目錄
1. 產品概述
LTL-M11KS1H310Q 是一款表面黏著技術 (SMT) 電路板指示燈 (CBI)。它由一個黑色塑膠直角支架（外殼）組成，設計用於與特定的LED燈珠配對。此元件的主要功能是作為印刷電路板 (PCB) 上高度可見的狀態或指示燈。其核心優勢包括：因SMT相容性而便於組裝，以及可堆疊設計以建立陣列；黑色外殼提供增強的視覺對比度；以及作為無鉛且符合RoHS規範的產品，符合環保標準。整合的LED採用黃光AlInGaP半導體晶片，並由白色擴散透鏡封裝，可拓寬視角並柔化光線輸出。此產品主要針對電腦、通訊、消費性電子和工業設備等領域中需要可靠、低功耗指示燈解決方案的應用。
2. 技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
此元件在環境溫度 (TA) 為 25°C 時測量，其操作條件不得超過以下絕對最大值。超出這些限制可能會導致永久性損壞。
- 功率消耗 (Pd)：72 mW。這是元件可安全以熱能形式消散的最大功率。
- 峰值順向電流 (IFP)：80 mA。此電流僅允許在脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 0.1ms）使用，不得用於連續直流操作。
- 直流順向電流 (IF)：30 mA。這是建議用於可靠長期運作的最大連續順向電流。
- 操作溫度範圍 (Topr)：-40°C 至 +85°C。此元件設計可在此寬廣溫度範圍內運作。
- 儲存溫度範圍 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。
- 引腳焊接溫度：最高 260°C，持續時間最長 5 秒，測量點距離元件本體 2.0mm (0.079")。此額定值對於波焊或手焊製程至關重要。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數定義於 TA=25°C 及標準測試電流 (IF) 10mA 的條件下。
- 發光強度 (Iv)：範圍從最小值 8.7 mcd 到典型值 25 mcd，最大值 50 mcd。特定單位的實際 Iv 值已分類並標示在其包裝上。
- 視角 (2θ1/2)：40 度。這是發光強度降至其峰值（軸向）值一半時的全角。白色擴散透鏡負責實現此視角。
- 峰值發射波長 (λP)：592 nm。這是光譜功率分佈達到最大值時的波長。
- 主波長 (λd)：在 IF=10mA 時，範圍從 582 nm (最小) 到 589 nm (典型) 到 595 nm (最大)。此參數源自 CIE 色度圖，定義了光線的感知顏色（黃色）。
- 光譜線半寬度 (Δλ)：15 nm。這表示發射光的光譜純度或頻寬。
- 順向電壓 (VF)：典型值為 2.5V，在 IF=10mA 時最大值為 2.5V。最小值列為 2.0V。
- 逆向電流 (IR)：當施加 5V 逆向電壓 (VR) 時，最大值為 10 μA。明確註明此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統說明
規格書指出對關鍵光學參數使用分級系統，以確保應用設計的一致性。發光強度 (Iv) 有一個分類代碼，標示在每個單獨的包裝袋上。這使得設計師可以從特定的強度等級中選擇元件，以實現系統中多個指示燈的均勻亮度。同樣地，主波長 (λd) 指定了最小/典型/最大值 (582/589/595 nm)，意味著生產變異可能被分類到不同等級中。設計師應查閱具體的包裝或訂購資訊，以從所需的等級中獲取元件，進行顏色或亮度匹配。
4. 性能曲線分析
規格書參考了典型的特性曲線，這些曲線對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類元件的標準曲線通常包括：
- 相對發光強度 vs. 順向電流 (I-V 曲線)：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在較高電流下由於熱效應而以次線性方式增加。
- 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的 V-I 特性，對於設計限流電路至關重要。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示隨著接面溫度升高，光輸出的降額情況，這對於高溫環境應用至關重要。
- 光譜分佈：相對強度對波長的圖表，顯示在 592 nm 處的峰值和 15 nm 的半寬度。
這些曲線讓工程師能夠預測在特定操作條件下的性能，例如以非 10mA 的電流驅動 LED，或在非 25°C 的環境溫度下操作。
5. 機械與封裝資訊
此元件為直角 SMT 封裝。支架（外殼）由黑色塑膠製成。關鍵機械注意事項如下：
- 所有尺寸均以毫米為單位提供，括號內為英吋。
- 除非尺寸圖上另有規定，否則適用 ±0.25mm (±0.010") 的一般公差。
- LED 本身為黃色，封裝在白色擴散透鏡內。
- 物理外型和焊盤尺寸對於 PCB 佈局至關重要，以確保正確安裝和焊接。直角設計使光線能平行於 PCB 表面發射，非常適合側面發光面板或從組件側面可見的狀態指示燈。
6. 焊接與組裝指南
6.1 儲存與處理
此元件對濕氣敏感。在其原始的密封防潮袋 (MBB) 內含乾燥劑時，應儲存在 ≤30°C 和 ≤70% RH 的環境中，並在一年內使用。一旦打開袋子，儲存環境不得超過 30°C 和 60% RH。暴露超過 168 小時的元件需要在焊接前以約 60°C 烘烤至少 48 小時，以防止在迴焊過程中發生 "爆米花" 損壞。
6.2 焊接製程
提供詳細的焊接說明以防止熱或機械損壞：
- 迴焊：最多允許兩次迴焊循環。參考了符合 JEDEC 標準的樣本溫度曲線，通常包括預熱階段（150-200°C，最長 120 秒）和峰值焊波溫度不超過 260°C，最長 5 秒。
