目錄
1. 產品概述
LTL-M12YG1H310U 是一款採用表面黏著技術(SMT)的電路板指示燈(CBI)。它由一個黑色塑膠直角支架(外殼)組成，設計用於安裝特定的LED燈珠。此設計便於輕鬆組裝到印刷電路板(PCB)上。其主要功能是提供清晰、高對比度的視覺狀態指示。本元件配備一個雙色LED光源，能夠透過白色霧面透鏡發出黃綠色或黃色光，有助於實現均勻的照明外觀。
1.1 核心特色與優勢
- 表面黏著設計：針對自動化取放與迴焊製程進行優化，提升製造效率與可靠性。
- 高對比度外殼：黑色塑膠外殼能顯著提升發光對比度，使指示燈在明亮環境光下更為清晰可見。
- 雙色功能：在單一封裝內整合黃綠色與黃色LED晶片，允許使用單一元件佔位實現雙狀態指示(例如：待機/運作、正常/警告)。
- 能源效率：具有低功耗與高發光效率的特性，適合對電源敏感的應用。
- 環保合規：此為無鉛產品，並符合有害物質限制(RoHS)指令。
- 堅固結構：設計可承受標準SMT組裝製程，包括加速至JEDEC濕度敏感等級3的預處理。
1.2 目標應用與市場
此指示燈設計用於多個關鍵產業中的一般電子設備：
- 電腦系統：主機板、伺服器及周邊設備上的電源、儲存活動或網路連線狀態燈。
- 通訊設備：路由器、交換器、數據機及其他網路硬體上的指示燈。
- 消費性電子產品：家電、影音設備及家庭自動化裝置中的電源、模式或功能指示燈。
- 工業控制：控制面板、機械及儀器上需要可靠視覺回饋的狀態與故障指示燈。
2. 深入技術參數分析
除非另有說明，所有參數均在環境溫度(TA)25°C下指定。理解這些限制對於可靠的電路設計至關重要。
2.1 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應力極限。不保證在此條件下運作。
- 功率消耗(PD)：72 mW (黃綠色與黃色各別)。這是允許的最大熱功率損耗。
- 峰值順向電流(IFP)：80 mA。此電流僅允許在極短時間內以脈衝條件(工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 0.1ms)施加。
- 連續直流順向電流(IF)：30 mA。這是連續運作時的最大建議電流。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。元件在此範圍內儲存不會損壞。
2.2 電氣與光學特性
這些是標準測試條件(IF = 10mA)下的典型性能參數。
- 發光強度(Iv)：
- 黃綠色：典型值 8.7 mcd (最小值 4.5 mcd，最大值 23 mcd)。
- 黃色：典型值 15 mcd (最小值 4.5 mcd，最大值 23 mcd)。
- 為分級目的，每個包裝袋上均標示有Iv分類代碼。
- 測量是使用近似於CIE明視覺響應曲線的感測器/濾波器進行。
- 視角(2θ1/2)：兩種顏色均為40度。這是發光強度降至其軸向峰值一半時的全角，定義了光束擴散範圍。
- 峰值波長(λP)：
- 黃綠色：574 nm。
- 黃色：592 nm。
- 這是發射光譜中最高點對應的波長。
- 主波長(λd)：
- 黃綠色：570 nm (範圍 564-574 nm)。
- 黃色：590 nm (範圍 584-596 nm)。
- 這是人眼感知的單一波長，源自CIE色度圖。
- 光譜半高寬(Δλ)：兩種顏色均約為15 nm，表示光譜純度。
- 順向電壓(VF)：兩種顏色在10mA下，典型值為2.5 V (最小值2.0 V)。此參數對於限流電阻計算至關重要。
- 逆向電流(IR)：施加5V逆向電壓(VR)時，最大值為10 μA。重要：此元件並非設計用於逆向偏壓下運作；此測試條件僅用於特性描述。
3. 分級與分類系統
本產品採用分類系統以確保關鍵光學參數的一致性。
- 發光強度(Iv)分級：Iv值經過分類，相應代碼印於每個包裝袋上。這讓設計師能選擇特定亮度範圍內的元件，以確保面板外觀均勻。
- 波長分級：主波長(λd)以範圍指定(例如，黃綠色為564-574 nm)。元件經篩選以符合這些色度限制。
- 順向電壓：雖然提供了典型值，但最小/最大範圍(10mA下2.0V至2.5V)定義了此參數的可接受變異。
4. 性能曲線分析
