LTL-2550G 綠色LED燈條規格書 - 矩形光源 - 電壓2.1-2.6V - 每段功率70mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTL-2550G是一款設計為矩形燈條的固態光源。其專為需要大面積、高亮度且均勻發光區域的應用而設計。該元件採用綠色LED晶片，這些晶片是使用GaP基板上的GaP磊晶技術，或是在非透明GaAs基板上使用AlInGaP技術所製造，並具有白色條狀外殼。本產品屬於通用型矩形條狀LED類別，並經過發光強度分級，以確保各單元間的性能一致性。

1.1 核心特色與優勢

• 矩形燈條外型：提供獨特的長條形發光模式，適用於背光、指示燈和標誌等應用，這些應用通常偏好線性光源而非點光源。
• 大面積、高亮度、均勻發光區域：設計旨在提供整個燈條表面的高亮度，最大限度地減少光斑並確保均勻照明。
• 低功耗需求：運行效率高，適合電池供電或注重能源效率的應用。
• 高亮度與高對比度：綠色晶片提供顯著的發光強度，即使在光線充足的環境條件下也能確保良好的可見度。
• 固態可靠性：受益於LED技術固有的長壽命和堅固性，沒有燈絲或玻璃易碎部件。
• 發光強度分級：元件根據其光輸出進行分級（分類），讓設計師能夠在多單元組裝中選擇亮度一致的零件。
• 無鉛封裝（符合RoHS規範）：依照限制有害物質的環保法規製造。

1.2 目標市場與應用

本元件預期用於普通電子設備。典型應用包括但不限於：辦公設備（印表機、影印機）的狀態指示燈、開關和面板的背光、裝飾照明，以及各種需要明亮可靠指示燈的消費性電子產品。其設計用於非以極端可靠性為首要安全考量的應用（例如非關鍵性指示燈）。對於故障可能危及生命或健康的應用（航空、醫療設備），需要進行專門諮詢。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 電氣與光學特性

所有參數均在環境溫度（Ta）25°C下指定。

• 平均發光強度（Iv）：在順向電流（IF）為10mA驅動下，範圍從3500 µcd（最小值）到8000 µcd（典型值）。這是人眼感知的光輸出量測，使用過濾至CIE明視覺響應曲線的感測器進行量測。
• 峰值發射波長（λp）：在IF=20mA時，典型值為565 nm。這是光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 譜線半寬度（Δλ）：在IF=20mA時，典型值為30 nm。此參數表示發射光的光譜純度或頻寬；數值越小表示光源越接近單色光。
• 主波長（λd）：在IF=20mA時，典型值為569 nm。這是人眼感知顏色的單一波長，可能與峰值波長略有不同。
• 每段順向電壓（VF）：在IF=20mA時，範圍從2.1V（典型值）到2.6V（最大值）。電路設計必須考慮此範圍，以確保將預期的驅動電流傳送到所有段。
• 每段逆向電流（IR）：在逆向電壓（VR）為5V時，最大值為100 µA。必須注意，此逆向電壓條件僅用於測試目的，元件不應在連續逆向偏壓下操作。
• 發光強度匹配比（Iv-m）：在IF=10mA時，各段之間的最大比值為2:1。這規定了同一元件不同段之間允許的最大亮度變化。

2.2 絕對最大額定值

超出這些限制的應力可能會對元件造成永久性損壞。

• 每段功耗：70 mW。
• 每段峰值順向電流：60 mA（脈衝，1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。
• 每段連續順向電流：在25°C時為25 mA。此額定值在溫度高於25°C時，以每°C 0.33 mA的速率線性遞減。
• 操作溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍：-35°C 至 +85°C。
• 焊接溫度：最高260°C，最長3秒，量測點位於元件安裝平面下方1.6mm處。

3. 分級系統說明

規格書指出LTL-2550G經過發光強度分級。這意味著存在分級系統，儘管此摘錄中未提供具體的分級代碼。通常，此類分級涉及：

• 發光強度分級：元件根據其在標準測試電流（例如10mA或20mA）下量測到的光輸出被分類為不同組別（級別）。這讓設計師能夠在使用多個單元的應用中選擇亮度緊密匹配的零件，防止可見的不均勻性。
• 波長/主波長分級：雖然此型號未明確說明，但彩色LED通常也會根據主波長或峰值波長進行分級，以確保整批生產或組裝中的色調一致性。
• 順向電壓分級：對於指示燈型LED較不常見，但有時會執行，將具有相似Vf的元件分組，以簡化限流電路設計。
• 設計影響：規格書明確建議，當在一組裝置中組裝兩個或更多顯示器時，應選擇來自同一級別的LED，以避免色調不均勻的問題。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中未提供具體圖表，但此類元件的標準曲線通常包括：

