°C 至 +85°C。正常運行嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度:-40°C 至 +100°C。非運行狀態下儲存嘅溫度範圍。
- 引腳焊接溫度:最高260°C,最多5秒,測量點距離LED本體2.0mm。對於手動或波峰焊接工藝至關重要。
2.2 電氣與光學特性
呢啲係喺環境溫度(TA)為25°C同正向電流(IF)為10mA下測量嘅典型性能參數,除非另有說明。
- 發光強度(IV):65 至 310 mcd(毫坎德拉)。實際強度經過分級(見第4節)。測試包含±15%嘅測量公差。
- 視角(2θ1/2):100度(典型值)。呢個係發光強度下降到其軸向(中心)值一半時嘅全角。白色擴散透鏡創造出寬闊、均勻嘅視覺圖案。
- 峰值發射波長(λP):468 nm。光譜輸出最強嘅波長。
- 主波長(λd):460 至 475 nm(分級)。呢個係人眼感知到、定義LED顏色嘅單一波長,源自CIE色度圖。
- 譜線半寬(Δλ):25 nm(典型值)。呢個表示光譜純度;數值越細,表示光越接近單色光。
- 正向電壓(VF):2.6V 至 3.6V,喺10mA時典型值為3.2V。呢個係LED導通電流時兩端嘅電壓降。
- 反向電流(IR):喺反向電壓(VR)為5V時,最大10 µA。重要提示:呢款器件唔係為反向操作而設計;呢個參數僅供測試用途。
2.3 熱考慮因素
雖然曲線中無明確詳細說明,但功耗額定值同工作溫度範圍已暗示熱管理。以最大連續電流(20mA)同典型VF值3.2V驅動LED,會產生64mW功耗,接近絕對最大值72mW。因此,喺高環境溫度或密閉空間中,建議降低工作電流,以確保長期可靠性並防止發光強度衰減。
3. 分級系統規格
為確保生產一致性,LED會根據性能分級。LTLR42FTBGAJ採用二維分級系統,針對發光強度同主波長。
3.1 發光強度分級
單位為毫坎德拉(mcd),喺IF= 10mA下測量。每個級別嘅上下限有±15%公差。
- 級別 DE:最小65 mcd,最大110 mcd。
- 級別 FG:最小110 mcd,最大180 mcd。
- 級別 HJ:最小180 mcd,最大310 mcd。
每個包裝袋上標有級別代碼,讓設計師可以根據應用選擇合適嘅亮度等級。
3.2 主波長分級
單位為納米(nm),喺IF= 10mA下測量。每個級別嘅上下限有±1nm公差。
- 級別 B07:460.0 nm 至 465.0 nm。
- 級別 B08:465.0 nm 至 470.0 nm。
- 級別 B09:470.0 nm 至 475.0 nm。
呢種分級確保喺指定嘅藍色調範圍內顏色一致,適用於顏色匹配重要嘅應用。
4. 機械與封裝信息
4.1 外形尺寸
LED符合標準T-1(3mm)徑向引線封裝輪廓。規格書中嘅關鍵尺寸註釋包括:
- 所有尺寸單位為毫米(括號內為英寸)。
- 標準公差為±0.25mm(±0.010\"),除非另有說明。
- 法蘭下方樹脂最大凸出為1.0mm(0.04\")。
- 引腳間距喺引腳從封裝本體伸出嘅位置測量。
- 最小引腳長度為27.5mm。
4.2 極性識別
對於通孔式LED,較長嘅引腳通常係陽極(正極),較短嘅引腳係陰極(負極)。此外,LED本體通常喺陰極引腳附近有一個平面側。喺PCB佈局同組裝時必須注意正確極性。
5. 組裝與處理指引
正確處理對於保持LED性能同可靠性至關重要。
5.1 儲存條件
為獲得最佳保質期,LED應儲存喺溫度唔超過30°C、相對濕度唔超過70%嘅環境中。如果從原裝防潮包裝中取出,建議喺三個月內使用元件。對於長期儲存喺原裝袋外,請使用帶乾燥劑嘅密封容器或充氮乾燥器。
5.2 引腳成型
- 彎曲必須喺焊接之前,喺室溫下進行。
- 彎曲點應距離LED透鏡底部至少3mm。
- 彎曲時唔好用LED底座(引線框架)作為支點。
- 喺PCB插入期間,施加最小必要嘅壓緊力,以避免對封裝造成機械應力。
5.3 焊接工藝
關鍵規則:保持從環氧樹脂透鏡底部到焊點至少2mm距離。唔好將透鏡浸入焊料中。
- 電烙鐵:最高溫度350°C。每個引腳最大焊接時間3秒。焊接只應進行一次。
- 波峰焊接:最高預熱溫度100°C,最多60秒。焊波溫度最高260°C。最大焊接時間5秒。
- 重要提示:紅外線(IR)回流焊接唔適合呢款通孔式LED產品。過熱或時間過長會導致透鏡變形或災難性故障。
5.4 清潔
如果焊接後需要清潔,只可使用酒精類溶劑,例如異丙醇。避免使用強烈或侵蝕性化學品。
5.5 靜電放電(ESD)保護
LED對靜電放電敏感。必須採取預防措施:
- 操作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。
- 使用離子發生器中和可能因處理摩擦而積聚喺塑料透鏡上嘅靜電荷。
6. 電路設計與驅動方法
6.1 基本驅動原理
LED係電流驅動器件。其亮度主要受正向電流(IF)控制,而非電壓。因此,必須有限流機制。
6.2 推薦電路
規格書強烈建議為每個LED使用串聯電阻,即使多個LED並聯到電壓源時(電路A)。
電路A(推薦):每個LED都有自己專用嘅限流電阻(Rlimit)。電阻值使用歐姆定律計算:Rlimit= (Vsupply- VF) / IF。通過補償個別器件正向電壓(VF)嘅微小差異,確保所有LED亮度均勻。
6.3 不推薦電路
電路B(不推薦):多個LED並聯,共用一個限流電阻。呢種配置有問題,因為VF最低嘅LED會汲取更多電流,變得更亮並可能承受過大壓力,而其他LED則保持較暗。呢個導致照明不均勻同可靠性降低。
7. 包裝與訂購信息
7.1 包裝規格
產品採用分層包裝系統:
- 包裝袋:包含1000、500、200或100件。每個袋上標有發光強度級別代碼。
- 內盒:包含10個包裝袋,總共10,000件。
- 外箱(運輸箱):包含8個內盒,總共80,000件。喺一個運輸批次中,只有最後一包可能包含非完整數量。
8. 應用註釋與設計考慮
8.1 適用應用
呢款LED非常適合室內外標誌,以及需要藍色或白色擴散指示燈嘅標準電子設備。寬視角使其成為指示燈需要從多個角度可見嘅面板嘅理想選擇。
8.2 設計檢查清單
- 電流限制:始終使用串聯電阻。使用規格書中嘅最大VF值計算所需嘅IF(≤20mA DC)以進行安全設計。
- 熱管理:考慮環境溫度同氣流。喺高溫環境中降低工作電流。
- PCB佈局:確保正確極性焊盤。喺焊盤設計中保持至少2mm嘅焊點到透鏡距離。
- 分級:指定所需嘅發光強度(IV)同主波長(λd)級別,以確保生產中顏色同亮度嘅一致性。
- ESD預防措施:喺組裝區域實施ESD控制。
9. 技術比較與定位
LTLR42FTBGAJ喺光電市場中佔據標準位置。其主要區別在於:
- 封裝:無處不在嘅T-1通孔封裝為原型製作、手動組裝以及唔需要或唔想要表面貼裝技術(SMT)嘅應用提供易用性。
- 透鏡:白色擴散透鏡提供寬闊、均勻嘅視角,並相比透明透鏡柔化光點,使其非常適合前面板指示燈。
- 顏色:470nm藍/白光輸出係電源、狀態同功能指示燈嘅常見選擇,提供良好嘅可見度。
- 可靠性重點:詳細嘅處理、焊接同ESD指引強調可靠性設計,使其適合需要長使用壽命嘅工業同消費產品。
10. 常見問題(FAQs)
10.1 我可以唔用串聯電阻驅動呢款LED嗎?
No.將LED直接連接到電壓源會導致過大電流流過,立即損壞器件。始終需要串聯電阻(或其他電流調節電路)。
10.2 峰值波長同主波長有咩區別?
峰值波長(λP):LED發射最多光功率嘅物理波長。主波長(λd):根據人眼響應(CIE標準)定義嘅感知顏色。對於藍色LED,呢啲值通常接近。λd對於顏色規格更相關。
10.3 我可以將呢款用於反向電壓指示嗎?
No.規格書明確指出器件唔係為反向操作而設計。反向電流(IR)參數僅供測試用途。施加反向電壓可能損壞LED。
10.4 我點樣選擇正確嘅級別?
根據應用所需亮度選擇發光強度級別(DE, FG, HJ)。根據所需嘅特定藍/白色調選擇主波長級別(B07, B08, B09),特別係如果需要匹配面板上多個LED時。
11. 實用設計示例
場景:使用LTLR42FTBGAJ LED設計一個12V DC電源指示燈。目標正向電流(IF)為15mA,以平衡亮度同壽命。
- 確定正向電壓(VF):為保守設計,使用規格書中嘅最大值:VF(max)= 3.6V。
- 計算串聯電阻:R = (Vsupply- VF) / IF= (12V - 3.6V) / 0.015A = 560 歐姆。最近嘅標準E24電阻值係560Ω。
- 計算電阻功率:P = IF2* R = (0.015)2* 560 = 0.126W。標準1/4W(0.25W)電阻足夠。
- PCB佈局:將電阻與LED陽極串聯放置。確保LED陰極焊盤距離LED本體焊盤邊緣至少2mm,以滿足焊接距離要求。
12. 工作原理與技術
LTLR42FTBGAJ基於使用氮化銦鎵(InGaN)材料作為發光有源區嘅半導體二極管結構。當施加超過二極管閾值嘅正向電壓時,電子同空穴喺有源區複合,以光子(光)形式釋放能量。InGaN層嘅特定成分決定峰值發射波長,喺呢個情況下約為468nm(藍光)。白色擴散外觀係通過將藍色LED芯片與塗有熒光粉或擴散嘅環氧樹脂透鏡結合而實現,後者散射光線以產生更寬嘅光束同更柔和嘅視覺效果。
13. 行業趨勢與背景
儘管行業主導趨勢轉向表面貼裝器件(SMD)技術,但像T-1封裝咁樣嘅通孔式LED喺特定領域仍然相關。其主要優勢係機械穩固性、原型製作同維修時易於手動焊接,以及適合需要垂直於PCB安裝或安裝到面板中嘅應用。通孔領域內嘅趨勢係更高效率(每mA更多光輸出)、惡劣條件下嘅可靠性提升,以及持續符合RoHS/REACH標準。對於新設計,工程師通常會評估SMD替代方案以節省空間同獲得自動化組裝優勢,但通孔選項通常更受教育套件、愛好者項目、高振動工業控制或設計特別要求傳統"燈泡"式指示燈嘅場合青睞。
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。 |