LTL17KGH5D 綠色LED燈規格書 - T-1 (3mm) 封裝 - 2.4V 順向電壓 - 30mA 直流電流 - 75mW 功率消耗 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款綠色插件式LED燈的完整技術規格。此元件專為廣泛電子設備中的狀態指示與信號應用而設計。它採用流行的T-1 (3mm) 直徑封裝，提供通用的外形尺寸，便於整合至現有設計中。

此LED的核心優勢包括低功耗與高效率，使其適用於電池供電及市電操作的裝置。它採用無鉛材料製造，並符合RoHS環保指令。此元件配備綠色擴散透鏡，有助於拓寬視角並柔化光輸出，適合指示用途。

此元件的目標市場廣泛，涵蓋通訊設備、電腦周邊、消費性電子、家電及工業控制系統。其可靠性與標準封裝使其成為設計師尋求可靠視覺指示器時的通用選擇。

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

此元件被規定在嚴格的環境與電氣限制內操作，以確保長期可靠性。絕對最大額定值定義了可能導致永久損壞的閾值。

• 功率消耗 (P_D):最大 75 mW。這是元件可安全以熱能形式消耗的總功率，由順向電壓與電流計算得出。
• 峰值順向電流 (I_FP):最大 90 mA。此額定值僅適用於佔空比10%或以下、脈衝寬度不超過10微秒的脈衝條件下。適用於短暫的高亮度閃爍。
• 直流順向電流 (I_F):最大 30 mA。這是正常操作時建議的最大連續電流。超過此值可能導致流明衰減加速及使用壽命縮短。
• 操作溫度範圍 (T_opr):-40°C 至 +85°C。此元件額定可在這個寬廣的工業溫度範圍內可靠運作。
• 儲存溫度範圍 (T_stg):-40°C 至 +100°C。
• 引腳焊接溫度:最高 260°C，持續時間最長 5 秒，測量點距離環氧樹脂本體 2.0mm (0.079 英吋)。此額定值對於波峰焊或手工焊接製程至關重要。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在標準環境溫度 (T_A) 25°C 下量測，定義了LED的典型性能。

• 發光強度 (I_V):在 I_F= 20mA 時，110 (最小), 180 (典型), 520 (最大) mcd。強度是使用經過濾鏡匹配明視覺 (CIE) 人眼響應曲線的感測器量測。對分級界限應用 ±15% 的測試公差。
• 視角 (2θ_1/2):50 度 (典型)。這是發光強度降至其峰值 (軸上) 值一半時的全角。擴散透鏡有助於實現此相對較寬的視角。
• 峰值發射波長 (λ_P):574 nm (典型)。這是光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長 (λ_d):566 (最小), 571 (典型), 578 (最大) nm。這是人眼感知到的、定義LED顏色的單一波長，源自CIE色度圖。
• 光譜線半寬度 (Δλ):11 nm (典型)。這表示光譜純度，量測發射光譜在其最大功率一半處的寬度。
• 順向電壓 (V_F):在 I_F= 20mA 時，2.1 (最小), 2.4 (典型) 伏特。設計師在計算串聯限流電阻時必須考慮此電壓降。
• 逆向電流 (I_R):在 V_R= 5V 時，最大 100 μA。必須注意，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. 分級系統規格

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。這讓設計師能選擇符合特定應用需求的零件。

3.1 發光強度分級

單位為毫燭光 (mcd)，在 20mA 下量測。每個分級界限的公差為 ±15%。

• 分級 FG:最小 110 mcd，最大 180 mcd。
• 分級 HJ:最小 180 mcd，最大 310 mcd。
• 分級 KL:最小 310 mcd，最大 520 mcd。

強度分類代碼標示於每個包裝袋上，以供追溯。

3.2 主波長分級

單位為奈米 (nm)，在 20mA 下量測。每個分級界限的公差為 ±1 nm。這種嚴格控制確保了生產批次中一致的綠色色調。

• 分級 H06:566.0 nm 至 568.0 nm
• 分級 H07:568.0 nm 至 570.0 nm
• 分級 H08:570.0 nm 至 572.0 nm
• 分級 H09:572.0 nm 至 574.0 nm
• 分級 H10:574.0 nm 至 576.0 nm
• 分級 H11:576.0 nm 至 578.0 nm

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定的圖形曲線（第4/9頁的典型電氣/光學特性曲線），但以下分析基於標準LED行為及提供的參數。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

在20mA下2.4V的典型順向電壓表明這是一款標準效率的GaP或類似材料的綠色LED。I-V關係呈指數性。在遠低於20mA的電流下操作LED將導致較低的順向電壓和減少的光輸出。超過最大直流電流將導致電壓更急劇地上升，產生過多的熱量。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

在正常工作範圍內（例如，高達30mA），發光強度大致與順向電流成正比。然而，效率（每瓦流明）通常在低於最大額定值的電流下達到峰值。以測試所用的20mA驅動LED，是一個平衡亮度與壽命的常見操作點。

4.3 光譜分佈

峰值波長為574nm，主波長在571nm範圍內，此LED發射可見光譜中的純綠色光。11nm的光譜半寬度是標準綠色LED的特徵，提供適合指示器的飽和色彩。

4.4 溫度特性

與所有LED一樣，此元件的性能與溫度相關。通常，順向電壓隨接面溫度升高而降低（負溫度係數），而發光強度也會降低。-40°C至+85°C的寬廣操作溫度範圍確保了在惡劣環境下的功能性，但設計師應注意，在溫度極端時的光輸出將低於25°C時。

5. 機械與包裝資訊

5.1 外型尺寸

此元件採用標準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，公差為 ±0.25mm，除非另有說明。
• 允許法蘭下樹脂最大突出量為 1.0mm。
• 引腳間距在引腳從封裝本體伸出的點處量測。
• 實體圖（規格書第2/9頁）提供了PCB佈局的完整尺寸細節。

5.2 極性識別

對於插件式LED，陰極通常透過透鏡邊緣的平面、較短的引腳或其他標記來識別。具體的識別方法應從封裝外型圖確認。正確的極性至關重要；施加超過5V的逆向電壓可能損壞元件。

5.3 包裝規格

LED以抗靜電包裝袋供應。標準包裝數量為：

• 包裝袋: 1000, 500, 200, 或 100 顆。
• 內箱: 包含 10 個包裝袋，總計 10,000 顆。
• 外箱: 包含 8 個內箱，總計 80,000 顆。

請注意，在一個出貨批次內，只有最終包裝可能是不完整的包裝。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存條件

為獲得最佳保存期限，LED應儲存在不超過30°C和70%相對濕度的環境中。若從其原始防潮袋中取出，建議在三個月內使用。對於在原始包裝外進行長期儲存，應將其保存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣吹掃的乾燥器中，以防止吸濕，這可能導致焊接時發生"爆米花"現象。

6.2 引腳成型

如果需要彎曲引腳，必須在焊接前且於室溫下進行。彎曲點應距離LED透鏡底座至少3mm。不得使用引線框架的底座作為支點，因為這會對內部焊線施加應力。在PCB插入過程中，使用所需的最小壓接力，以避免對封裝造成機械應力。

6.3 焊接製程

必須在環氧樹脂透鏡底座與焊點之間保持至少2.0mm的間隙。必須避免將透鏡浸入熔融焊料中。

建議焊接條件:

• 烙鐵:最高溫度 350°C，每引腳最長 3 秒（僅限一次）。
• 波峰焊:
  • 預熱: 最高 100°C，最長 60 秒。
  • 焊錫波: 最高 260°C。
  • 焊接時間: 最長 5 秒。
  • 浸入位置: 不低於環氧樹脂燈泡底座 2.0mm。

關鍵警告:過高的焊接溫度或時間可能導致環氧樹脂透鏡變形（熔化）或導致LED晶片災難性故障。紅外線 (IR) 迴焊焊接明確規定不適用於此插件式LED產品。

6.4 清潔

如果焊接後需要清潔，應僅使用酒精類溶劑，如異丙醇 (IPA)。強烈或腐蝕性化學品可能損壞環氧樹脂透鏡。

7. 應用與設計建議

7.1 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為確保驅動多個LED（尤其是並聯時）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）。

避免將多個LED直接並聯而無獨立電阻（電路模型B）。不同LED之間順向電壓 (V_F) 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，並可能使其中一個元件過流，而其他元件驅動不足。

串聯電阻值 (R_S) 可使用歐姆定律計算：R_S= (V_電源- V_F) / I_F。為保守設計，請使用規格書中的典型或最大 V_F。例如，使用5V電源，目標 I_F為20mA，V_F為2.4V：R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。標準的130Ω或150Ω電阻是合適的，同時也需考慮電阻的功率額定值 (P = I²R)。

7.2 靜電放電 (ESD) 防護

LED易受靜電放電損壞。在處理和組裝過程中必須遵守以下預防措施：

• 人員應佩戴接地腕帶或防靜電手套。
• 所有設備、工作台和儲物架必須妥善接地。
• 使用離子風機來中和處理過程中因摩擦可能在塑膠透鏡上積累的靜電荷。
• 實施ESD控制計劃，包括培訓、認證和定期檢查工作站（確保表面電壓低於100V）。

7.3 熱管理

雖然功率消耗較低（最大75mW），但適當的熱設計可延長LED壽命。避免同時在絕對最大電流和溫度下操作。確保PCB佈局不會在LED本體周圍積聚熱量，尤其是在密集排列的陣列中。

8. 典型應用場景

此綠色LED非常適合多種狀態指示應用：

• 電源/狀態指示燈:路由器、充電器、電源供應器等裝置上的開/關、待機或運作狀態。
• 設備面板指示燈:工業控制面板、測試設備和音響設備上的信號存在、模式選擇或故障警告。
• 消費性電子產品:按鈕背光、家電狀態燈或玩具裝飾照明。
• 汽車內裝指示燈:用於規格符合環境要求的非關鍵內裝照明。
• 標誌與顯示器:作為低解析度資訊顯示器中的單個像素或指示器。

9. 常見問題 (FAQ)

9.1 我可以在沒有串聯電阻的情況下驅動此LED嗎？

No.LED必須由限流源驅動。將其直接連接到電池或電源等電壓源將導致過量電流流過，迅速損壞元件。串聯電阻是最簡單的限流形式。

9.2 峰值波長與主波長有何區別？

峰值波長 (λ_P)是LED發射最多光功率的實際波長。主波長 (λ_d)是一個計算值，對應於人眼在CIE色度圖上感知到的顏色。對於像此綠色LED這樣的單色LED，兩者通常接近，但 λ_d是顏色規格更相關的參數。

9.3 為什麼需要與透鏡保持最小焊接距離 (2.0mm)？

此距離對於防止熱衝擊和熱損壞環氧樹脂透鏡及內部晶片貼裝材料至關重要。沿引腳傳導的焊錫熱量如果到達封裝本體，可能會熔化環氧樹脂或削弱內部連接。

9.4 如何解讀發光強度分級代碼 (FG, HJ, KL)？

這些代碼代表根據量測光輸出分選的組別。為確保應用中亮度一致，請指定並使用來自相同強度分級的LED。例如，如果您的設計需要更高亮度，您會指定KL分級的零件。分級代碼標示在包裝上以供識別。

10. 設計案例研究：多LED狀態面板

情境:設計一個具有10個綠色狀態指示燈的控制面板，每個指示燈由5V微控制器GPIO引腳獨立控制。

設計步驟:

1. 電流選擇:選擇20mA的驅動電流，以在元件的線性範圍內獲得良好的亮度。
2. 電阻計算:使用典型的 V_F2.4V 和 5V 電源：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω。選擇標準的130Ω 1/4W電阻。
3. 電路拓撲:每個LED都有自己的130Ω電阻，串聯在微控制器引腳與LED陽極之間。LED陰極連接到地。這是規格書中推薦的"電路A"，實施了10次。
4. 微控制器考量:確認微控制器的GPIO引腳能夠提供或吸收所需的總電流 (10 * 20mA = 200mA)。如果不能，請使用電晶體驅動器。
5. PCB佈局:將電阻放置在靠近LED陽極引腳的位置。對於任何焊盤或走線，保持與LED本體2.0mm的間隙。確保LED間距足夠，以允許充分的散熱。
6. 零件選擇:指定來自單一主波長分級（例如，H08 對應 570-572nm）和單一發光強度分級（例如，HJ 對應 180-310mcd）的LED，以確保整個面板顏色和亮度均勻。

此方法保證了所有指示燈LED可靠、一致且持久的運作。