T-1 3/4 雙色LED燈珠規格書 - 5.0mm直徑 - 紅光2.4V / 綠光2.6V - 75mW功率

1. 產品概述

本文件詳述一款採用標準T-1 3/4封裝的插件式雙色LED燈珠規格。此元件將紅光與綠光發光晶片整合於單一透明環氧樹脂透鏡內，可從單一元件產生兩種不同顏色。其設計適用於廣泛電子設備中的一般指示燈應用。

此LED的核心優勢包括符合無鉛（Pb-Free）與RoHS環保標準，確保其適用於現代製造需求。匹配的紅光與綠光晶片經過挑選，以提供均勻的光輸出特性。此外，固態設計帶來長使用壽命與低功耗，有助於實現節能且可靠的系統設計。

目標市場涵蓋辦公室自動化設備、通訊裝置、家用電器及其他需要清晰可靠狀態指示的消費性電子產品應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

元件特性是在環境溫度（T_A）為25°C下定義。絕對最大額定值定義了可能導致永久損壞的極限值。紅光與綠光晶片的功耗額定值均為75 mW。適用於脈衝條件（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）的峰值順向電流為90 mA。每個晶片的最大連續順向電流為30 mA。從50°C開始，適用0.57 mA/°C的線性降額因子，意即允許的連續電流會隨溫度升高而降低，以防止過熱。

工作溫度範圍指定為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍為-55°C至+100°C，顯示其在各種環境條件下均具備穩健性能。在組裝方面，若焊接點距離LED本體至少2.0 mm，其引腳可承受260°C下最多5秒的焊接。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數是在T_A=25°C且順向電流（I_F）為20 mA的標準測試條件下量測。

發光強度（I_v）：光輸出被分級歸類。對於紅光與綠光晶片，典型發光強度均為880 mcd，最小值從520 mcd起，最大值可達1500 mcd。分級界限的容差為±15%。發光強度是使用近似於明視覺（CIE）人眼反應曲線的感測器-濾光片組合進行量測。

視角（2θ_1/2）：視角定義為強度降至軸向值一半時的全角，兩種顏色均為30度。這表示光束相對集中，適合直接觀看。

波長特性：

- 峰值發射波長（λ_p）：紅光：650 nm，綠光：565 nm。此為光譜功率分佈最高的波長。

- 主波長（λ_d）：紅光：634-644 nm（典型值639 nm），綠光：565-578 nm（典型值569 nm）。此為人眼感知的單一波長，源自CIE色度圖。

- 光譜線半寬度（Δλ）：紅光：20 nm，綠光：30 nm。此參數描述發射光的光譜純度或寬度。

電氣參數：

- 順向電壓（V_F）：紅光：2.0-2.4 V（典型值2.4 V），綠光：2.1-2.6 V（典型值2.6 V）。

- 逆向電流（I_R）：在逆向電壓（V_R）為5V時，最大值為100 μA。必須注意，此元件並非設計用於逆向操作；此測試條件僅用於特性描述。

3. 分級系統說明

LED的發光強度被分級歸類，以確保應用中的一致性。紅光與綠光晶片的分級方式相同。

• 分級代碼 M：520 mcd（最小值）至 680 mcd（最大值）
• 分級代碼 N：680 mcd（最小值）至 880 mcd（最大值）
• 分級代碼 P：880 mcd（最小值）至 1150 mcd（最大值）
• 分級代碼 Q：1150 mcd（最小值）至 1500 mcd（最大值）

完整元件由兩個代碼組合指定：X-X（紅光發光強度 – 綠光發光強度）。例如，標記為"N-P"的零件，其紅光晶片來自分級N（680-880 mcd），綠光晶片來自分級P（880-1150 mcd）。每個分級界限的容差為±15%。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定的圖形數據（例如，圖1為光譜分佈，圖5為視角），但典型曲線將說明對設計至關重要的以下關係：

I-V曲線：顯示順向電流（I_F）與順向電壓（V_F）之間的關係。對於LED而言，這是一條指數曲線。在20mA下指定的V_F提供了一個關鍵工作點。設計師必須使用串聯限流電阻來設定工作電流，如推薦驅動電路所示。

發光強度 vs. 順向電流：在工作範圍內，光輸出通常與順向電流成正比。在超過絕對最大額定值下操作可能導致加速劣化或故障。

發光強度 vs. 環境溫度：LED的光輸出通常會隨著接面溫度升高而降低。順向電流的降額規格直接與管理此熱效應相關，以維持性能與可靠性。

光譜分佈：峰值發射波長（λ_p）的圖表顯示了不同波長下的相對光強度，確認了主色與光譜寬度。

5. 機械與封裝資訊

LED封裝於T-1 3/4封裝中，對應標準5.0 mm直徑圓形透鏡。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，一般公差為±0.25mm。
• 凸緣下方的樹脂可能最多凸出1.0mm。
• 引腳間距是在引腳離開封裝本體處量測。
• 極性通常由較長的引腳表示陽極（+），和/或在靠近陰極（-）引腳的透鏡邊緣處有一個平面標記來指示。雙色功能的具體接腳配置（共陽極或共陰極）必須從完整規格書中引用的封裝圖面確認。

6. 焊接與組裝指南

正確的操作對於可靠性至關重要。

儲存：LED應儲存在不超過30°C且相對濕度70%的環境中。若從原防潮袋中取出，應在三個月內使用。如需更長時間儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。

清潔：若需清潔，僅使用酒精類溶劑，如異丙醇。

引腳成型：彎曲必須在室溫下、焊接前進行。彎曲處應距離LED透鏡基座至少3mm。請勿使用封裝本體作為支點。

PCB組裝：施加最小的夾緊力，以避免對引腳造成機械應力。

焊接：

- 保持透鏡基座與焊接點之間至少有2mm的間距。

- 切勿將透鏡浸入焊料中。

- 在高溫焊接過程中避免對引腳施加應力。

- 推薦條件：

  * 烙鐵焊接：最高350°C，最多3秒（僅限一次）。

  * 波峰焊接：預熱≤100°C，≤60秒；焊波≤260°C，≤5秒。

- 重要：紅外迴流焊接不適用於此插件式LED。過高的熱量或時間可能導致透鏡變形或災難性故障。

7. 包裝與訂購資訊

標準包裝流程如下：

- 每防靜電包裝袋裝500或200件。

- 10個包裝袋放入一個內箱（總計5,000件）。

- 8個內箱裝入一個外箱（總計40,000件）。

此元件的特定料號為LTL30EKDKGK。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此雙色LED非常適合用於多狀態指示燈。常見用途包括電源/待機指示燈（紅/綠）、故障/正常狀態燈、消費性電子產品上的模式選擇指示燈，以及工業控制設備的面板指示燈。其插件式設計使其適用於原型板和使用傳統PCB組裝的產品。

8.2 設計考量

驅動電路：LED是電流驅動裝置。為確保亮度均勻，特別是在並聯多個LED時，強烈建議為每個LED串聯一個專用的限流電阻（電路模型A）。不建議使用單一電阻驅動多個並聯的LED（電路模型B），因為各個LED的順向電壓（V_F）存在差異，可能導致電流及亮度的顯著不同。

靜電防護：LED對靜電放電（ESD）敏感。在操作與組裝過程中必須採取預防措施：

- 使用接地腕帶或防靜電手套。

- 確保所有設備、工作站和儲物架妥善接地。

- 使用離子風扇中和工作區域的靜電荷。

熱管理：遵守功耗與電流降額規格。確保PCB上有足夠的間距，並考慮工作環境，以防止LED接面溫度超過安全限制，從而保持光輸出與使用壽命。

9. 技術比較與差異化

與單色LED相比，此雙色元件將兩種功能整合於單一封裝中，節省了電路板空間並簡化了組裝。紅光與綠光晶片均採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）技術，相較於GaAsP等舊技術具有優勢，包括更高效率、更好的溫度穩定性以及更一致的色彩純度。匹配的晶片性能確保了在相同驅動條件下，紅光與綠光輸出能良好平衡。T-1 3/4封裝是業界標準尺寸，確保了與現有PCB佈局和面板開孔的廣泛相容性。

