LTL-R14FTGFH132T LED 燈珠規格書 - 5mm 直角型 - 3.0V/2.0V - 75mW/50mW - 綠色/紅橙色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTL-R14FTGFH132T是一款插件式安裝的LED燈珠，設計用於電路板指示燈(CBI)。其特色在於一個黑色的塑膠直角支架（外殼），與LED元件結合，提供一個適用於各種電子設備的固態光源。此產品設計便於組裝到印刷電路板(PCB)上。

1.1 核心特色與優勢

• 易於組裝：設計針對簡易的電路板組裝進行優化。
• 增強對比度：黑色外殼提升了點亮指示燈的視覺對比度。
• 固態可靠性：採用LED技術，提供長壽命、耐衝擊的光源。
• 能源效率：具備低功耗與高發光效率的特色。
• 環保合規：這是一款符合RoHS指令的無鉛產品。
• 光學設計：T-1 (5mm)燈珠提供兩種顏色：基於InGaN的530nm綠色，以及基於AlInGaP的600nm紅橙色，兩者皆配備白色擴散透鏡，提供寬廣視角。

1.2 目標應用

此LED燈珠適用於廣泛的電子應用，包括但不限於：

• 通訊設備狀態指示燈。
• 電腦與周邊設備狀態燈。
• 消費性電子產品，如影音設備、家電與玩具。

2. 技術參數：深入客觀解讀

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。不建議在或接近這些極限下操作，否則可能影響可靠性。

• 功率耗散 (Pd)：綠色：最大75 mW；紅橙色：最大50 mW。此參數對於熱管理設計至關重要。
• 峰值順向電流 (I_FP)：兩種顏色皆為60 mA。這是在特定條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10µs）允許的最大脈衝電流。
• 直流順向電流 (I_F)：兩種顏色皆為20 mA。這是建議的最大連續工作電流。
• 工作溫度範圍 (T_opr)：-30°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍 (T_stg)：-40°C 至 +100°C。
• 接腳焊接溫度：最高260°C，持續5秒，測量點距離LED本體2.0mm (0.079")。這對於手工焊接或波峰焊接製程至關重要。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在環境溫度(T_A)為25°C下量測，定義了元件的典型性能。

• 發光強度 (I_v)：在 I_F= 5mA 下量測。綠色：典型值310 mcd (最小值85，最大值400 mcd)。紅橙色：典型值65 mcd (最小值18，最大值240 mcd)。實際強度有分級（見第4節）。保證的 I_v.
• 視角 (2θ_1/2)：兩種顏色皆約為100度。這是發光強度降至軸向（正軸）值一半時的全角，表示寬廣、擴散的光型。
• 峰值波長 (λ_P)：綠色：530 nm；紅橙色：611 nm。這是光譜發射最強的波長。
• 主波長 (λ_d)：綠色：520-535 nm；紅橙色：596-612 nm。這是人眼感知的單一波長，源自CIE色度圖。此參數亦有分級（見第4節）。
• 光譜線半高寬 (Δλ)：綠色：17 nm；紅橙色：20 nm。這表示發射光的光譜純度或頻寬。
• 順向電壓 (V_F)：在 I_F= 5mA 下量測。綠色：典型值3.0V (最小值2.0V，最大值4.0V)。紅橙色：典型值2.0V (最小值1.5V，最大值3.0V)。這對於限流電阻的計算至關重要。
• 逆向電流 (I_R)：在 V_R= 5V 下，兩種顏色最大皆為10 µA。

3. 分級系統說明

LED會根據關鍵光學參數進行分類（分級），以確保同一生產批次內的一致性。分級代碼標示在包裝袋上。

3.1 發光強度分級

LED根據其在5mA下量測到的發光強度進行分組。

綠色LED分級：

EF：85 - 140 mcd

GH：140 - 240 mcd

JK：240 - 400 mcd

紅橙色LED分級：

3Y3Z：18 - 30 mcd

AB：30 - 50 mcd

CD：50 - 85 mcd

註：每個分級界限的容差為±15%。

3.2 主波長分級

LED也會根據其主波長進行分組，以控制顏色一致性。

綠色LED波長分級：

1：520 - 525 nm

2：525 - 530 nm

3：530 - 535 nm

紅橙色LED波長分級：

1：596 - 600 nm

2：600 - 606 nm

3：606 - 612 nm

註：每個分級界限的容差為±1 nm。

4. 性能曲線分析

典型性能曲線（如規格書中所引用）說明了關鍵參數之間的關係。這些對於理解元件在不同工作條件下的行為至關重要。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此曲線顯示流經LED的電流與其兩端電壓之間的指數關係。綠色（較高 V_F）與紅橙色（較低 V_F）型號的曲線會有所不同。設計師利用此曲線為給定的電源電壓選擇合適的限流電阻。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

此曲線展示了光輸出如何隨著驅動電流增加而增加。在建議的工作範圍內通常是線性的，但在較高電流下會飽和。超過絕對最大額定值操作可能導致加速劣化或故障。

4.3 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。此曲線對於在寬廣溫度範圍內運作的應用至關重要，因為它有助於預測在最高工作溫度下的最小光輸出。

