LTL-R14FGFAJR3HKP 雙色直插式LED燈規格書 - 尺寸5.0x2.5x2.0mm - 電壓2.6V - 功率0.052W - 黃綠/橙色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明 LTL-R14FGFAJR3HKP 的技術規格，這是一款直插式安裝的雙色LED燈。此元件設計為電路板指示燈，採用黑色塑膠直角支架（外殼）整合LED光源。此設計便於組裝至印刷電路板上，並提供適用於各種視角與陣列佈局的配置。

1.1 核心特點與優勢

• 易於組裝：設計針對簡潔高效的電路板組裝製程進行優化。
• 增強對比度：黑色外殼材料提升了點亮指示燈相對於背景的對比度。
• 固態可靠性：採用固態光源技術，相較於傳統燈泡，具有更長壽命與更佳的抗衝擊性。
• 能源效率：提供低功耗與高發光效率。
• 環保合規：此為無鉛產品，符合RoHS（有害物質限制）指令。
• 光源：內含雙色AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片，在白色擴散透鏡下提供約569nm的黃綠光與約605nm的橙光。

1.2 目標應用

此LED燈適用於廣泛的電子設備與指示燈應用，包括但不限於：

• 通訊設備
• 電腦系統與周邊設備
• 消費性電子產品
• 工業控制與儀表板

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

以下額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不保證在此條件下操作。

• 功耗（P_D）：52 mW（適用於兩種顏色）
• 峰值順向電流（I_FP）：60 mA（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10μs）
• 直流順向電流（I_F）：20 mA
• 工作溫度範圍（T_opr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-45°C 至 +100°C
• 引腳焊接溫度：最高260°C，持續5秒，測量點距離元件本體2.0mm（0.079"）。

2.2 電氣與光學特性

除非另有說明，這些參數是在環境溫度（T_A）為25°C且測試順向電流（I_F）為10mA下指定的。

• 發光強度（I_v）：黃綠光與橙光的典型值均為38 mcd，範圍從14 mcd（最小）到65 mcd（最大）。對保證的強度值適用±30%的測試公差。
• 視角（2θ_1/2）：約110度，定義為發光強度降至軸向值一半時的離軸角度。
• 峰值發射波長（λ_P）：黃綠光：574 nm（典型值）。橙光：611 nm（典型值）。
• 主波長（λ_d）：黃綠光：568 nm（典型值，範圍563-570 nm）。橙光：605 nm（典型值，範圍598-613 nm）。這是人眼感知並定義顏色的單一波長。
• 譜線半寬度（Δλ）：黃綠光：15 nm（典型值）。橙光：17 nm（典型值）。這表示發射光的光譜純度。
• 順向電壓（V_F）：兩種顏色的典型值均為2.1V，在I_F= 10mA時最大值為2.6V。
• 逆向電流（I_R）：當施加5V逆向電壓（V_R）時，兩種顏色的最大值均為10 μA。重要備註：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

LED根據關鍵光學參數進行分類（分級），以確保應用中的一致性。分級表提供了參考範圍。

3.1 發光強度分級

當在I_F= 10mA下測量時，黃綠光與橙光LED均分為三個強度級別（AB、CD、EF）。

• 級別 AB：14 mcd（最小）至 23 mcd（最大）
• 級別 CD：23 mcd（最小）至 38 mcd（最大）
• 級別 EF：38 mcd（最小）至 65 mcd（最大）
• 公差：每個級別的限制值適用±30%公差。

3.2 主波長分級

LED也根據其主波長進行分級，以控制顏色一致性。

• 黃綠光：
  • 級別 5：563.0 nm 至 567.0 nm
  • 級別 6：567.0 nm 至 570.0 nm
• 橙光：
  • 級別 3：598.0 nm 至 605.0 nm
  • 級別 4：605.0 nm 至 613.0 nm
• 公差：每個波長級別的限制值適用±1 nm公差。

