LTL-R42TBN4D2H229 藍光LED燈規格書 - 插件式 - 20mA - 3.8V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTL-R42TBN4D2H229 是一款專為印刷電路板（PCB）應用設計的插件式LED燈。它是電路板指示器（CBI）系列中的一個元件，採用黑色塑膠直角支架（外殼）與LED燈配對。此設計便於組裝，並可配置為堆疊或建立水平或垂直陣列。

1.1 核心優勢

• 組裝簡便：設計針對簡易的電路板組裝流程進行了優化。
• 增強對比度：黑色外殼材料提升了點亮指示器的視覺對比度。
• 材料合規性：產品具有低鹵素含量。
• 相容性：與積體電路（I.C.）相容，且電流需求低。
• 光學性能：燈具採用白色擴散透鏡，以實現均勻的光線外觀。
• 效率：提供低功耗與高發光效率。
• 光源：T-1尺寸的燈具採用氮化銦鎵（InGaN）半導體晶片，發射峰值波長約470nm的藍光。

1.2 目標應用

此LED適用於廣泛的電子設備，包括：

• 電腦系統與周邊設備
• 通訊裝置
• 消費性電子產品
• 工業設備與控制裝置

2. 技術參數深入解析

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極限。所有數值均在環境溫度（TA）25°C下指定。

• 功率耗散（Pd）：最大值117 mW。這是元件可安全以熱能形式耗散的總功率。
• 峰值順向電流（IFP）：最大值100 mA。此電流僅能在脈衝條件下施加（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 0.1ms）。
• 直流順向電流（IF）：最大值20 mA。這是建議的連續工作電流。
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。元件設計在此環境溫度範圍內運作。
• 儲存溫度範圍：-55°C 至 +100°C。元件在非運作狀態下可在此範圍內儲存。
• 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英吋）。此點對於波焊或手焊製程至關重要。

2.2 電氣與光學特性

這些是典型性能參數，測量條件為TA=25°C且IF=20mA，除非另有說明。

• 發光強度（Iv）：180 mcd（最小值），400 mcd（典型值），880 mcd（最大值）。這是感知光功率發射的度量。特定單元的實際Iv值由其分級代碼決定（見第4節）。這些分級極限適用±15%的測試公差。
• 視角（2θ1/2）：60度（典型值）。這是發光強度為中心軸測量值一半時的全角。
• 峰值發射波長（λP）：468 nm（典型值）。這是光譜發射最強的波長。
• 主波長（λd）：460 nm（最小值），470 nm（典型值），475 nm（最大值）。這是從CIE色度圖推導出來，最能代表光線感知顏色的單一波長。元件據此進行分級（見第4節）。
• 譜線半寬（Δλ）：25 nm（典型值）。這表示發射光的光譜純度或頻寬。
• 順向電壓（VF）：3.2 V（最小值），3.8 V（典型值）。這是在指定順向電流下，LED兩端的電壓降。
• 逆向電流（IR）：當施加5V逆向電壓（VR）時，最大值為10 μA。重要提示：此元件並非設計用於逆向偏壓下操作；此測試條件僅用於特性描述。

3. 分級系統說明

為確保應用中的一致性，LED根據關鍵光學參數進行分類（分級）。

3.1 發光強度分級

LED根據其在IF=20mA下測得的發光強度進行分級。分級代碼標示在包裝袋上。

• H：180 mcd 至 240 mcd
• J：240 mcd 至 310 mcd
• K：310 mcd 至 400 mcd
• L：400 mcd 至 520 mcd
• M：520 mcd 至 680 mcd
• N：680 mcd 至 880 mcd

註：每個分級極限的公差為±15%。

3.2 主波長（色調）分級

LED也根據其主波長進行分級，以控制顏色一致性。

• B07：460.0 nm 至 465.0 nm
• B08：465.0 nm 至 470.0 nm
• B09：470.0 nm 至 475.0 nm

註：每個分級極限的公差為±1 nm。

4. 性能曲線分析

規格書包含對設計工程師至關重要的典型特性曲線。

• 相對發光強度 vs. 順向電流：此曲線顯示光輸出如何隨驅動電流增加，通常在較高電流下呈現次線性關係。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：此曲線展示了熱淬滅效應，即光輸出隨著接面溫度上升而下降。理解此點對於高溫或高電流應用中的熱管理至關重要。
• 順向電壓 vs. 順向電流：這描繪了二極體的I-V特性，顯示了指數關係以及在建議的20mA電流下的典型工作電壓。
• 光譜分佈：顯示相對輻射功率隨波長變化的圖表，以468nm峰值為中心，並定義了半寬。

5. 機械與包裝資訊

5.1 外型尺寸

元件採用直角插件式設計。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸均以毫米提供，英吋單位置於括號內。
• 標準公差為±0.25mm（±0.010\"），除非另有指定。
• 外殼材料為黑色塑膠。
• LED燈（圖中的LED1和LED2）為藍色，配有白色擴散透鏡。

5.2 包裝規格

LED以捲帶包裝供應，便於自動化組裝。

• 載帶：由黑色導電聚苯乙烯合金製成，厚度0.50mm ±0.06mm。
• 捲盤：標準13英吋捲盤，包含350個元件。
• 紙箱包裝：
  • 2個捲盤（總計700個元件）與一張濕度指示卡和2個乾燥劑一同包裝在一個防潮袋（MBB）中。
  • 1個防潮袋包裝在1個內箱中。
  • 10個內箱（總計7,000個元件）包裝在1個外箱中。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存

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。若從原始防潮袋中取出，請在三個月內使用。若需在原始包裝外長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥箱。

6.2 清潔

若需清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。

6.3 引腳成型

若需彎曲引腳，請在距離LED透鏡基座至少3mm處進行。請勿以引線框架的基座作為支點。引腳成型必須在室溫下進行，且必須在焊接製程之前完成。之前焊接製程。

6.4 焊接製程

關鍵規則：保持從透鏡/支架基座到焊接點的最小距離為2mm。切勿將透鏡/支架浸入焊料中。

• 烙鐵：最高溫度350°C。每根引腳最大焊接時間3秒（僅限一次）。
• 波焊：
  • 預熱：最高120°C，持續時間最長100秒。
  • 焊錫波：最高260°C。
  • 焊接時間：最長5秒。
  • 浸錫位置：不低於環氧樹脂燈泡基座2mm。

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。在LED處於高溫狀態下焊接時，避免對引腳施加機械應力。

7. 應用設計考量

7.1 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為確保多個LED並聯連接時的亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個獨立的限流電阻（電路模型A）。避免將LED直接並聯而不使用獨立電阻（電路模型B），因為LED之間順向電壓（VF）特性的微小差異將導致顯著的電流不平衡，造成亮度不均，並可能使某些元件過電流。強烈建議使用個別的限流電阻與每個LED串聯（電路模型A）。避免將LED直接並聯而不使用個別電阻（電路模型B），因為LED之間順向電壓（VF）特性的微小差異將導致顯著的電流不平衡，造成亮度不均，並可能使某些元件過電流。

7.2 ESD（靜電放電）防護

此LED易受靜電放電或電源突波損壞。在處理和組裝過程中實施標準的ESD預防措施：

• 使用導電腕帶和接地工作台。
• 使用離子產生器來中和工作區域的靜電荷。
• 使用導電或防靜電包裝儲存和運輸元件。

8. 技術比較與趨勢

8.1 設計優勢

與表面黏著元件（SMD）相比，LTL-R42TBN4D2H229的插件式設計提供了穩固性與手動原型製作的便利性。整合的黑色直角支架提供了機械穩定性，提升了對比度，並簡化了狀態指示器的電路板佈局。針對強度和波長的分級系統，為需要視覺一致性的應用提供了可預測的性能，供設計師使用。

8.2 產業背景

儘管表面黏著技術（SMT）主導著大批量自動化生產，但像此類的插件式元件對於需要更高機械強度、小批量或維修情境下手動組裝更為簡便，以及處於顯著熱或機械應力環境中的應用，仍然至關重要。使用InGaN技術發射藍光代表了一種成熟可靠的半導體製程。包含詳細的焊接和處理指南，反映了產業在製造過程中對可靠性和良率的關注。

9. 常見問題（FAQ）

9.1 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長（λP）是LED發射最多光功率的單一波長。主波長（λd）是從CIE色度座標計算得出，代表光線的感知顏色。對於像藍光LED這樣的單色光源，兩者通常很接近，但λd是應用中色彩匹配的相關參數。

9.2 我可以用恆壓源驅動此LED嗎？

不建議這樣做。順向電壓（VF）具有公差且隨溫度變化。使用恆壓驅動可能導致電流大幅波動，從而影響亮度。請始終使用限流方法，例如與電壓源串聯的電阻或恆流驅動器。

9.3 為何指定了焊接的最小距離？

2mm的最小距離可防止過多的熱量沿引腳傳導，損壞內部的半導體晶粒或環氧樹脂透鏡材料，這些材料可能因熱衝擊而破裂或變得不透明。

9.4 如何解讀我訂單中的分級代碼？

訂購時，請指定所需的Iv（例如，'K'級：310-400 mcd）和λd（例如，'B08'級：465-470 nm）分級代碼，以確保您收到光學特性適合您設計的LED。分級代碼標示在包裝上。

10. 實際應用範例

10.1 設計面板狀態指示器

情境：設計師需要為工業控制面板設計一個明亮、一致的藍色電源指示燈。多個單元必須具有相同的外觀。

1. 元件選擇：選擇LTL-R42TBN4D2H229，因其直角視角、高對比度的黑色外殼以及可用的亮度。
2. 分級：指定一個窄範圍的強度分級（例如，'L'或'M'）和特定的色調分級（例如，'B08'），以確保所有面板的顏色和亮度均勻性。
3. 電路設計：面板使用12V電源軌。對於典型VF為3.8V（在20mA下）的LED，計算串聯電阻：R = (V_電源 - VF) / IF = (12V - 3.8V) / 0.020A = 410 Ω。使用標準430 Ω，1/4W電阻。每個指示器LED使用自己的電阻。
4. PCB佈局：放置LED焊盤時，請注意直角方向。確保焊盤距離LED本體的安裝孔邊緣至少2mm。
5. 組裝：遵循指定的波焊製程參數，確保不超過預熱和焊錫波接觸時間/溫度，以保護LED。

這種以規格書參數為指導的系統化方法，確保了最終產品的可靠性和視覺一致性。