4.4 光譜分佈

這些圖表顯示了每種LED顏色在整個波長光譜上的相對輻射功率。綠色LED會在約530nm處顯示峰值，而紅橙色LED則在約611nm處顯示峰值。半高寬值表示光譜的擴散程度。

5. 機械與包裝資訊

5.1 外型尺寸

本元件採用標準T-1 (5mm) LED燈珠，安裝在黑色塑膠直角支架內。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米（括號內為英吋）。
• 除非另有規定，標準公差為±0.25mm (0.010")。
• 外殼材質為黑色塑膠。
• LED燈珠本身具有白色擴散透鏡。

註：具體尺寸請參閱原始規格書中的詳細尺寸圖。

5.2 極性辨識

插件式LED通常具有較長的陽極(+)接腳和較短的陰極(-)接腳。此外，LED外殼在靠近陰極接腳的邊緣處通常有一個平面。組裝時必須注意正確的極性。

5.3 包裝規格

LED以捲帶包裝供應，適用於自動化組裝。

• 載帶：由黑色導電聚苯乙烯合金製成，厚度0.50 ±0.06 mm。
• 捲盤數量：提供13英吋捲盤，包含100、200或400顆。
• 紙箱包裝：
  • 一個捲盤與濕度指示卡和乾燥劑一同包裝在防潮袋(MBB)中。
  • 兩個防潮袋（假設每捲400顆，共800顆）包裝在一個內箱中。
  • 十個內箱（共8,000顆）包裝在一個外箱中。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存條件

• 密封包裝：儲存於≤30°C且≤70% RH環境。請在包裝密封日期後一年內使用。
• 已開封包裝：若防潮袋(MBB)已開封，儲存環境不應超過30°C和60% RH。
• 車間壽命：從原始防潮袋取出的元件，應在168小時（7天）內完成焊接（例如，SMT元件進行IR迴焊；插件式則指一般組裝/波峰焊接準備）。
• 延長儲存/烘烤：對於離開原始包裝儲存超過168小時的元件，建議在焊接製程前進行烘烤（約60°C，至少48小時），以去除吸收的水氣並防止爆米花效應或其他濕氣引起的缺陷。

6.2 接腳成型與處理

• 彎折接腳時，彎折點應距離LED透鏡基座至少3mm。
• 彎折時請勿以引線框架的基座作為支點。
• 所有接腳成型應在室溫下進行，且必須在焊接前 soldering.
• 完成。在PCB組裝過程中，使用必要的最小夾緊力，以避免對LED本體施加過度的機械應力。

6.3 焊接製程

• 保持透鏡基座與焊接點之間至少有2mm的間隙。
• 避免將透鏡浸入焊錫中。
• 當LED因焊接而處於高溫狀態時，請勿對接腳施加外部應力。
• 建議手工焊接：使用具備溫度控制的烙鐵。烙鐵頭溫度應根據焊錫合金適當設定，每個接腳的焊接時間應盡量縮短，通常不超過3-5秒，並遵守距離本體2mm處260°C持續5秒的絕對最大值。

6.4 清潔

若焊接後需要清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。避免使用可能損壞塑膠透鏡或外殼的強效或未知化學清潔劑。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

最常見的應用是作為由直流電壓軌（例如3.3V、5V、12V）供電的狀態指示燈。必須使用限流電阻(R_series)，並使用歐姆定律計算：R_series= (V_supply- V_F) / I_F。為進行保守設計，請使用規格書中的典型值或最大值 V_F。例如，以5V電源在5mA驅動綠色LED：R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω。標準的390 Ω或430 Ω電阻將是合適的選擇。

7.2 設計考量

• 電流驅動：為了獲得最長壽命和穩定的光輸出，請在建議的直流順向電流（20mA）或以下驅動LED。對於指示燈用途，使用較低的電流（例如5-10mA）很常見，並能提高效率和壽命。
• 熱管理：雖然功率耗散很低，但如果使用多個LED或環境溫度較高，請確保外殼內有足夠的氣流。在高電流下工作會增加接面溫度，從而降低光輸出和壽命。
• 視角：100度的視角使此LED適用於指示燈需要從廣泛位置可見的應用。
• 顏色選擇：對於相同的輻射強度(mcd)，綠色LED在人眼中通常比紅橙色更亮。在多色顯示中進行亮度匹配時請考慮這一點。

8. 技術比較與差異化

LTL-R14FTGFH132T在其類別中提供了特定的優勢：

• 直角外型：整合的直角黑色支架使其與標準的徑向LED區分開來，提供了內建的間隔墊和特定的安裝方向，無需額外的插座。
• 對比度增強：黑色外殼是一個關鍵特色，顯著改善了熄滅狀態（黑色）與點亮狀態（彩色光）之間的對比度，使指示燈更易於辨讀，特別是在明亮的環境光下。
• 分級確保一致性：提供詳細的發光強度和波長分級，讓設計師可以為需要多個指示燈之間緊密顏色或亮度匹配的應用選擇元件。
• 相同封裝提供雙色選擇：在同一機械封裝中提供綠色和紅橙色兩種型號，簡化了使用多種狀態顏色的系統的庫存和PCB設計。

