目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 主要特點
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數深入解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統規格
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 外型尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 儲存條件
- 6.2 引腳成型
- 6.3 焊接製程
- 6.4 清潔
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 8. 應用與設計建議
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 靜電放電（ESD）防護
- 8.3 熱考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題（FAQ）
- 10.1 使用5V電源時，我應該使用多大的電阻值？
- 10.2 我可以讓此LED在30mA下連續驅動嗎？
- 10.3 如何識別陽極和陰極？
- 11. 實務設計案例研究
- 12. 技術原理介紹
- 13. 產業趨勢與發展
1. 產品概述
本文件詳述一款高效能綠色插件式LED指示燈的規格。此元件專為狀態指示與一般照明用途設計，適用於廣泛的電子應用。本裝置採用常見的T-1（3mm）直徑封裝，搭配綠色透明透鏡，提供清晰可見的視覺訊號。
1.1 主要特點
- 低功耗與高發光效率。
- 採用無鉛材料製造，完全符合RoHS環保標準。
- 標準T-1（3mm）直徑封裝，易於整合至現有設計。
- 採用AlInGaP技術，產生主波長為572nm的綠光。
1.2 目標應用
此LED用途廣泛，適用於多個領域，包含通訊設備、電腦周邊、消費性電子產品、家電與工業控制系統。其主要功能是提供清晰可靠的狀態指示。
2. 技術參數深入解析
本節提供在標準測試條件（TA=25°C）下，LED關鍵性能參數的詳細客觀分析。
2.1 絕對最大額定值
這些數值代表可能導致裝置永久損壞的極限。不保證在此條件下運作。
- 功率消耗（Pd）：最大75 mW。
- 直流順向電流（IF）：連續30 mA。
- 峰值順向電流：60 mA（脈衝寬度 ≤10ms，工作週期 ≤1/10）。
- 工作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
- 接腳焊接溫度：最高260°C，持續時間最長5秒，測量點距離LED本體2.0mm。
2.2 電氣與光學特性
以下參數定義LED的典型性能。除非另有說明，所有測量均在 IF = 20mA 下進行。
- 發光強度（Iv）：110 mcd（最小值），310 mcd（典型值）。此為感知光功率的度量。特定單元的實際強度由其分級代碼決定（參見第4節）。保證值適用±15%的測試公差。
- 視角（2θ1/2）：45度（典型值）。此為發光強度降至軸向（中心）值一半時的全角，定義了光束擴散範圍。
- 峰值發射波長（λP）：575 nm（典型值）。光譜功率分佈達到最大值時的波長。
- 主波長（λd）：572 nm（典型值）。這是能最佳代表LED感知顏色的單一波長，源自CIE色度圖。
- 光譜線半高寬（Δλ）：11 nm（典型值）。發射光譜在其最大功率一半處的寬度，表示色彩純度。
- 順向電壓（VF）：在20mA下為2.1V（最小值），2.4V（典型值）。
- 逆向電流（IR）：在 VR = 5V 下為100 μA（最大值）。重要提示：本裝置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. 分級系統規格
為確保生產一致性，LED會根據關鍵性能指標進行分級。料號 LTL1CHJGTNN 包含強度與波長的分級代碼。
3.1 發光強度分級
單位為毫燭光（mcd），測量條件為 IF=20mA。料號後綴 \"HJ\" 對應以下分級：
- 分級代碼 HJ0：最小值180 mcd，最大值310 mcd。分級極限公差為±15%。
3.2 主波長分級
單位為奈米（nm），測量條件為 IF=20mA。料號後綴 \"GT\"（由572nm典型值推斷）將落在類似以下的範圍內：
- 範例分級 H09：最小值572.0 nm，最大值574.0 nm。分級極限公差為±1nm。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用了特定的圖形數據，但此類LED的典型曲線將說明以下對設計至關重要的關係：
- 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在飽和前呈近線性關係。
- 順向電壓 vs. 順向電流：展示二極體的I-V特性，對於計算正確的串聯限流電阻至關重要。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：說明隨著接面溫度上升，光輸出會下降，凸顯熱管理的重要性。
- 光譜分佈：顯示在不同波長下發射光強度的圖表，中心約在575nm，半高寬為11nm。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
此LED採用標準徑向引腳封裝。
- 封裝類型：T-1（3mm直徑圓形）。
- 引腳直徑：0.6mm（典型值）。
- 引腳間距：測量引腳從封裝本體伸出的位置。標準間距為2.54mm（0.1\"）。
- 本體長度：約5.0mm至8.0mm（視情況而定）。
- 公差：除非另有規定，公差為±0.25mm。法蘭下方的樹脂凸出部分最大為1.0mm。
5.2 極性識別
陰極（負極引腳）通常可透過LED透鏡邊緣的平面、較短的引腳或法蘭上的凹口來識別。在大多數標準封裝中，陽極（正極引腳）較長。安裝前務必確認極性，以防損壞。
6. 焊接與組裝指南
正確的操作對於確保可靠性並防止損壞LED環氧樹脂透鏡或內部晶粒至關重要。