10. 常見問題解答

Q1：我可以同時驅動紅光和綠光晶片來產生黃/橙色光嗎？

A1：本規格書未指定同時操作的特性。通過驅動兩個晶片來混合顏色需要精確的電流控制以達到預期色調，並且會因個別LED的差異而有所不同。對於專用的多色或混色應用，具有特定混色規格的專用RGB LED或三色LED會更為合適。

Q2：峰值波長與主波長有何不同？

A2：峰值波長（λ_p）是LED發射最多光功率的物理波長。主波長（λ_d）是基於人眼色彩感知（CIE圖表）的計算值，代表我們看到的"純"色。對於此類單色LED，兩者接近但不完全相同；λ_d是更相關的色彩規格參數。

Q3：即使我的電源電壓與LED的V_F?

匹配，為何仍需要串聯電阻？_FA3：V_F是一個具有範圍的典型值。由於LED的指數型I-V曲線，電壓的微小變化會導致電流的大幅變化。串聯電阻使電流對電源電壓和V

的變化敏感度大大降低，從而提供穩定且安全的操作。

Q4：我可以將此LED用於汽車內飾照明嗎？

A4：本規格書說明此LED用於"普通電子設備"。需要極高可靠性的應用，如汽車、航空或醫療設備，需要諮詢製造商，並可能需要符合特定汽車級標準（例如AEC-Q102）的產品。此標準產品可能不適用。

11. 實務設計案例研究情境：

為電源供應器設計一個雙狀態指示燈。綠光表示"電源開啟/輸出正常"，紅光表示"故障/過載"。

1. 實作：電路設計：

2. 使用共陰極配置（從封裝圖面確認）。將兩個陽極（紅光和綠光）通過各自的限流電阻連接到微控制器GPIO引腳或邏輯電路。共陰極連接到地。電阻計算：_CC假設電源電壓（V_F）為5V，目標I_F= 20mA，以及典型V

為2.4V（紅光）和2.6V（綠光）。_{- R}紅光_CC= (V_{- V}F_red_F) / I

= (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω。使用標準130 Ω或150 Ω電阻。_{- R}綠光

3. = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。使用標準120 Ω電阻。PCB佈局：

4. 將LED放置於前面板。確保引腳孔位符合指定的引腳間距。遠離其他發熱元件，以避免對LED性能產生熱影響。軟體/邏輯：

確保驅動邏輯在不需要時，防止兩個LED同時持續點亮，以管理功耗。

12. 工作原理簡介

發光二極體（LED）是一種通過電致發光發光的半導體元件。當順向電壓施加於p-n接面時，來自n型材料的電子在主動區與來自p型材料的電洞復合。此復合過程以光子（光）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。在此元件中，紅光與綠光晶片均使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵），不同的材料組成產生了紅光（約650 nm）和綠光（約565 nm）發射所需的不同能隙。

13. 技術趨勢

- LED產業持續朝著更高效率、更強可靠性和更廣泛應用的方向發展。對於此類指示燈型LED，趨勢包括：微型化：

- 開發更小的封裝尺寸（例如3mm、2mm、1.6mm），同時保持或提高光輸出。性能提升：

- AlInGaP和InGaN（用於藍/綠/白光）材料的持續改進帶來更高的發光效率（每瓦更多光）。整合化：

- 多晶片封裝（RGB、雙色、三色）的採用增加，甚至出現整合控制器（IC）的LED，用於智慧照明應用。穩健性：

改進的封裝材料與設計，以增強對濕氣、熱循環和機械應力的抵抗力，擴展至更嚴苛的環境。儘管插件式LED在許多應用中仍然至關重要，但表面黏著元件（SMD）LED因其適合自動化取放組裝、更小的佔位面積和更低的高度，主導著新的設計。