雙色LED指示燈技術規格書 - 插件式 - 黃/綠 - 590nm/525nm - 20mA - 52mW/76mW

1. 產品概述

本文件詳述一款雙色插件式LED指示燈的規格。此元件設計為電路板指示燈(CBI)，採用黑色塑膠直角支架封裝，便於PCB組裝。它在單一T-1型封裝內整合了兩顆不同的LED晶片，並配備白色擴散透鏡。

1.1 核心特點

• 雙色光源：結合了用於黃光發射(590nm)的AlInGaP晶片與用於綠光發射(525nm)的InGaN晶片。
• 增強對比度：黑色外殼材料提升了指示燈點亮時的視覺對比度。
• 高效設計：具有低功耗與高發光效率的特性。
• 環保合規：此為符合RoHS指令的無鉛產品。
• 靈活安裝：直角支架可堆疊，並便於直接組裝到印刷電路板上。

1.2 目標應用

此LED指示燈適用於廣泛需要狀態或指示功能的電子設備。主要應用領域包括電腦系統、通訊裝置、消費性電子產品及工業設備。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

所有額定值均在環境溫度(TA)為25°C下指定。超出這些限制可能導致永久性損壞。

• 功率耗散(PD)：黃光：最大52 mW；綠光：最大76 mW。此參數定義了LED能安全以熱能形式耗散的最大功率。
• 順向電流：兩種顏色的連續直流順向電流額定值均為20 mA。在脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10µs），允許60 mA的峰值順向電流。
• 溫度範圍：操作：-30°C 至 +85°C；儲存：-40°C 至 +100°C。
• 焊接溫度：引腳可承受260°C最長5秒，測量點距離LED本體2.0mm。

2.2 電氣與光學特性

典型性能是在TA=25°C、順向電流(IF)為10mA下測量，除非另有說明。

• 發光強度(Iv)：關鍵性能指標。黃光：85 mcd（典型值），範圍38-180 mcd。綠光：240 mcd（典型值），範圍110-520 mcd。請注意測試包含±30%的容差。
• 視角(2θ1/2)：兩種顏色均約為140度，表示具有適合指示燈用途的寬廣、擴散光型。
• 波長：黃光峰值(λP)：590 nm；主波長(λd)：585-595 nm。綠光峰值(λP)：517 nm；主波長(λd)：520-532 nm。黃光的光譜半寬(Δλ)為20 nm，綠光為35 nm。
• 順向電壓(VF)：黃光：2.1V（典型值），範圍1.6-2.6V。綠光：3.2V（典型值），範圍2.4-3.4V。差異源於所使用的半導體材料。
• 逆向電流(IR)：在逆向電壓(VR)為5V時，最大10 µA。此元件並非設計用於逆向偏壓操作。

3. 分級系統說明

LED根據關鍵光學參數進行分類（分級），以確保生產批次內的一致性。分級表提供了參考範圍。

3.1 發光強度分級

黃光和綠光LED根據其在10mA下測量的發光強度使用獨立的分級代碼。

• 黃光分級：BC (38-65 mcd), DE (65-110 mcd), FG (110-180 mcd)。
• 綠光分級：FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd)。
• 每個分級界限的容差為±15%。

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。

• 黃光波長分級：代碼1 (585-590 nm), 代碼2 (590-595 nm)。
• 綠光波長分級：代碼G10 (520-526 nm), 代碼G11 (526-532 nm)。
• 每個分級界限的容差為±2 nm。

4. 性能曲線分析

規格書參考了對設計至關重要的典型特性曲線。雖然具體圖表未在此重現，但通常包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在效率下降前呈近線性關係。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的I-V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：展示光輸出的負溫度係數；強度隨接面溫度升高而降低。
• 光譜分佈：顯示相對輻射功率與波長關係的圖表，突顯峰值波長和主波長。

5. 機械與包裝資訊

5.1 外型尺寸

此元件採用標準T-1 (3mm)燈泡外型，安裝在黑色塑膠直角支架中。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米（附英制等效值）。
• 標準公差為±0.25mm，除非另有指定。
• 外殼由黑色塑膠製成。
• 單元內含三個LED位置(LED1~3)，每個位置均有一個黃/綠雙色晶片和白色擴散透鏡。

5.2 極性識別

對於插件式LED，陰極通常透過透鏡上的平面、較短的引腳或支架上的其他標記來識別。具體識別方法應從尺寸圖中確認。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存條件

為獲得最佳保存期限，請將LED儲存在不超過30°C和70%相對濕度的環境中。若從原防潮袋中取出，請在三個月內使用。如需更長時間儲存，請使用帶乾燥劑的密封容器或氮氣環境。

