LTL17KCGM4J 綠色LED規格書 - T-1封裝 - 518nm波長 - 3.2V電壓 - 108mW功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTL17KCGM4J是一款高效率插件式LED燈，專為廣泛電子應用中的狀態指示與照明而設計。它採用流行的T-1（3mm）直徑封裝，搭配白色擴散透鏡，提供寬廣的視角與均勻的光線分佈。此元件採用InGaN技術，產生典型主波長為518nm的綠光。

1.1 核心優勢

• 低功耗與高效率：以極低的功耗提供高發光強度。
• 環保合規：無鉛且完全符合RoHS指令。
• 標準封裝：T-1外型確保與現有PCB佈局和製造流程的相容性。
• 擴散透鏡：白色擴散透鏡提供40度的寬廣、均勻視角，非常適合指示燈應用。

1.2 目標市場

此LED適用於多個產業的各種應用，包括：

• 通訊設備
• 電腦周邊設備
• 消費性電子產品
• 家用電器
• 工業控制與儀器儀表

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能對元件造成永久損壞的極限。不保證在此條件下操作。

• 功率耗散 (Pd)：108 mW。這是LED能以熱能形式耗散的最大功率。
• 直流順向電流 (IF)：30 mA 連續。為確保可靠運作，應以此電流或更低電流驅動元件。
• 峰值順向電流：100 mA，僅允許在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致立即失效。
• 操作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。保證LED在此環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
• 接腳焊接溫度：距離LED本體2.0mm處，最高260°C，最長5秒。

2.2 電氣與光學特性

這些參數在環境溫度 (TA) 25°C下量測，定義了元件的典型性能。

• 發光強度 (Iv)：在順向電流 (IF) 20 mA下，範圍從680 mcd（最小）到3200 mcd（最大）。典型值為1500 mcd。請注意，這些數值適用±15%的測試公差。
• 順向電壓 (VF)：典型值為3.2V，在IF=20mA時範圍從2.9V到3.6V。此參數對於設計驅動電路中的限流電阻至關重要。
• 視角 (2θ1/2)：40度。這是發光強度降至軸向（中心軸）值一半時的全角。
• 主波長 (λd)：人眼感知的主要顏色。對於此產品，其分級範圍從514nm到527nm，典型目標為518nm。
• 峰值發射波長 (λP)：約515nm，這是LED發射光譜中最高點對應的波長。
• 光譜線半高寬 (Δλ)：35 nm。這表示光譜純度；數值越小表示光越接近單色光。
• 逆向電流 (IR)：施加5V逆向電壓時，最大為10 μA。LED並非設計用於逆向操作。

3. 分級系統規格

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED會進行分級。LTL17KCGM4J採用二維分級系統。

3.1 發光強度分級

分級由20mA下的最小與最大發光強度值定義。每個分級極限的公差為±15%。

• NP 級：680 mcd（最小）至 1150 mcd（最大）
• QR 級：1150 mcd（最小）至 1900 mcd（最大）
• ST 級：1900 mcd（最小）至 3200 mcd（最大）

3.2 主波長分級

分級由20mA下的特定波長範圍定義。每個分級極限的公差為±1nm。

• G07：514.0 nm 至 516.0 nm
• G08：516.0 nm 至 518.0 nm
• G09：518.0 nm 至 520.0 nm
• G10：520.0 nm 至 523.0 nm
• G11：523.0 nm 至 527.0 nm

4. 性能曲線分析

雖然提供的文本未詳細說明具體圖表，但此類元件的典型曲線包括：

4.1 相對發光強度 vs. 順向電流

此曲線顯示光輸出如何隨順向電流增加而增加。在較低電流下通常呈線性，但在較高電流下可能因熱效應和效率下降而飽和。

4.2 順向電壓 vs. 順向電流

此IV特性曲線本質上是指數型的。規格書中指定的順向電壓（例如，典型值3.2V）是此曲線上在20mA處的一個點。

4.3 相對發光強度 vs. 環境溫度

LED的光輸出會隨著接面溫度升高而降低。此曲線對於在高溫環境下運作的應用至關重要。

4.4 光譜分佈

此圖表顯示在不同波長下發射的相對功率，峰值約在515nm，具有特徵寬度（35 nm FWHM）。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外型尺寸

此LED符合標準T-1（3mm）圓形插件式封裝。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米（英吋）。
• 除非另有規定，公差為±0.25mm (.010")。
• 法蘭下樹脂凸起最大為1.0mm (.04")。
• 接腳間距在接腳離開封裝本體處量測。

5.2 極性識別

通常，較長的接腳表示陽極（正極），較短的接腳表示陰極（負極）。陰極也可能由LED透鏡法蘭上的平面標記指示。

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，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。

6.2 接腳成型

• 在距離LED透鏡基座至少3mm處彎折接腳。
• 請勿將LED本體作為支點。
• 在室溫下並於焊接製程前進行成型。
• 在PCB組裝過程中，使用最小的壓接力以避免機械應力。

6.3 焊接製程

關鍵規則：保持從環氧樹脂透鏡基座到焊點的最小距離為2mm。切勿將透鏡浸入焊料中。

• 手動焊接（烙鐵）：最高溫度350°C，每支接腳不超過3秒。
• 波峰焊接：
  • 預熱：最高100°C，最長60秒。
  • 焊錫波：最高260°C，最長5秒。
• 重要：紅外線迴流焊接不適用於此插件式LED產品。過高的熱量或時間會損壞環氧樹脂透鏡或半導體晶粒。

6.4 清潔

如有必要，僅使用酒精類溶劑（如異丙醇 IPA）進行清潔。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