9. 常見問題 (基於技術參數)

9.1 使用5V電源時，應選用多大的電阻值？

這取決於所需的電流和LED顏色。對於綠色LED在5mA下：R ≈ (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω。對於紅橙色LED在5mA下：R ≈ (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω。為進行保守設計，確保不會超過目標電流，請始終使用最大電源電壓和最小 V_F進行計算。

9.2 我可以持續以20mA驅動這顆LED嗎？

可以，20mA是建議的最大直流順向電流。然而，對於標準指示燈用途，5-10mA通常已足夠，並且會導致更低的功耗和可能更長的壽命。請確保您的設計在您選擇的電流和實際順向電壓下，不超過絕對最大功率耗散（綠色75mW，紅橙色50mW）。

9.3 為何發光強度有±15%的容差？

此容差考慮了量測變異性以及即使在單一分級內也會存在的微小生產差異。分級系統（EF、GH、JK等）提供了更嚴格的保證範圍。±15%適用於這些分級的界限，意味著來自GH級（140-240 mcd）的元件保證在140±15%和240±15% mcd之內。

9.4 開封後168小時的車間壽命有多關鍵？

這是一個建議的指導原則，旨在防止與濕氣相關的焊接缺陷。如果暴露的元件從環境空氣中吸收了過多水分，焊接過程中的快速加熱可能導致內部分層或破裂。如果超過此限制，請在焊接前遵循烘烤程序（60°C，48小時）。

10. 實際應用範例

情境：為網路路由器設計一個多狀態指示面板。

一位設計師正在創建一個具有三個指示燈的前面板：電源（綠色）、網路活動（閃爍綠色）和故障（紅橙色）。

1. 元件選擇：他們為所有三個位置選擇了LTL-R14FTGFH132T。直角支架提供了一致且專業的外觀，並簡化了組裝。黑色外殼確保了與面板的高對比度。
2. 電路設計：系統使用3.3V MCU電源軌。對於綠色電源LED，他們選擇以8mA驅動以獲得良好的可見度。使用典型的 V_F值3.0V：R = (3.3V - 3.0V) / 0.008A = 37.5Ω。選擇了39Ω電阻。對紅橙色LED使用其 V_F值2.0V進行相同的計算。
3. 分級考量：為了確保兩個綠色LED（電源和活動）具有匹配的亮度，設計師在物料清單(BOM)中為兩者指定了相同的發光強度分級（例如GH級）。
4. PCB佈局：PCB封裝是根據規格書的尺寸圖設計的。設計師確保孔距和孔徑正確，並且有清晰的絲印標記指示陰極（平面側）。
5. 組裝與儲存：生產團隊收到捲帶包裝的元件。他們確保防潮袋僅在組裝線需要前不久才打開，遵守168小時的指導原則。任何剩餘的捲盤都儲存在乾燥櫃中。

11. 工作原理簡介

發光二極體(LED)是一種透過電致發光發光的半導體元件。當順向電壓施加於p-n接面時，來自n型材料的電子在主動區與來自p型材料的電洞復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。發射光的特定顏色（波長）由主動區使用的半導體材料的能隙決定。

• 本產品中的綠色LED使用氮化銦鎵(InGaN)化合物半導體，其能隙對應於藍色到綠色光譜的光。
• 本產品中的紅橙色LED使用磷化鋁銦鎵(AlInGaP)化合物半導體，其能隙對應於黃色到紅色光譜的光。
• 本產品中的白色擴散透鏡由環氧樹脂或矽膠與散射粒子製成。它有兩個目的：1) 保護脆弱的半導體晶片，2) 散射光線，與透明透鏡相比，擴大了視角並創造了更均勻、更柔和的外觀。

12. 技術趨勢

雖然像T-1封裝這樣的插件式LED對於許多應用仍然至關重要，特別是在原型製作、工業控制以及需要手動組裝或高可靠性的領域，但更廣泛的LED產業趨勢也值得關注：

• 微型化：朝向更小的表面黏著元件(SMD)封裝（例如0603、0402）的強烈趨勢，適用於高密度PCB設計。然而，插件式零件提供了更優越的機械強度，並且在高振動環境中通常是首選。
• 效率提升：內部量子效率和光提取技術的持續改進，導致所有LED顏色（包括綠色和紅色）的發光效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）不斷提高。
• 磊晶生長和製造控制的進步持續減少了波長和強度的變異性，從而實現更緊密的分級並減少分選需求，儘管精確的分級對於高端應用仍然至關重要。智慧整合：
• 智慧指示燈的成長，這些指示燈將控制IC（用於調光、序列或可定址性）直接整合到LED封裝中。雖然這在SMD RGB LED中更為常見，但對智慧狀態指示的需求可能會影響未來的插件式外型。LTL-R14FTGFH132T代表了一個成熟、可靠且規格明確的元件，持續有效地服務於廣泛的基本電子指示需求。

The LTL-R14FTGFH132T represents a mature, reliable, and well-specified component that continues to serve a wide range of fundamental electronic indicator needs effectively.