• 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：顯示指數關係，對於設計驅動電路至關重要。該曲線將說明在不同電流（包括20mA測試點）下的典型Vf。
• 發光強度 vs. 順向電流（L-I曲線）：描繪光輸出如何隨驅動電流增加。在操作範圍內通常是線性的，但在較高電流下會飽和。此曲線有助於在考慮效率和壽命的情況下，確定達到所需亮度的最佳驅動電流。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出如何隨著接面溫度升高而遞減。LED在較高溫度下效率降低，因此此曲線對於熱管理和預測在高環境溫度下的性能至關重要。
• 光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示峰值約在565nm，光譜寬度（Δλ）約為30nm。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

該元件具有矩形燈條外型。所有尺寸均以毫米為單位提供。除非有特別註明，否則尺寸的一般公差為±0.25 mm（0.01英吋）。確切的尺寸圖在規格書中有參考，但未在此文本摘錄中重現。

5.2 引腳連接與極性識別

LTL-2550G是一款具有8個引腳的多段元件。引腳配置如下：

• 引腳 1: 陰極 A
• 引腳 2: 陽極 A
• 引腳 3: 陰極 B
• 引腳 4: 陽極 B
• 引腳 5: 陰極 C
• 引腳 6: 陽極 C
• 引腳 7: 陰極 D
• 引腳 8: 陽極 D

此配置表明燈條可能在內部劃分為四個可獨立定址的段（A、B、C、D），如果由合適的控制器驅動，則允許部分照明或簡單的動畫模式。

5.3 內部電路圖

規格書包含內部電路圖。根據引腳描述，它可能顯示四個獨立的LED段，每個段都有自己的陽極和陰極連接，以常見的配置排列，但內部未串聯或並聯。這為設計師驅動各段提供了靈活性。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊參數

絕對最大額定值規定焊接溫度最高為260°C，最長3秒，量測點位於安裝平面下方1.6mm處。這定義了標準迴流焊溫度曲線的峰值溫度和高溫時間限制。通常適用峰值溫度在245°C至260°C之間的標準無鉛（SnAgCu）迴焊曲線，確保控制高於液相線的時間和峰值溫度時間。

6.2 處理與組裝注意事項

• 避免使用不合適的工具或組裝方法對顯示器本體施加異常力。
• 如果使用壓敏黏合劑貼上印刷/圖案薄膜，請避免讓薄膜側與前面板/蓋子緊密接觸，因為外力可能導致薄膜移位。
• 應避免環境溫度的快速變化，特別是在高濕度下，因為這可能導致LED上產生凝結水。

7. 儲存條件

正確的儲存對於防止引腳或焊盤氧化至關重要。

• 對於LED顯示器（插件式）：在原包裝中，儲存在5°C至30°C，濕度低於60% RH。不建議長期儲存大量庫存；應及時消耗庫存。
• 對於LED SMD顯示器：
  • 在原密封袋中：5°C至30°C，濕度低於60% RH。
  • 開袋後：5°C至30°C，濕度低於60% RH，最長168小時（MSL Level 3）。
  • 如果開封超過168小時，建議在焊接前以60°C烘烤24小時。
• 一般規定：顯示器應在出貨日期起12個月內使用。請勿暴露於高濕度或腐蝕性氣體的環境中。避免長期儲存。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

• 狀態與指示燈照明：由於其高亮度和均勻的條狀外形，非常適合用於消費性和工業設備的電源、活動或模式指示燈。
• 背光照明：可用於為小型面板、標籤或薄膜開關提供側光照明。
• 裝飾與建築照明：線性外形可用於重點照明、輪廓勾勒或簡單標誌。

8.2 關鍵設計考量

• 驅動電路：強烈建議使用恆流驅動，以確保一致的發光強度和壽命。電路設計必須適應順向電壓的全範圍（2.1V至2.6V），以保證提供目標電流。
• 電流限制：必須考慮最高環境溫度來選擇安全工作電流，並應用高於25°C時每°C 0.33 mA的遞減率。
• 逆向偏壓保護：驅動電路應包含保護措施（例如並聯二極體），以保護LED免受電源循環期間的逆向電壓和瞬態電壓尖峰的影響。連續逆向偏壓可能導致金屬遷移和故障。
• 熱管理：超過建議的操作溫度或驅動電流將導致嚴重的光輸出衰減和/或過早失效。如果在接近最大額定值下操作，請確保充分的散熱。
• 多單元組裝的分級：當多個單元相鄰使用時，務必指定並使用來自相同發光強度和波長級別的LED，以確保視覺均勻性。

9. 技術比較與差異化

雖然規格書中未提供直接競爭對手比較，但根據其規格，LTL-2550G的關鍵差異化特點是：

• 外形尺寸：對於需要線性照明區域而無需使用多個分立LED的應用，矩形燈條相比單點3mm或5mm LED具有明顯優勢。
• 分段設計：四個獨立段提供了基本的動畫能力，這是單晶片LED封裝所不具備的。
• 高亮度：在僅10mA電流下，典型發光強度為8000 µcd，提供了高光輸出效率。
• 分級輸出：強度分級提供了一致性的保證，這對於專業應用至關重要。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值波長（565nm）和主波長（569nm）有什麼區別？

答：峰值波長是光譜發射的物理峰值。主波長是人眼感知的色點，由完整光譜計算得出。對於綠色LED，兩者通常略有不同。

問：我可以用恆壓源驅動這個LED嗎？

答：不建議。順向電壓會變化（2.1V-2.6V）。使用簡單串聯電阻的恆壓源可能無法在此範圍內或隨溫度變化有效調節電流，導致亮度不一致和潛在的過電流。建議使用恆流驅動器。

問：為什麼SMD版本開袋後有儲存時間限制（168小時）？

答：這是由於濕度敏感等級（MSL 3）。塑膠封裝會吸收空氣中的濕氣。如果在暴露後太快焊接，困住的濕氣可能在迴焊過程中汽化，導致內部損壞（"爆米花效應"）。烘烤可以去除這些濕氣。

問："發光強度匹配比為2:1"是什麼意思？

答：這意味著在相同條件下（IF=10mA）量測時，同一元件上最亮段的發光強度不應超過最暗段強度的兩倍。這確保了整個燈條的均勻性。

11. 實際使用案例

情境：為網路路由器設計一個多狀態指示燈面板。

LTL-2550G可用於指示不同狀態（電源、網際網路、Wi-Fi、乙太網路活動）。四個段（A、B、C、D）中的每一個都可以分配給一個狀態。微控制器可以通過其陽極/陰極對獨立控制每個段。高亮度確保了可見度。設計師將：

1. 使用能夠提供四個通道、每個通道約10-20mA的恆流驅動IC。

2. 根據機械圖設計PCB佈局，確保引腳對齊正確。

3. 向供應商指定，用於此產品的所有LTL-2550G單元必須來自相同的發光強度級別，以防止一個狀態燈看起來比另一個更亮。

4. 遵循儲存和焊接指南，以防止組裝過程中的氧化和濕氣相關缺陷。

12. 工作原理簡介

LTL-2550G基於半導體電致發光原理。當在一個段的陽極和陰極之間施加超過二極體內建電位的順向電壓時，電子和電洞被注入半導體晶片（由GaP或AlInGaP製成）的活性區域。這些電荷載子復合，以光子的形式釋放能量。半導體材料的特定組成（"能隙"）決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為綠色（約565-569 nm）。白色條狀外殼充當擴散器和透鏡，將光塑造成均勻的矩形光束。

13. 技術趨勢與背景

LTL-2550G代表了更廣泛LED產業中的一種應用特定封裝類型。影響此類元件的趨勢包括：

效率提升：持續的材料科學改進（如提到的使用AlInGaP）帶來更高的發光效率（每瓦更多光），允許在相同電流下獲得更高的輸出，或在相同輸出下功耗更低、發熱更少。

微型化與整合：雖然這是一個分立元件，但趨勢是將控制邏輯和多個LED整合到更智慧、表面貼裝的模組中。

色彩品質與一致性：磊晶和分級製程的進步持續改善批次間的色彩均勻性和精確度，這對於注意事項部分強調的多單元應用至關重要。

可靠性關注：規格書越來越多地提供各種條件下的詳細壽命和光通維持率數據，儘管此特定規格書側重於基本額定值和處理方式。