4. 性能曲線分析

典型性能曲線說明了關鍵參數之間的關係。這些對於設計模擬與理解非標準條件下的元件行為至關重要。

• 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：顯示指數關係，對於設計限流電路至關重要。
• 順向電流 vs. 發光強度：展示光輸出如何隨電流增加而增加，直至達到最大額定限制。
• 環境溫度 vs. 相對發光強度：說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降，這是熱管理的關鍵考量。
• 光譜分佈：繪製相對輻射功率與波長的關係圖，顯示峰值波長、主波長與光譜寬度。
• 視角圖案：描繪發光強度空間分佈的極座標圖。

備註：這些曲線的具體圖形數據應參考原始規格書以進行精確的數值設計。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外型尺寸

此元件採用直角直插式封裝。關鍵尺寸備註包括：

• 所有主要尺寸單位為毫米（括號內為英吋）。
• 除非另有規定，標準公差為±0.25mm（0.010"）。
• 支架/外殼由符合UL 94V-0阻燃等級的黑色塑膠製成。
• 封裝內含三個LED晶片（LED1~LED3），為黃綠/橙色雙色類型，配有白色擴散透鏡。

備註：包含具體測量值（例如引腳間距、本體高度等）的確切尺寸圖必須從原始規格書的詳細外型圖中取得。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存與處理

• 儲存：建議儲存條件為≤30°C且相對濕度≤70%。從原始包裝中取出的LED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：如有必要清潔，請使用異丙醇等酒精類溶劑。

6.2 引腳成型與PCB組裝

• 在距離LED透鏡基座至少3mm處彎曲引腳。請勿將透鏡基座作為支點。
• 所有引腳成型應在室溫下進行，且在焊接製程之前完成。
• 在插入PCB時，施加最小的夾緊力，以避免對元件施加過度的機械應力。

6.3 焊接製程

保持從透鏡/支架基座到焊點的最小距離為2mm。避免將透鏡/支架浸入焊料中。

• 手工焊接（烙鐵）：最高溫度350°C，最多持續3秒，僅限一次。
• 波峰焊接：
  • 預熱：最高120°C，最多100秒。
  • 焊波：最高260°C，最多5秒。
  • 請勿將元件浸入低於環氧樹脂燈泡基座2mm以下的位置。
• 迴流焊接溫度曲線（參考）：
  • 預熱/均溫：150°C至200°C，最多100秒。
  • 液相線以上時間（T_L=217°C）：60至90秒。
  • 峰值溫度（T_P）：最高250°C。
  • 在指定分類溫度±5°C內的時間（T_C=245°C）：最多30秒。
  • 從25°C到峰值溫度的總時間：最多5分鐘。

警告：過高的焊接溫度或時間可能導致透鏡變形或造成LED災難性故障。

6.4 驅動方法

LED是電流驅動元件。為了確保多個LED並聯連接時亮度均勻，必須為每個LED使用獨立的限流電阻或專用的恆流驅動電路。不建議直接從電壓源驅動LED而不進行電流調節，這將導致性能不一致並可能因過流而損壞。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

此元件採用業界標準包裝供應，以利於自動化組裝並保護元件。包裝規格通常詳細說明：

• 載帶寬度、口袋尺寸與捲盤直徑。
• 每捲盤的元件數量。
• 包裝結構（例如，元件捲裝於彈藥包中，放入內盒，再放入外盒）。

備註：具體包裝細節（例如，捲盤尺寸、每包/每箱數量）在原始規格書的專用包裝規格章節中定義，並可能變更。

8. 應用備註與設計考量

8.1 建議應用範圍

此LED燈適用於室內外標誌以及標準電子設備中的一般指示燈應用。其雙色特性允許在單一元件佔位面積內實現狀態指示（例如，電源開啟/待機、模式選擇）。

8.2 設計考量

• 電流限制：務必使用串聯電阻或恆流驅動器。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F計算電阻值，其中V_F為規格書中的最大順向電壓（2.6V），以確保在所有條件下安全操作。
• 熱管理：儘管功耗較低，但將LED接面維持在其指定的溫度範圍內可確保長期可靠性與穩定的光輸出。避免將LED放置在靠近其他發熱元件的位置。
• 逆向電壓保護：由於此元件並非設計用於逆向偏壓，請確保電路設計防止在LED兩端施加任何逆向電壓。
• 光學設計：110度的視角與白色擴散透鏡提供了寬廣、均勻照明的外觀，適用於面板指示燈。