6.1 儲存條件
長期儲存時，請維持環境溫度不超過30°C且相對濕度不超過70%。從原始防潮袋中取出的LED應在三個月內使用。如需延長儲存，請使用帶有乾燥劑或氮氣環境的密封容器。
6.2 引腳成型
- 彎折引腳的位置應距離LED透鏡基座至少3mm。
- 請勿使用封裝本體作為彎折的支點。
- 所有引腳成型應在室溫下進行，並在焊接製程之前完成。
- 在插入PCB時施加最小的夾緊力，以避免對引腳造成機械應力。
6.3 焊接製程
關鍵規則：保持環氧樹脂透鏡基座到焊點的最小距離為2mm。請勿將透鏡浸入焊料中。
- 手動焊接（烙鐵）：最高溫度350°C。每支引腳最大焊接時間3秒。請勿重工。
- 波峰焊接：預熱最高至100°C，持續時間最長60秒。波峰焊溫度最高260°C。接觸時間最長5秒。確保LED定位方式能使波峰焊料不會接觸到距離透鏡基座2mm以內的區域。
- 不建議：紅外線（IR）迴流焊接不適用於此插件式封裝類型。
6.4 清潔
如有必要，僅使用酒精類溶劑（如異丙醇）進行清潔。避免使用強效或未知的化學清潔劑。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED以抗靜電袋包裝。
- 袋裝數量：每袋1000、500、200或100顆。
- 內盒：包含10個包裝袋，總計10,000顆。
- 外箱（出貨批）：包含8個內盒，總計80,000顆。出貨批中的最終包裝可能少於一整箱。
8. 應用與設計建議
8.1 驅動電路設計
LED是電流驅動裝置。為確保亮度均勻，尤其是在並聯多個LED時，為每個LED串聯一個限流電阻是必要的。
- 推薦電路（A）：每個LED都有其專用的串聯電阻（R = (電源電壓 - VF) / IF）。這可以補償個別LED順向電壓（VF）的微小差異，確保電流相等，從而亮度一致。
- 不推薦電路（B）：將多個LED並聯並共用單一電阻。VF的微小差異將導致電流分配不均，造成顯著的亮度差異，並可能使其中一個LED過電流。
8.2 靜電放電（ESD）防護
此LED易受靜電放電損壞。請在操作區域實施以下措施：
- 使用接地腕帶和抗靜電手套。
- 確保所有設備、工作台和儲物架妥善接地。
- 使用離子風機中和可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。
- 為在ESD防護區域工作的人員維持培訓與認證計畫。
8.3 熱考量
最大功率消耗為75mW。直流順向電流從環境溫度30°C時的30mA開始線性降額。在高溫環境或大電流應用中，請確保足夠的氣流或考慮降低驅動電流，以維持可靠運作與長使用壽命。
9. 技術比較與差異化
與舊技術的綠色LED（例如基於磷化鎵）相比，此AlInGaP（磷化鋁銦鎵）類型提供顯著更高的發光效率，從而在相同電流下產生更亮的輸出。572nm的主波長提供純淨、飽和的綠色。T-1封裝確保了與現有為標準指示燈設計的PCB佈局和插座的廣泛相容性。
10. 常見問題（FAQ）
10.1 使用5V電源時，我應該使用多大的電阻值？
使用典型VF 2.4V與目標IF 20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130歐姆。最接近的標準值為130Ω或150Ω。務必計算額定功率：P = I²R = (0.02)² * 130 = 0.052W。標準1/8W（0.125W）電阻已足夠。
10.2 我可以讓此LED在30mA下連續驅動嗎？
可以，30mA是在25°C環境溫度下的最大連續直流電流額定值。然而，在此電流下，功率消耗會較高（約 VF * IF = 2.4V * 0.03A = 72mW），這非常接近75mW的絕對最大值。為了穩健的設計與更長的使用壽命，建議在20mA下運作，特別是在較溫暖的環境中。
10.3 如何識別陽極和陰極？
尋找物理識別標記：較長的引腳通常是陽極（+）。此外，圓形透鏡邊緣通常有一個平面，或在陰極（-）引腳旁的塑膠法蘭上有一個凹口。
11. 實務設計案例研究
情境：為電源供應器設計一個具有四個狀態指示燈的面板，顯示交流電正常、直流電正常、故障與待機。系統邏輯電壓為3.3V。
設計步驟：
- 電流選擇：為每個LED選擇15mA，以獲得良好的可見度與較低的功耗。
- 電阻計算：R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60歐姆。使用62Ω標準電阻。
- 電路佈局：實施規格書中的電路A：四個獨立電路，每個電路由一個LED和一個62Ω電阻組成，透過驅動電晶體或GPIO引腳連接到3.3V電源軌。
- PCB佈局：放置間距為2.54mm的孔位。確保焊盤距離絲印上的LED本體輪廓至少2mm。將LED分組以保持外觀一致。
- 組裝：插入LED，在焊接面稍微彎折引腳以固定，然後使用指定的製程參數進行波峰焊接，確保電路板方向能防止焊料沿引腳上吸。
此方法保證了亮度均勻與長期可靠運作。
12. 技術原理介紹
此LED基於生長在基板上的AlInGaP半導體材料。當順向電壓施加於p-n接面時，電子和電洞被注入活性區域並在此復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP層的特定成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色）——在此例中為572nm的綠光。透明的環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶粒、塑造光束圖案（45度視角）並增強光提取效率。
13. 產業趨勢與發展
插件式LED市場持續服務於重視穩固性與易於手動組裝的傳統設計與應用。然而，整體產業趨勢強烈朝向表面黏著裝置（SMD）封裝（例如0603、0805、3528），以實現自動化組裝、更高密度與更好的熱性能。LED技術的進步集中在提高發光效率（每瓦流明）、透過更嚴格的分級改善色彩一致性，以及擴大可用的顏色與色溫範圍。對於插件式類型，改進通常體現在相同封裝尺寸內更高的亮度，以及在各種環境條件下增強的可靠性。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |