目錄
1. 產品概述
LTL-R42FKFD 是一款插件式安裝的 LED 燈珠，專為各種電子設備中的狀態指示與信號應用而設計。它屬於 T-1 封裝系列，其圓柱形外觀使其適用於標準 PCB 安裝。該元件採用 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料作為其橘色發光晶片，並封裝在琥珀色的霧面環氧樹脂透鏡內。這種霧面處理提供了寬廣且均勻的視角，使 LED 從多個方向都能清晰可見，這是指示燈應用的關鍵要求。
此 LED 的核心優勢包括其便於電路板組裝的設計、低功耗結合高發光效率，以及符合環保標準，例如無鉛且符合 RoHS 規範。其主要目標市場涵蓋通訊設備、電腦周邊、消費性電子產品和家電，這些領域都需要可靠、持久的視覺回饋。
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導致 LED 永久損壞的極限。它們是在環境溫度 (TA) 為 25°C 時指定的。最大連續功耗為 75 mW。在正常操作下，直流順向電流不應超過 30 mA。對於脈衝操作，在嚴格條件下允許 60 mA 的峰值順向電流：工作週期為 10% 或更低，且脈衝寬度不超過 10 毫秒。元件可在 -30°C 至 +85°C 的溫度範圍內工作，並可在 -40°C 至 +100°C 之間儲存。組裝的一個關鍵參數是引腳焊接溫度，當在距離 LED 本體 2.0mm 處測量時，額定值為 260°C，最長 5 秒。
2.2 電氣與光學特性
這些是在 TA=25°C 和標準測試條件順向電流 (IF) 20 mA 下測量的典型性能參數。發光強度 (Iv) 的典型值為 400 毫燭光 (mcd)，最小值為 140 mcd，最大值為 680 mcd。必須注意，Iv 的保證值包含 ±30% 的測試公差。視角 (2θ1/2) 定義為強度降至軸向值一半時的全角，為 65 度，表示光束寬度適中。
定義感知顏色的主波長 (λd) 範圍從 597 nm 到 612 nm，使其明確位於光譜的琥珀色/橘色區域。峰值發射波長 (λp) 通常為 611 nm。順向電壓 (VF) 在 20mA 下通常為 2.05V，範圍從 1.6V 到 2.4V。反向電流 (IR) 非常低，在反向電壓 (VR) 5V 時最大值為 10 μA。文件明確指出，該元件並非設計用於反向操作；此測試條件僅用於特性描述。
3. 分級表規格
產品根據兩個關鍵參數進行分級，以確保同一生產批次內的一致性。這使得設計師能夠選擇具有特定性能特徵的 LED。
3.1 發光強度分級
LED 在 IF=20mA 下分為三個強度等級：等級 GH (140-240 mcd)、等級 JK (240-400 mcd) 和等級 LM (400-680 mcd)。每個等級界限的公差為 ±30%。
3.2 主波長分級
LED 也根據其主波長分為五類：H22 (597.0-600.0 nm)、H23 (600.0-603.0 nm)、H24 (603.0-606.5 nm)、H25 (606.5-610.0 nm) 和 H26 (610.0-612.0 nm)。每個波長等級界限的公差為 ±1 nm。強度和波長的分級代碼標示在產品包裝上，以便在對顏色和亮度要求嚴格的應用中進行精確選擇。
4. 性能曲線分析
規格書參考了說明關鍵參數之間關係的典型曲線。雖然具體圖表未在文本中重現，但其含義是標準的。這些通常包括相對發光強度 vs. 順向電流曲線，顯示光輸出如何隨電流增加，通常在較高電流下效率下降之前呈近線性關係。順向電壓 vs. 順向電流曲線展示了二極體的指數型 I-V 特性。相對發光強度 vs. 環境溫度曲線至關重要，顯示了隨著接面溫度升高，光輸出會下降。對於 AlInGaP LED，這種降額效應非常顯著。光譜分佈圖將顯示發射光集中在 611 nm 峰值附近，光譜半寬度為 17 nm。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
此 LED 採用標準 T-1 (3mm) 直徑封裝。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸單位為毫米（附英制等效值），除非另有說明，否則標準公差為 ±0.25mm，法蘭下樹脂的最大突出量為 1.0mm，引腳間距在引腳從封裝本體伸出的位置測量。實體圖將顯示圓柱形透鏡、用於貼合 PCB 的法蘭以及兩根軸向引腳。
5.2 極性識別
對於插件式 LED，極性通常通過引腳長度指示（較長的引腳是陽極或正極），有時也通過靠近陰極（負極）的透鏡法蘭上的平面標記來指示。正確的方向至關重要，因為超過 5V 的反向電壓可能會損壞元件。
6. 焊接與組裝指南
6.1 引腳成型
如果需要彎曲引腳以進行 PCB 安裝，彎曲點必須距離 LED 透鏡基座至少 3mm。不應使用引線框架的基座作為支點。成型必須在室溫下並在焊接過程之前進行，以避免對受熱的封裝施加應力。
6.2 焊接參數
文件說明了兩種焊接方法。對於使用烙鐵的手工焊接：溫度不應超過 350°C，每個引腳的焊接時間最長 3 秒（僅限一次），且焊接點距離環氧樹脂透鏡基座不得少於 2mm。對於波峰焊接：預熱溫度最高 120°C，最長 100 秒；焊錫波溫度最高 260°C；接觸時間最長 5 秒；浸錫位置不得低於透鏡基座 2mm。關鍵是，文件指出紅外線迴流焊接不適用於此類插件式產品。過高的溫度或時間會導致透鏡變形或造成災難性故障。
6.3 儲存與處理
儲存時，環境溫度不應超過 30°C 或相對濕度 70%。從原始防潮包裝中取出的 LED 建議在三個月內使用。若需在原始包裝袋外長期儲存，應將其保存在帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。必要時建議使用異丙醇進行清潔。
7. 包裝與訂購資訊
標準包裝規格為分層包裝：每防靜電防潮袋裝有 1000、500、200 或 100 件。十個這樣的袋子裝入一個內箱，總計 10,000 件。然後八個內箱裝入一個主外運紙箱，每個外箱總計 80,000 件。規格書註明，在每個出貨批次中，只有最終包裝可能不是滿裝。料號為 LTL-R42FKFD。
8. 應用說明與設計考量
8.1 驅動電路設計
強調一個基本原則：LED 是電流驅動元件。為了確保多個 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 A）。不鼓勵將 LED 直接並聯而不使用獨立電阻（電路 B），因為每個 LED 順向電壓 (VF) 特性的微小差異會導致電流分配和亮度的顯著差異。電阻值使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED_VF) / 目標電流，其中 LED_VF 是規格書中的典型或最大順向電壓，目標電流是期望的順向電流（例如 20mA）。
8.2 靜電放電 (ESD) 防護
LED 容易受到靜電放電或電源突波的損壞。預防措施包括：操作人員佩戴導電腕帶或防靜電手套、確保所有設備和工作檯面妥善接地，以及使用離子發生器來中和處理過程中可能在塑膠透鏡上積累的靜電荷。
8.3 應用適用性
此 LED 適用於室內外標誌以及普通電子設備。其琥珀色具有高可見度，常用於警告、狀態或指示目的。
9. 技術比較與差異化
基於 AlInGaP 技術的 LTL-R42FKFD，相較於 GaAsP（磷化鎵砷）等舊技術具有優勢。AlInGaP LED 通常提供更高的發光效率、更好的溫度穩定性和更飽和的色彩純度，特別是在紅、橙、琥珀色區域。與一些現代高功率 LED 相比，此元件屬於低功率指示燈類型，優先考慮狀態指示的可靠性、易用性和成本效益，而非高光通量照明。與某些應用中的表面黏著元件 (SMD) 相比，其插件式設計在原型製作和生產中提供了機械穩固性和簡便性。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：我可以連續以 30mA 驅動此 LED 嗎？
答：雖然絕對最大直流順向電流為 30mA，但標準測試條件和典型工作點是 20mA。以 30mA 操作可能會縮短使用壽命並提高接面溫度。請務必參考降額曲線，並考慮在您的工作電流下的實際 Vf，確保功耗 (Vf * If) 不超過 75mW。
問：為什麼發光強度等級界限有 ±30% 的公差？
答：這是為了考慮生產測試中的測量變異性。這意味著標示在 240-400 mcd 等級 (JK) 的 LED，實際測試時可能介於 168 mcd 到 520 mcd 之間。設計師必須在其光學設計中考慮到這種分佈範圍。
問：引腳對我的 PCB 來說太長了。我可以在焊接前剪短它們嗎？
答：可以，引腳可以剪短。但是，如果您之後需要彎曲它們，請確保彎曲點距離透鏡基座至少 3mm，符合引腳成型指南。
問：需要散熱片嗎？
答：對於在開放空氣中以 20mA 正常操作的單個指示 LED，通常不需要散熱片。然而，如果多個 LED 密集排列或在環境溫度高的環境中操作，則應考慮熱管理。
11. 實際應用範例
範例 1：消費性電器上的電源指示燈：將一個 LTL-R42FKFD 與一個合適的電阻串聯到 5V 電源軌。電阻計算為 (5V - 2.05V) / 0.020A = 147.5 歐姆。使用標準的 150 歐姆電阻將產生約 19.7mA 的電流，完全符合規格。寬廣的視角確保了電源狀態能從房間的各個角度清晰可見。
範例 2：工業設備上的多 LED 狀態條：使用五個 LED 來指示系統狀態等級（例如，關閉、待機、運作中、警告、故障）。為了確保亮度均勻，每個 LED 都有自己的限流電阻，連接到共用的驅動 IC 或微控制器引腳。利用分級資訊，設計師可以指定嚴格的波長等級（例如 H24），以確保整個狀態條的顏色一致性。
12. 工作原理
LED 基於半導體 p-n 接面的電致發光原理工作。當施加超過二極體導通電壓（對於此 AlInGaP 元件約為 1.6V）的順向電壓時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入跨越接面。這些電荷載子在主動區域復合，以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP 半導體晶體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）——在此例中為琥珀色/橘色。霧面環氧樹脂透鏡既保護了半導體晶片，又散射光線以創造寬廣的視角。
13. 技術趨勢
儘管像 LTL-R42FKFD 這樣的插件式 LED 因其穩固性和易於手動組裝而在許多應用中仍然至關重要，但更廣泛的產業趨勢是朝向表面黏著元件 (SMD) 封裝發展，以實現自動化組裝、更高密度以及通常更好的熱性能。然而，插件式元件在原型製作、教育套件、高振動環境以及需要強固機械連接的應用中仍保持重要地位。在材料方面，AlInGaP 技術已成熟，並針對紅-琥珀光譜進行了高度優化。持續的發展重點在於提高效率（每瓦流明）、使用壽命和顏色一致性，以及擴展到新的封裝形式，以彌合傳統插件式與先進 SMD 設計之間的差距。
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。 |