LTL1DETGELJ 雙色LED規格書 - T-1封裝 - 紅/綠 - 20mA - 53-79mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTL1DETGELJ是一款雙色插件式LED指示燈，專為廣泛電子應用中的狀態指示而設計。它採用流行的T-1（3mm）直徑封裝，配備白色擴散透鏡，在單一元件內整合了AlInGaP紅色晶片與InGaN綠色晶片。此配置允許從一個緊湊元件輸出兩種不同顏色，為印刷電路板（PCB）設計提供了靈活性並節省空間。

1.1 核心功能與優勢

本元件為設計師提供了多項關鍵優勢。它具備低功耗與高發光效率，適合電池供電或注重能源效率的應用。產品為無鉛且完全符合RoHS規範，滿足現代環保法規。其標準T-1外型規格確保與現有PCB佈局及自動插件設備相容。紅綠雙色整合於單一封裝內，簡化了庫存管理，並能實現多狀態指示（例如：電源開/關、待機/運作），無需使用多個單色LED。

1.2 目標市場與應用

此LED專為消費性、工業及通訊電子產品中的廣泛應用而設計。典型的應用領域包括通訊設備（路由器、數據機、網路交換器）、電腦周邊設備（桌上型電腦、筆記型電腦、外接硬碟）、消費性電子產品（影音設備、遊戲主機、玩具），以及家用電器（微波爐、咖啡機、洗衣機）。其主要功能是為終端使用者提供清晰、可靠的視覺狀態回饋。

2. 技術參數分析

本節詳細且客觀地解讀規格書中列出的關鍵電氣、光學及熱參數，這些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。不保證在或超過這些極限下運作。關鍵參數包括：

• 功率消耗（Pd）：紅色晶片為53 mW，綠色晶片為79 mW。此差異反映了InGaN（綠）材料相較於AlInGaP（紅）材料通常效率較低。設計師必須確保工作點（順向電流 * 順向電壓）低於這些數值，並需考量環境溫度（Ta）。
• 順向電流：兩種顏色的最大連續直流順向電流（IF）均為20 mA。僅在嚴格的脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 0.1ms），允許較高的峰值順向電流60 mA。超過直流額定值將加速流明衰減，並可能導致災難性故障。
• 溫度範圍：工作溫度範圍為-30°C至+85°C。儲存溫度範圍更寬，為-40°C至+100°C。這些範圍對於環氧樹脂封裝的LED而言是典型的。
• 焊接溫度：引腳可承受260°C最多5秒，測量點距離LED本體2.0mm。這對於波焊或手工焊接製程至關重要。

2.2 電氣與光學特性

這些是在TA=25°C及IF=15 mA（建議的測試/工作條件）下測得的典型性能參數。

• 發光強度（Iv）：綠色LED的典型強度為2500 mcd（最小值：880，最大值：4200）。紅色LED的典型強度為1150 mcd（最小值：520，最大值：2500）。規格書註明，在保證強度值時必須包含±30%的測試公差。高典型強度（特別是綠色）使此LED適合需要高可見度的應用。
• 視角（2θ1/2）：兩種顏色的典型視角均為45度。這定義了發光強度降至軸心值一半時的離軸角度，產生適合面板指示器的中等寬度光束。
• 波長：綠色LED的典型主波長（λd）為522 nm（範圍：516-527 nm）。紅色LED的典型λd為623 nm（範圍：617-629 nm）。峰值波長（λp）分別約為522 nm和633 nm。光譜半高寬（Δλ）綠色為35 nm，紅色為20 nm，表明紅色LED具有更純淨、更窄的光譜發射。
• 順向電壓（VF）：在15 mA下，綠色VF典型值為3.1V（最大值：3.8V），紅色為2.1V（最大值：2.5V）。此顯著差異源於不同的半導體材料，必須在驅動器設計中考慮，特別是當對兩種顏色使用共用的限流電阻時。
• 逆向電流（IR）：在VR=5V時，最大逆向電流為100 μA。規格書明確指出，本元件並非設計用於逆向操作；此測試僅用於特性描述。在電路中施加逆向電壓可能損壞LED。

3. 分級系統規格

產品根據發光強度與主波長進行分級，以確保生產批次內的一致性。設計師可在關鍵應用中指定分級，以匹配顏色與亮度。

3.1 發光強度分級

綠色LED分為三個強度等級：PQ（880-1500 mcd）、RS（1500-2500 mcd）和TU（2500-4200 mcd）。紅色LED分為三個等級：MN（520-880 mcd）、PQ（880-1500 mcd）和RS（1500-2500 mcd）。每個等級限制的公差為±15%。

3.2 主波長分級

綠色LED分為兩個波長代碼：1（516-522 nm）和2（522-527 nm）。紅色LED分為代碼3（617-623 nm）和4（623-629 nm）。每個等級限制的公差為±1 nm。這種嚴格的控制有助於維持一致的顏色外觀，這對使用者介面設計很重要。

4. 機械與封裝資訊

4.1 外型尺寸與極性

此LED符合標準T-1（3mm）圓形插件式封裝。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸單位為mm（英吋），一般公差為±0.25mm；法蘭下方樹脂最大凸出量為1.0mm；引腳間距在引腳從封裝伸出處測量。較長的引腳通常表示陽極（+）。設計師必須參考詳細的尺寸圖（規格書中隱含）以確定精確的PCB孔距與放置位置。

4.2 包裝規格

LED以業界標準包裝供應：每防靜電包裝袋裝有500、200或100件。十個包裝袋裝入一個內箱（總計5,000件）。八個內箱裝入一個主外運紙箱（總計40,000件）。規格書註明，在每個出貨批次中，僅最終包裝可能不是完整包裝。

5. 組裝、處理與應用指南

正確的處理對於可靠性至關重要。本節將規格書中的注意事項轉化為可執行的設計與製造建議。

5.1 儲存與清潔

若需在原始包裝外長期儲存，請存放於帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。建議的儲存條件為≤30°C且相對濕度≤70%。如需清潔，請使用異丙醇等酒精類溶劑。

5.2 引腳成型與PCB組裝

在距離LED透鏡基座至少3mm處彎折引腳。請勿將LED本體作為支點。引腳成型應在焊接前且於室溫下進行。在PCB插入過程中，使用所需的最小壓接力，以避免對環氧樹脂透鏡或內部打線施加機械應力。

5.3 焊接製程

保持透鏡基座到焊點的最小距離為2mm。切勿將透鏡浸入焊料中。在LED處於高溫的焊接過程中，避免對引腳施加外部應力。建議條件：

• 烙鐵焊接：最高350°C，每引腳最多3秒（僅限一次）。
• 波峰焊接：預熱最高100°C，最多60秒；焊波最高260°C，最多5秒。確保浸入位置不低於透鏡基座2mm。
• 關鍵注意：紅外線迴焊焊接不適用於此插件式LED產品。過高的熱量將損壞環氧樹脂透鏡。

5.4 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。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（電路A）。不建議為多個並聯的LED使用單一電阻（電路B），因為個別LED之間順向電壓（Vf）特性的微小差異將導致電流分配及亮度的顯著不同。典型的驅動電流為15-20 mA直流。

5.5 靜電放電（ESD）防護

LED易受靜電損壞。預防措施包括：使用接地腕帶和防靜電手套；確保所有設備、工作台和儲物架妥善接地；使用離子風扇中和處理過程中可能在塑膠透鏡上積累的靜電荷。ESD安全區域的檢查清單應包含人員培訓與認證的驗證。

6. 應用備註與設計考量

6.1 典型應用情境

雙色功能非常適合雙狀態指示。常見的實現方式包括：電源狀態（綠=開啟，紅=關閉/待機）、電池狀態（綠=已充電/良好，紅=充電中/低電量）、系統故障（綠=正常，紅=錯誤/警報），以及通訊活動（綠=連線，紅=資料傳輸/接收）。高強度使其適合在中等亮度的環境光條件下使用。

6.2 電路設計範例

從微控制器GPIO引腳驅動單一顏色（假設電源5V，Vf_綠=3.1V，Vf_紅=2.1V，期望If=15mA）：
綠色：R = (Vcc - Vf_綠) / If = (5 - 3.1) / 0.015 ≈ 127 Ω（使用130 Ω）。電阻額定功率：P = I²R = (0.015)² * 130 = 0.029W（標準1/8W或1/10W電阻即足夠）。
紅色：R = (5 - 2.1) / 0.015 ≈ 193 Ω（使用200 Ω）。
若從不同引腳驅動兩種顏色，則需要兩個獨立的電阻。如果驅動電路可能進入高阻抗或負電壓狀態，可使用串聯二極體或電晶體來防止逆向電壓。

6.3 熱管理考量

雖然功率消耗低，但為了長期可靠性，仍需考量在最大電流（20mA）和最高接面溫度下的連續運作。如果LED被封閉，請確保有足夠的氣流。最大引腳焊接溫度（260°C）也可作為LED本體在運作中應承受的最高溫度的參考指南，此溫度遠高於規定的85°C環境溫度。

7. 技術比較與定位

與單色T-1 LED相比，LTL1DETGELJ的主要優勢在於減少元件數量，並簡化了雙指示需求的組裝。相較於表面黏著雙色LED，它提供了更簡單的手動原型製作與維修、更高的每封裝潛在電流處理能力（由於引線框架），以及因插件式安裝而在高振動環境中更高的穩固性。其關鍵差異化優勢在於將相對較高的發光強度（特別是綠色）與插件式T-1外型規格的可靠性及簡便性相結合。

8. 常見問題（FAQ）

8.1 我可以同時驅動紅色和綠色LED來產生黃色/橙色嗎？

不行，此特定雙色LED封裝設計用於紅色與綠色晶片的互斥操作。規格書中未指定同時驅動兩者，這可能導致不可預測的顏色混合、電流分配不均以及潛在的過熱問題，因為它們共享熱路徑。如需真正的琥珀色或黃色指示，應選擇該波長的專用單色LED。

8.2 為什麼紅色和綠色晶片的順向電壓差異如此之大？

此差異源於基礎的半導體材料。紅色晶片使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵），其能隙較低，因此順向電壓較低（約2.1V）。綠色晶片使用InGaN（氮化銦鎵），其能隙較高，需要更高的順向電壓（約3.1V）以達到相同電流。這是物理特性，而非製造差異。

8.3 此LED的預期壽命為何？

雖然規格書未指定正式的L70/B50壽命（流明維持率降至70%的小時數），但此結構的典型指示LED，若在其絕對最大額定值（特別是電流與溫度）內運作，其運作壽命可超過50,000小時。壽命主要因在高接面溫度或高驅動電流下運作而縮短。

8.4 訂購時應如何解讀分級代碼？

為了確保應用中的顏色與亮度一致性，您在下訂單時應同時指定發光強度分級代碼（例如，綠色RS）和主波長分級代碼（例如，綠色1）。例如，要求綠色分級RS-1將針對強度在1500-2500 mcd之間且主波長在516-522 nm之間的LED。請諮詢元件供應商以了解特定分級組合的供應情況。