6.2 引腳成型

如需彎折引腳，請在焊接前且於常溫下進行。彎折處必須距離LED透鏡基座至少3mm。請勿以LED本體作為支點。插入PCB時施加最小力道以避免應力。

6.3 焊接製程

關鍵規則：保持透鏡/支架基座到焊點之間至少有2mm的間距。切勿將透鏡/支架浸入焊料中。

• 手工焊接（烙鐵）：最高溫度350°C，每引腳最長時間3秒（僅限一次）。
• 波峰焊接：預熱最高120°C，最長100秒。焊波最高260°C，最長5秒。確保PCB設計能使焊波不接觸到透鏡基座2mm範圍內。
• 不建議：紅外迴流焊接不適用於此插件式產品。

警告：過高的溫度或時間可能導致透鏡變形或造成LED災難性故障。

6.4 清潔

如需清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。

7. 包裝與訂購資訊

包裝規格詳細說明了LED的供應方式，通常為自動化組裝用的帶裝捲盤或散裝管裝。具體的捲盤尺寸、口袋間距和方向在相關的包裝圖中定義。料號LTL14FTGSGAJ3H273Y編碼了特定屬性，如顏色、強度分級和波長分級。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此LED非常適合用於各種電子設備中的狀態指示燈、電源指示燈和信號燈，適用於室內、室外標誌及一般電子設備。

8.2 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為了確保驅動多顆LED（尤其是並聯時）亮度均勻，強烈建議為每顆LED串聯一個獨立的限流電阻（電路模型A）。不建議直接從電壓源並聯驅動多顆LED（電路模型B），因為順向電壓(VF)的微小差異將導致電流及亮度的顯著不同。

8.3 靜電放電(ESD)防護

LED易受靜電放電或電源突波損壞。在組裝和處理過程中必須遵守標準的ESD防護措施，包括使用接地工作站和手腕帶。

9. 技術比較與差異化

此產品的主要差異在於其將雙色功能整合於單一、易於組裝的插件式封裝內。與使用兩顆獨立的單色LED相比，它節省了PCB空間並簡化了組裝。寬視角和擴散透鏡提供了全方位的可見性。特定的分級系統允許設計師根據所需的亮度和色點選擇零件，從而在終端產品中實現更好的一致性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以讓此LED持續在其最大直流電流20mA下工作嗎？

答：可以，但您必須確保功率耗散(VF * IF)不超過額定的52 mW（黃光）或76 mW（綠光），且環境溫度在操作範圍內。若要在最大電流下連續工作，建議有足夠的PCB佈局以利散熱。

問：為什麼黃光和綠光晶片的典型順向電壓不同？

答：差異源於半導體材料的能隙能量。AlInGaP（黃光）的能隙比InGaN（綠光）低，導致相同電流下順向電壓較低。

問：發光強度上的±30%測試容差是什麼意思？

答：這意味著用於驗證規格的測量Iv值具有±30%的固有儀器容差。實際LED輸出在表中所述的Min-Max範圍內，而測試設備的精度解釋了這個額外的容差帶。

問：需要散熱片嗎？

答：對於在10-20mA下的典型指示燈用途，不需要專用散熱片。功率耗散低，且引腳提供了足夠的熱路徑到PCB。若要在絕對最大額定值下達到最高可靠性，可考慮將PCB銅箔面積作為散熱片。

11. 實務設計與使用案例

情境：為網路路由器設計一個多狀態指示燈面板，使用單一元件類型實現電源（綠）、活動（閃爍綠）和故障（黃）指示燈。

實作：使用三顆此雙色LED。驅動每顆LED的綠光晶片用於電源和活動狀態。驅動第三顆LED的黃光晶片用於故障狀態。透過使用通用元件，簡化了庫存管理。寬視角確保從各個角度都能看見。設計師將根據所需亮度選擇適當的強度分級（例如，綠光用KL級，黃光用FG級），並為每個被驅動的LED晶片使用獨立的串聯電阻，以確保所有單元間的電流和亮度一致。

12. 工作原理簡介

發光二極體(LED)是一種半導體p-n接面元件，透過電致發光原理發光。當施加順向電壓時，電子和電洞在主動區複合，以光子的形式釋放能量。發射光的顏色（波長）由半導體材料的能隙能量決定。此元件包含兩個獨立的半導體晶片：一個用於黃光的AlInGaP晶片和一個用於綠光的InGaN晶片，封裝在一起。對相應的陽極/陰極對施加電流，可一次啟動一種顏色。

13. 技術趨勢

指示燈LED的總體趨勢持續朝向更高效率、更低功耗和更廣色域發展。雖然插件式封裝在需要手動組裝或在惡劣環境中要求高可靠性的某些應用中仍然相關，但整個產業正轉向表面黏著元件(SMD)封裝，以實現自動化組裝、小型化和更好的熱管理。螢光粉技術和晶片設計的進步也使得現代LED產品能夠實現更飽和的顏色和更嚴格的顏色一致性（更小的分級範圍）。