典型性能曲線(規格書中引用)提供了元件在不同條件下行為的視覺化洞察。設計師應參考這些圖表進行詳細分析。
- 相對發光強度 vs. 順向電流：此曲線顯示光輸出如何隨電流增加。通常是非線性的，在超過建議的直流電流下運作可能不會帶來成比例的亮度增益，同時會增加熱量並縮短壽命。
- 順向電壓 vs. 順向電流：此IV特性曲線對於理解LED的動態電阻以及設計適當的驅動電路至關重要。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：LED的光輸出通常隨著接面溫度上升而降低。此曲線有助於估算高溫環境下的亮度降額。
- 光譜分佈：顯示每種顏色在不同波長上相對強度的圖表，以其峰值波長(574 nm和592 nm)為中心。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
元件封裝於黑色塑膠直角支架內。關鍵尺寸註記：
- 所有主要尺寸均以毫米為單位提供，除非另有規定，預設公差為±0.25mm。
- 外殼材質為黑色塑膠。
- 整合的LED為雙色(黃綠/黃色)類型，配備白色霧面透鏡。
- 應參考詳細的尺寸圖以進行精確的PCB佔位與佈局規劃。
5.2 極性識別與安裝
作為SMT元件，放置時的正確方向至關重要。規格書中的佔位圖標示了陰極與陽極焊墊。設計師必須確保PCB佔位圖與此圖相符，以防止自動化設備錯誤放置。
6. 焊接與組裝指南
遵守這些指南對於防止組裝過程中的損壞至關重要。
6.1 儲存與處理
- 密封包裝：儲存於≤30°C且≤70% RH環境。請於包裝日期起一年內使用。
- 已開封包裝：若防潮袋(MBB)已開啟，儲存環境不得超過30°C與60% RH。
- 車間壽命：暴露於環境空氣中的元件應在168小時(7天)內進行紅外線迴焊。
- 重新烘烤：若暴露超過168小時，焊接前必須在60°C下烘烤至少48小時，以去除吸收的濕氣並防止迴焊過程中發生爆米花效應。
6.2 焊接製程
- 迴焊(建議)：必須使用符合JEDEC標準的迴焊溫度曲線。
- 預熱/均溫：150-200°C，最長100秒。
- 液相線以上時間(TL=217°C)：60-150秒。
- 峰值溫度(TP)：最高260°C。
- 在指定分類溫度±5°C內的時間(TC=255°C)：最長30秒。
- 從25°C升至峰值的總時間：最長5分鐘。
- 手工焊接：如有必要，使用最高溫度300°C的烙鐵，每個焊點不超過3秒。焊接時避免對接腳施加機械應力。
- 清潔：僅使用酒精類溶劑，如異丙醇(IPA)。避免使用強效或未知的化學清潔劑。
關鍵注意：最高迴焊溫度並非外殼熱變形溫度(HDT)或熔點的指標。超過時間/溫度限制可能導致塑膠透鏡變形或造成LED災難性故障。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
- 載帶：元件以13英吋捲盤供應。載帶由0.40mm厚的黑色導電聚苯乙烯合金製成。
- 每捲數量：1,400件。
- 防潮保護：每捲盤與乾燥劑及濕度指示卡一同包裝在防潮袋(MBB)內。
- 內箱：包含3個MBB(總計4,200件)。
- 外箱：包含10個內箱(總計42,000件)。
7.2 型號解讀
料號LTL-M12YG1H310U可解讀為家族編碼系統的一部分，儘管完整解析是專有的。它標識了這款具有雙色黃綠/黃色輸出的特定SMT CBI型號。
8. 應用設計考量
8.1 驅動電路設計
LED是電流驅動裝置。當使用電壓源驅動時，必須串聯限流電阻。電阻值(Rseries)可使用歐姆定律計算：Rseries= (Vsupply- VF) / IF。為保守設計，請使用規格書中的最大VF值，以確保電流不超過所需水平。例如，從5V電源以10mA驅動：R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ω。選擇270 Ω的標準值電阻會是安全的選擇。
8.2 熱管理
雖然功率消耗很低(72mW)，但確保適當的PCB佈局有助於管理熱量。將散熱焊墊(如果佔位圖中有)連接到銅箔區域作為散熱片。避免將指示燈放置在電路板上其他主要熱源附近。
8.3 光學整合
40度的視角提供了相當寬廣的光束。白色霧面透鏡創造出均勻、柔和的光暈，而非銳利的點光源。黑色外殼可防止光導效應並改善熄滅狀態的外觀。設計導光柱或面板開孔時應考慮這些因素。