9. 技術比較與差異化

雖然直接比較需要特定的競爭對手數據，但根據其規格書，此元件的關鍵差異化特點包括：

• 單一封裝雙色：將兩種不同顏色（黃綠光與橙光）整合到一個標準直插式封裝中，相較於使用兩個獨立的單色LED，節省了PCB空間。
• 直角支架設計：整合的黑色直角外殼簡化了組裝，並提供內建的對比度增強功能，在許多應用中無需單獨的光導管或間隔件。
• AlInGaP技術：兩種顏色均使用AlInGaP晶片，通常為這些特定波長提供高發光效率與良好的溫度穩定性。
• 詳細分級：為每種顏色提供獨立的強度與主波長分級，允許在關鍵應用中實現更嚴格的顏色與亮度匹配。

10. 常見問題（基於技術參數）

1. 問：峰值波長與主波長有何不同？
   答：峰值波長（λ_P）是發射光功率達到最大值時的波長。主波長（λ_d）是從色度座標推導出來的，代表與人眼感知顏色最匹配的單一波長。設計師通常使用主波長進行顏色規格定義。
2. 問：我可以像許多標準LED一樣以20mA驅動此LED嗎？
   答：直流順向電流的絕對最大額定值為20mA。然而，電氣/光學特性是在10mA下指定的。為了可靠的長期操作並保持在52mW的功耗限制內，建議設計順向電流為10mA或更低，如同規格數據所使用的。
3. 問：為什麼發光強度分級限制有±30%的公差？
   答：這是為了考慮生產測試期間測量系統的變異性。這意味著在最小分級限制（例如14 mcd）下測試的元件，在不同的校準系統上測量值可能介於約9.8 mcd至18.2 mcd之間。設計師應使用分級中的最小值進行最壞情況的亮度計算。
4. 問：如何實現不同的顏色？
   答：雙色LED包含兩個不同的半導體晶片。對一組引腳施加順向電流將點亮黃綠光晶片。對另一組引腳（具有正確極性）施加順向電流將點亮橙光晶片。電路必須設計為控制電流通過適當的晶片。
5. 問：是否需要散熱片？
   答：考慮到低功耗（最大52mW），在指定的工作溫度範圍內，大多數應用通常不需要專用的散熱片。適當的PCB佈局並避免密閉、不通風的空間通常就足夠了。

11. 實際應用範例

• 網路路由器狀態面板：使用黃綠光LED指示電源開啟/活動中，使用橙光LED指示待機/數據活動。直角設計允許光線側向導出，以實現最佳的面板可見度。
• 工業控制箱：在控制板上將此LED實現為多狀態指示燈。例如，恆亮黃綠光表示系統正常，閃爍橙光表示警告，交替顏色表示特定故障代碼。
• 消費性音訊設備：利用雙色功能，在前置顯示器上使用單一元件佔位面積顯示輸入源選擇（例如，橙光表示AUX，黃綠光表示藍牙）。

12. 工作原理

發光二極體是通過電致發光發光的半導體元件。當順向電壓施加在半導體材料（此處為AlInGaP）的p-n接面時，電子與電洞在元件內復合，以光子的形式釋放能量。發射光的特定波長（顏色）由半導體材料的能隙能量決定。黃綠光與橙光是由AlInGaP合金的不同成分產生的，創造出具有對應於這些波長的獨特能隙能量的晶片。白色擴散透鏡封裝晶片，提供環境保護，並散射光線以創造更寬廣、更均勻的視角。

13. 技術趨勢

指示燈LED領域持續發展。雖然直插式封裝對於原型製作、維修與某些工業應用仍然至關重要，但由於其更小的尺寸與更低的剖面高度，業界明顯趨向於表面黏著元件封裝以進行大批量自動化組裝。此外，半導體材料的進步，例如開發出更高效、顏色更穩定的螢光粉轉換LED，持續擴大可用的色域並改善所有LED類型（包括指示燈）的性能。如本雙色元件所示，將多種顏色與功能整合到單一封裝中，是對電子產品上更高元件密度與更複雜使用者介面需求的回應。