產品提供多種包裝配置：

• 單位包裝：每防潮包裝袋1000、500、200或100顆。
• 內盒：包含10個包裝袋（例如，若使用1000顆裝的袋子，則為10,000顆）。
• 外箱（出貨批）：包含8個內盒（例如，80,000顆）。批次中的最後一箱可能未裝滿。

8. 應用設計建議

8.1 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為確保亮度均勻並防止損壞：

• 務必為每個LED串聯一個限流電阻。電阻值 (R) 可使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - VF) / IF，其中VF是LED順向電壓，IF是所需的順向電流（例如，20mA）。
• 避免將多個LED直接並聯而不使用個別電阻。LED之間順向電壓 (VF) 特性的微小差異可能導致顯著的電流不平衡，造成亮度不均以及單一元件可能過電流（如規格書中的電路B所示）。建議的方法是為每個LED分支使用一個串聯電阻（電路A）。

8.2 熱管理

儘管功率耗散很低（最大108mW），但為了可靠性，仍需進行適當設計：

• 注意在環境溫度超過30°C時，直流順向電流的降額為0.45 mA/°C。這意味著最大允許連續電流會隨著環境溫度升高而降低。
• 確保PCB上LED與其他發熱元件之間有足夠的間距。

8.3 靜電放電 (ESD) 防護

LED易受靜電放電損壞。請在處理和組裝區域實施以下措施：

• 使用導電腕帶或防靜電手套。
>
• 確保所有設備、工作站和儲物架妥善接地。
• 使用離子風扇中和可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。
• 為所有人員維持ESD培訓與認證。

9. 技術比較與差異化

LTL17KCGM4J在插件式LED市場中提供特定優勢：

• 波長一致性：嚴格的主波長分級系統（每級±1nm）確保了在需要多顆LED的應用中，相較於公差較寬鬆的元件，具有更優異的顏色一致性。
• 高亮度選項：提供高亮度ST級（最高3200 mcd），使其適用於需要高可見度或光線可能被濾光片或擴散片衰減的應用。
• 堅固的封裝：帶有擴散透鏡的標準T-1封裝提供了經過驗證、可靠的機械外型，並具有良好的視角特性。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 使用5V電源時應選用多大的電阻？

使用典型順向電壓 (VF=3.2V) 和目標電流20mA (0.02A)：R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 歐姆。標準的91歐姆或100歐姆電阻是合適的。為確保在最壞情況下電流不超過限制，請始終根據規格書中的最大VF (3.6V) 進行計算。

10.2 我可以持續以30mA驅動這顆LED嗎？

可以，30mA是在25°C下的絕對最大連續直流電流額定值。然而，為了長期可靠性並考慮溫升，通常建議以較低的電流（例如20mA）操作。如果以30mA操作，請確保環境溫度遠低於85°C，並考慮降額因子。

10.3 如果我的電源是恆流源，為何還需要串聯電阻？

如果您使用的是專用且設定正確的恆流驅動器，則不需要串聯電阻，甚至可能有害。當使用恆壓源（如電池或穩壓器）時，電阻對於將電流限制在安全值至關重要。

10.4 如何解讀包裝袋上的發光強度分級代碼？

印在包裝袋上的分級代碼（例如ST、QR、NP）對應於內部LED的發光強度範圍。這使設計師能為其應用選擇適當的亮度等級，並確保生產批次內的一致性。

11. 實務設計案例研究

情境：為工業控制單元設計狀態指示燈面板。該面板需要10顆綠色指示燈LED來顯示"系統運作中"狀態。該單元由12V電源軌供電，操作環境溫度可達50°C。

設計步驟：

1. 電流選擇：由於環境溫度較高（50°C），需對最大電流進行降額。從30°C開始降額：(50°C - 30°C) * 0.45 mA/°C = 9 mA 降額。在50°C時的最大電流 ≈ 30mA - 9mA = 21mA。選擇18mA可在保持亮度的同時提供良好的安全餘量。
2. 電阻計算：為可靠性使用最大VF (3.6V)。R = (12V - 3.6V) / 0.018A ≈ 467 歐姆。使用最接近的標準值，470歐姆。
3. 電路拓撲：將每個LED與其專用的470Ω電阻串聯，並將這10組LED-電阻對並聯連接到12V電源。這確保了儘管VF存在差異，但流經每個LED的電流相等。
4. 分級選擇：為確保外觀一致，請向供應商指定單一的發光強度分級（例如QR）和單一的主波長分級（例如，針對518nm的G08）。
5. 佈局：在PCB佈局中遵循2mm最小焊接距離規則。在LED之間提供適當間距以防止局部過熱。

12. 工作原理

LTL17KCGM4J是一種基於氮化銦鎵 (InGaN) 晶片的半導體光源。當在陽極和陰極之間施加順向電壓時，電子和電洞被注入半導體的主動區。這些電荷載子復合，以光子（光）的形式釋放能量。InGaN材料的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為約518nm的綠光。環氧樹脂封裝用於保護晶片、作為透鏡塑形光輸出，並包含擴散材料以加寬視角。

13. 技術趨勢

雖然插件式LED對於原型製作、維修以及某些舊有或高可靠性應用仍然至關重要，但更廣泛的產業趨勢已顯著轉向表面黏著元件 (SMD) 封裝，如0603、0805和2835。SMD LED在自動化組裝、節省電路板空間以及通常更好的熱性能方面具有優勢。然而，像T-1封裝這樣的插件式LED由於其易於手動處理、在高振動環境中的穩健性以及非常適合麵包板實驗和教育用途，仍然具有相關性。晶片本身的技術持續演進，目前的研究重點在於提高效率（每瓦流明）、顯色性和使用壽命。