9. 比較與差異化
LTL-M12YG1H310U在其類別中提供特定優勢：
- 相較於單色SMT LED：在單一封裝內提供兩種不同顏色(黃綠色與黃色)，相較於使用兩個獨立的單色LED進行雙狀態指示，節省了PCB空間與組裝成本。
- 相較於穿孔式LED：SMT設計無需鑽孔，允許更高密度的PCB佈局，並與全自動組裝線相容，降低了製造成本與時間。
- 相較於非霧面LED：整合的白色霧面透鏡相較於使用透明透鏡、可能呈現更明顯光斑的LED，提供了更均勻且美觀的光點。
10. 常見問題(FAQ)
Q1: 我可以連續以20mA驅動此LED嗎？
A1: 直流順向電流的絕對最大額定值為30mA。雖然以20mA驅動在此限制內，但您必須參考相對發光強度 vs. 順向電流曲線。從10mA到20mA的光輸出增加可能是次線性的，且增加的功率消耗(熱量)可能降低壽命。建議在典型測試條件10mA下運作以獲得最佳壽命。
Q2: 如何獨立控制兩種顏色？
A2: 規格書暗示封裝內的兩個晶片採用共陰極或共陽極配置。佔位圖中的示意圖將顯示接腳定義。您將需要兩個獨立的限流電阻與驅動電路(例如，微控制器GPIO接腳)來獨立控制每個顏色通道。
Q3: 開袋後168小時的車間壽命是嚴格要求嗎？
A3: 是的，這對可靠性至關重要。暴露超過168小時會讓濕氣吸收到塑膠封裝內。在迴焊過程中，這些濕氣可能迅速汽化，導致內部分層或破裂(爆米花效應)。若超過此時間，必須執行強制性的60°C、48小時烘烤。
Q4: 峰值波長與主波長有何不同？
A4: 峰值波長(λP)是光譜輸出圖上最高強度點的物理波長。主波長(λd)是基於人類色彩感知(CIE圖表)的計算值，代表我們實際看到的顏色。對於LED，這些值通常接近但不完全相同。
11. 設計與使用案例研究
情境：設計網路路由器的狀態面板。
設計師需要電源開啟(恆亮)、系統活動(閃爍)和乙太網路連線/活動(雙狀態)的指示燈。他們可以使用：
- 一個單色綠色LED用於電源開啟。
- 一個閃爍的單色琥珀色LED用於系統活動。
- 一個LTL-M12YG1H310U雙色LED用於乙太網路。它可以顯示恆亮的黃綠色表示100Mbps連線，恆亮的黃色表示1Gbps連線，並在資料活動期間閃爍相應顏色。此解決方案僅使用三個元件佔位來傳達四種不同狀態，相較於使用四個獨立的單色LED，優化了面板空間並簡化了物料清單。
12. 技術原理介紹
發光二極體(LED)是透過電致發光發光的半導體裝置。當順向電壓施加於p-n接面時，電子與電洞復合，以光子的形式釋放能量。發射光的特定波長(顏色)由所用半導體材料的能隙決定(例如，用於黃色和黃綠色的磷化砷化鎵(GaAsP)合金)。白色霧面透鏡含有散射粒子，能隨機化發射光子的方向，相較於透明透鏡，創造出更均勻且更寬的視角。
13. 產業趨勢與發展
SMT指示燈市場持續演進。趨勢包括：
微型化：為超高密度電路板開發更小的封裝尺寸(例如，0402、0201公制)。
效率提升：磊晶材料與晶片設計的持續改進，在更低驅動電流下產生更高的發光強度(mcd)，降低整體系統功耗。
整合解決方案：內建限流電阻或IC驅動器(智慧型LED)的LED不斷增長，以簡化電路設計。
顏色選項：單一封裝中可用顏色與多色組合(RGB、RGBW)的擴展，適用於更多樣化的美學與狀態指示應用。
LTL-M12YG1H310U符合在標準、可靠且易於製造的SMT封裝中提供多功能性(雙色)的趨勢。
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，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） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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，確保顏色落在極小範圍內。 | 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，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |