LTL307GC5D 綠色擴散型LED規格書 - T-1 3/4封裝 - 最大2.6V - 75mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTL307GC5D是一款綠色擴散型LED，設計用於印刷電路板（PCB）或面板上的穿孔安裝。它採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料作為光源，以其能產生高效且明亮的綠光而聞名。此元件採用流行且廣泛相容的T-1 3/4封裝直徑，使其適用於各種需要擴散、廣角光輸出的指示與照明應用。

本產品的關鍵優勢在於其相對於低功耗的高發光強度輸出，從而實現卓越的效率。由於其低電流需求，設計上可與積體電路（IC）相容。此外，產品製造符合環保要求，為無鉛（Pb）且符合RoHS（有害物質限制）指令。它亦被歸類為無鹵素產品，其氯（Cl）與溴（Br）含量保持在指定限值以下（Cl<900 ppm，Br<900 ppm，Cl+Br<1500 ppm）。

2. 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。它們是在環境溫度（T_A）為25°C時指定的。不建議長時間在或接近這些極限下操作，這將影響可靠性。

• 功率消耗（P_D）：75 mW。這是元件可安全以熱量形式消耗的最大總功率。
• 峰值順向電流（I_F(PEAK)）：60 mA。此最大電流僅允許在佔空比為1/10、脈衝寬度為0.1 ms的脈衝條件下使用。
• 直流順向電流（I_F）：20 mA。這是建議用於可靠操作的最大連續順向電流。
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。元件額定在此環境溫度範圍內運作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。元件在非運作狀態下可在此範圍內儲存。
• 導線焊接溫度：265°C 持續5秒。此額定值適用於在距離LED本體2.0 mm（0.078英吋）處焊接導線時。

3. 電氣與光學特性

以下參數是在環境溫度25°C下量測，定義了LED的典型性能。'Typ.'欄代表標準測試條件下的預期值，而'Min.'與'Max.'則定義了保證的極限值。

3.1 光學特性

• 發光強度（I_V）：在 I_F= 10 mA 時為 20-85 mcd（Typ. 30 mcd）。這是發射光感知功率的量度。保證值包含±15%的容差。量測是使用近似CIE明視覺響應曲線的感測器與濾光片進行。
• 視角（2θ_1/2）：50度（典型值）。這是發光強度降至其軸向（中心軸）值一半時的全角。擴散透鏡有助於實現此寬視角。
• 峰值發射波長（λ_P）：565 nm（典型值）。這是發射光的光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長（λ_d）：在 I_F= 10 mA 時為 572 nm（典型值）。此值源自CIE色度圖，代表最能定義光感知顏色的單一波長。
• 光譜線半寬度（Δλ）：11 nm（典型值）。這是在最大強度一半處量測的光譜頻寬（半高全寬 - FWHM）。

3.2 電氣特性

• 順向電壓（V_F）：在 I_F= 20 mA 時為 1.7 V 至 2.6 V（最大）。這是在指定電流下操作時，LED兩端的電壓降。
• 逆向電流（I_R）：在 V_R= 5 V 時為 100 μA（最大）。必須注意，此參數僅供測試用途；LED並非設計用於逆向偏壓下操作。在電路中施加逆向電壓可能損壞元件。

4. 分級系統規格

為確保應用中的一致性，LED會根據其量測的發光強度進行分類（分級）。LTL307GC5D使用以下分級代碼，定義於測試電流10 mA。每個分級極限的容差為±15%。

此分級系統讓設計師能為其應用選擇具有特定亮度範圍的LED，有助於在多LED設計中實現均勻的外觀。

5. 包裝規格

LED以業界標準包裝供應，便於自動化處理與庫存管理。

• 主包裝：每防靜電包裝袋裝有1000、500或250件。
• 內箱：8個包裝袋置於一個內箱中，總計8,000件。
• 外箱（出貨箱）：8個內箱裝入一個外箱中，總計64,000件。
• 註明：在每個出貨批次中，僅最後一個包裝可能為非滿裝包裝。

6. 應用與處理指南

6.1 預期用途與儲存

此LED預期用於普通電子設備，如辦公設備、通訊裝置與家用電器。對於需要極高可靠性、故障可能危及生命或健康的應用（例如航空、醫療系統），使用前需進行特定諮詢。關於儲存，環境不應超過30°C與70%相對濕度。從原始包裝取出的LED，理想上應在三個月內使用。若需在原始包裝外長期儲存，建議使用裝有乾燥劑的密封容器或在氮氣環境中儲存。

6.2 清潔與機械組裝

若需清潔，僅應使用酒精類溶劑，如異丙醇。在導線成形時（必須在室溫下且於焊接前進行），彎曲處應距離LED透鏡基座至少3 mm。不應使用導線架的基座作為支點。在PCB組裝過程中，應施加最小的壓接力，以避免對LED封裝造成機械應力。

6.3 焊接製程

必須在透鏡基座與焊接點之間保持至少2 mm的間隙。透鏡絕不可浸入焊料中。當LED因焊接而發熱時，不應對導線施加任何外部應力。建議的焊接條件如下：

• 烙鐵：最高溫度350°C，最長時間3秒（僅限一次）。
• 波峰焊：最高預熱溫度100°C，持續最多60秒，接著在最高265°C的焊波中持續最多5秒。超過這些溫度或時間限制可能導致透鏡變形或災難性故障。

6.4 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為確保多個LED並聯連接時的亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個限流電阻（電路模型A）。不建議直接從單一電流源驅動多個LED並聯（電路模型B），因為個別LED之間順向電壓（V_F）特性的微小差異將導致電流分配顯著不同，進而影響亮度。

6.5 靜電放電（ESD）防護

LED易受靜電放電損壞。為防止在處理與組裝過程中發生ESD損壞，建議採取以下措施：操作人員應佩戴導電腕帶或防靜電手套；所有設備、機械與工作檯面必須妥善接地；並可使用離子風扇來中和可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。亦暗示了維護靜電安全工作站的檢查清單，包括驗證人員的ESD認證與工作區域的正確標示。

7. 性能曲線分析

規格書參考了對詳細設計分析至關重要的典型性能曲線。雖然文本摘錄未提供具體圖表，但通常包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨驅動電流增加而增加，在高電流下常因熱效應而呈現次線性關係。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的I-V特性，對於選擇適當的串聯電阻值至關重要。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示隨著接面溫度升高，光輸出會下降，這是熱管理的關鍵因素。
• 光譜功率分佈：顯示發射光在不同波長上強度的圖表，以565 nm的峰值波長為中心，典型半寬度為11 nm。

設計師應參考這些曲線，以了解元件在非標準條件（不同電流、溫度）下的行為，並優化其應用以實現效率與壽命。

8. 機械與封裝資訊

LED採用標準T-1 3/4（5mm）徑向引腳封裝。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸單位為毫米（附英吋等效值）；除非另有說明，標準公差為±0.25 mm；法蘭下樹脂的最大突出量為0.6 mm；引腳間距是在引腳從封裝本體伸出處量測。確切的尺寸圖將提供PCB佈局設計所需的關鍵尺寸，包括引腳直徑、透鏡直徑與高度，以及安裝平面細節。

9. 技術比較與應用情境

LTL307GC5D的主要區別在於其AlInGaP技術（為綠光提供高效率）、其用於寬視角的擴散透鏡，以及其符合現代環保標準（RoHS、無鹵素）。與較舊的技術（如GaP）相比，AlInGaP提供更高的亮度與效率。典型的應用情境包括消費性電子產品上的狀態指示燈、工業設備上的面板指示燈、開關或面板上標誌的背光，以及需要柔和、不刺眼綠光的一般用途信號指示。其穿孔設計使其適用於自動化與手動組裝製程。

10. 設計考量與常見問題

問：使用5V電源時，我應該使用多大的電阻值？

答：使用典型順向電壓（V_F）在10mA時約為2.1V（針對3Z分級），電阻值 R = (V_電源- V_F) / I_F= (5 - 2.1) / 0.01 = 290 Ω。標準的300 Ω電阻將是合適的。請務必根據您的實際電源電壓與所需電流進行計算。

問：我可以連續以20mA驅動此LED嗎？

答：可以，20mA是建議的最大直流順向電流。然而，在最大電流下操作會產生更多熱量，並可能縮短壽命。為實現最佳壽命與效率，通常以10-15mA驅動更為可取。

問：溫度如何影響性能？

答：隨著環境溫度升高，發光強度將會降低，而順向電壓通常會略微下降。為了在高溫環境中保持一致的亮度，可能需要進行熱管理或電流補償。

問：為什麼必須使用串聯電阻？

答：LED的電流-電壓關係是指數性的。電壓的微小增加會導致電流大幅增加。串聯電阻提供負回饋，能穩定電流，對抗電源電壓以及LED自身順向電壓的變化，這些電壓會因元件個體差異與溫度而異。

11. 運作原理與趨勢

LTL307GC5D基於半導體p-n接面的電致發光原理運作。當施加順向電壓時，電子與電洞被注入活性區域（AlInGaP層），在那裡它們復合，以光子的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定成分決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長（顏色），在此例中為綠色。擴散環氧樹脂透鏡散射光線，與透明透鏡相比，創造出更寬、更均勻的視角。LED技術的一個趨勢是發光效率（每瓦流明）的持續提升，這是由於磊晶生長、晶片設計與封裝效率的進步所驅動。整個產業也強力推動更高的可靠性、更嚴格的性能公差，以及完全符合環保法規。