- 手焊/波焊：使用烙鐵時，烙鐵頭溫度不應超過 350°C，接觸時間應限制在最多 3 秒，且僅限一次。必須在焊點與透鏡/支架基座之間保持至少 2mm 的間距。
- 清潔：如果需要清潔，建議使用異丙醇或類似的醇基溶劑。
- 機械應力：在組裝過程中，應使用最小的壓接力，以避免對引腳或外殼造成應力。
7. 包裝與訂購資訊
包裝規格詳細說明以利自動化組裝：
- 載帶：元件以 13 英吋捲盤供應。載帶由黑色導電聚苯乙烯合金製成，厚度為 0.40mm ±0.06mm，10 個鏈輪孔間距的累積公差為 ±0.20。
- 捲盤容量：每個 13" 捲盤包含 1,400 個元件。
- 紙箱包裝：一個捲盤與一張濕度指示卡和乾燥劑一起包裝在一個防潮袋 (MBB) 中。三個 MBB 包裝在一個內箱中（總計 4,200 個）。十個內箱包裝在一個外箱中（總計 42,000 個）。
- 料號：基本訂購代碼為 LTL-M11KS1H310Q。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
LED 是電流驅動裝置。為了在並聯驅動多個 LED 時確保亮度均勻，強烈建議為每個 LED 串聯一個獨立的限流電阻。規格書參考了一個 "電路模型 (A)"，描繪了此配置：電源 (+) -> 電阻 -> LED 陽極 -> LED 陰極 -> 電源 (-)。此方法可補償個別 LED 順向電壓 (VF) 的微小差異，防止電流不均和照明不均。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源 - VF_LED) / I_目標，其中 I_目標不應超過最大直流順向電流 30mA。
8.2 設計考量
- 熱管理：雖然功率消耗很低（最大 72mW），確保 PCB 焊盤周圍有足夠的銅面積或散熱設計，有助於維持較低的接面溫度，從而保持發光強度和使用壽命。
- 光學設計：40 度視角和白色擴散透鏡提供了寬廣、柔和的光線發射。對於需要更聚焦光束的應用，可能需要外部透鏡或導光管。
- 極性：作為二極體，正確的陽極/陰極方向至關重要。PCB 焊盤設計必須清楚標示極性，以防止組裝錯誤。
9. 技術比較與差異化
LTL-M11KS1H310Q 透過其整合的直角 SMT 支架設計實現差異化。與直接焊接在電路板上的標準晶片 LED 相比，此 CBI 封裝為 LED 提供了機械保護，便於組裝處理，並具有明確的光學方向。黑色外殼顯著提高了對比度，使指示燈在熄滅時看起來更亮、更清晰，這是相對於透明或白色外殼的關鍵優勢。使用 AlInGaP 技術製造黃光晶片，與舊技術相比，提供了更高的效率和穩定性。
10. 常見問題 (FAQ)
10.1 我可以在沒有限流電阻的情況下驅動此 LED 嗎？
答案：不行。不建議直接從電壓源驅動 LED，這很可能因過電流而損壞裝置。LED 的順向電壓具有負溫度係數，且每個單元可能不同。串聯電阻（或恆流驅動器）對於穩定和安全操作是必需的。
10.2 峰值波長和主波長有什麼區別？
答案：峰值波長 (λP) 是 LED 發射最大光功率的單一波長。主波長 (λd) 是從色度學計算得出的值，代表感知的顏色。對於像這種黃光 LED 的單色光源，兩者通常很接近，但 λd 在以人為中心的應用中，是更相關的顏色規格參數。
10.3 為什麼打開袋子後，迴焊有嚴格的時間限制？
答案：塑膠封裝具有吸濕性（吸收水分）。在高溫迴焊過程中，這些吸收的水分會迅速轉化為蒸汽，導致內部分層、破裂或 "爆米花" 現象，從而永久損壞裝置。168 小時的車間壽命和烘烤程序旨在去除這些水分。
11. 實際使用案例
情境：為網路路由器設計狀態指示燈面板。該面板需要多個黃光 LED 來顯示鏈路活動和電源狀態，並能從前面板看到。設計師選擇 LTL-M11KS1H310Q，因為其直角發光（光線向前照射）、黑色外殼（與邊框形成高對比度）和 SMT 相容性（支援自動化組裝）。在 PCB 上，設計師創建了符合元件規格書尺寸的焊盤。每個 LED 從 5V 電源軌以並聯配置驅動。使用典型的 VF 2.5V 和目標電流 10mA 以獲得足夠亮度，計算出串聯電阻 R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 歐姆。選擇標準的 240 歐姆或 270 歐姆電阻。PCB 佈局保持了建議的焊盤與 LED 外殼之間 2mm 的間距。組裝後，LED 提供了均勻、明亮的黃色指示燈，從預期的視角易於觀察。
12. 工作原理
此元件基於半導體二極體中的電致發光原理運作。LED 的有源區由磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 組成。當施加順向偏壓（超過二極體的順向電壓，約 2.5V）時，來自 n 型半導體的電子和來自 p 型半導體的電洞被注入有源區。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長（顏色）——在本例中為黃色（約 589 nm）。產生的光穿過白色擴散環氧樹脂透鏡，該透鏡散射光子以產生更寬、更均勻的視角。
13. 技術趨勢
此元件反映了光電領域的幾個持續趨勢：表面黏著技術 (SMT) 在小型化和自動化組裝方面的持續主導地位；使用如 AlInGaP 等先進半導體材料製造高效率彩色 LED；以及將機械和光學元件（支架和擴散透鏡）整合到單一、易於使用的封裝中。此產品類別的未來發展可能集中在進一步小型化、提高發光效率（每瓦更多光輸出）、更廣泛採用晶片級封裝 (CSP)，以及將智慧功能或驅動器整合到封裝中。強調 RoHS 合規性和無鉛製造，現已成為全球環保法規驅動下的標準產業要求。
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。 |