目錄
1. 產品概述
本文件提供一款高效能、插件式安裝 LED 燈珠的完整技術規格。此元件專為需要高亮度輸出與低功耗的通用指示燈應用而設計。其主要特點包括緊湊的 3.1mm 直徑封裝、因低電流需求而與積體電路相容，以及在印刷電路板或面板上的多樣化安裝選項。光源採用 AlInGaP 技術，可產生琥珀色、霧面擴散的黃光輸出。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
為防止永久性損壞，不得在超出以下限制的條件下操作此元件。最大功耗為 75 mW。適用於脈衝條件（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）下的峰值順向電流為 60 mA。最大連續直流順向電流為 20 mA。元件可承受最高 5 V 的反向電壓。操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，而儲存溫度範圍則為 -40°C 至 +100°C。對於焊接，引腳可承受 260°C 的溫度，最長 5 秒，測量點距離 LED 本體 1.6mm。
2.2 電氣 / 光學特性
所有參數均在環境溫度 (TA) 為 25°C 時指定。在順向電流 (IV) 為 20 mA 時，發光強度 (IF) 的典型值為 700 mcd，最小值為 240 mcd，最大值為 1150 mcd。視角 (2θ1/2) 為 25 度。峰值發射波長 (λP) 為 591 nm。主波長 (λd) 範圍為 586 nm 至 594 nm，典型值為 590 nm。譜線半高寬 (Δλ) 為 15 nm。在 20 mA 時，順向電壓 (VF) 典型值為 2.1 V，範圍為 1.6 V 至 2.6 V。在反向電壓 (VR) 為 5V 時，反向電流 (IR) 最大值為 100 μA。必須注意，此元件並非設計用於反向偏壓操作；此測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統說明
LED 根據發光強度和主波長進行分級，以確保應用中的一致性。發光強度分級為：JK (240-400 mcd)、LM (400-680 mcd) 和 NP (680-1150 mcd)，每級公差為 ±15%。主波長分級為：H16 (586.0-588.0 nm)、H17 (588.0-590.0 nm)、H18 (590.0-592.0 nm) 和 H19 (592.0-594.0 nm)，每級公差為 ±1 nm。強度的具體分級代碼標示於每個包裝袋上。
4. 性能曲線分析
規格書中參考了在 25°C 環境溫度下測量的典型電氣和光學特性曲線。這些曲線以視覺化方式呈現了關鍵參數之間的關係，例如順向電流與順向電壓、發光強度與順向電流，以及發射光的光譜分佈。分析這些曲線對於理解元件在不同操作條件下的行為、預測非標準電流下的性能，以及設計適當的驅動電路以在保持效率和壽命的同時達到所需亮度水準至關重要。
5. 機械與包裝資訊
5.1 封裝尺寸
此 LED 採用標準 3.1mm 直徑圓形封裝，專為插件式安裝設計。除非另有說明，關鍵尺寸公差為 ±0.25mm。法蘭下方的樹脂可能凸出或凹陷，最大 0.5mm。引腳間距是在引腳從封裝本體伸出的點進行測量。規格書中提供了包含所有關鍵尺寸的詳細機械圖，以便進行精確的 PCB 佈局和機械整合。
5.2 包裝規格
LED 以包裝袋供應，每袋包含 1000、500、200 或 100 顆。十個此類包裝袋組合成一個內箱，每個內箱總計 10,000 顆。對於較大的出貨量，八個內箱裝入一個外箱，每個外箱總計 80,000 顆。請注意，在一個出貨批次內，只有最終包裝可能不是完整的包裝單位。
6. 焊接與組裝指南
正確的處理對於可靠性至關重要。儲存時，環境溫度不應超過 30°C 或相對濕度 70%。從原始包裝中取出的 LED 應在三個月內使用。對於清潔，僅建議使用酒精類溶劑，如異丙醇。在引腳成型過程中，彎曲處必須距離 LED 透鏡基座至少 3mm，且操作必須在焊接前於室溫下進行。焊接時，焊點與透鏡基座之間必須保持至少 2mm 的間隙。建議的焊接條件為：烙鐵溫度最高 350°C，最長 3 秒（僅限一次）；或波峰焊，預熱最高 100°C，最長 60 秒，焊波溫度最高 260°C，最長 5 秒。紅外線 (IR) 迴焊不適用於此插件式 LED 產品。
7. 應用建議
7.1 驅動方法
LED 是電流驅動元件。為了在並聯多個 LED 時確保亮度均勻，強烈建議為每個 LED 單獨串聯一個限流電阻。不建議為並聯陣列使用單一電阻（規格書中的電路 B），因為每個 LED 的順向電壓 (VF) 特性略有差異，可能導致電流分配顯著不同，從而造成發光強度不均。
7.2 ESD（靜電放電）防護
這些元件對靜電放電敏感。為防止損壞，人員應使用導電腕帶或防靜電手套。所有設備、工作台和儲物架必須妥善接地。建議使用離子風扇來中和在處理和儲存過程中可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。
7.3 預期用途與注意事項
此 LED 預期用於辦公室、通訊和家庭應用中的普通電子設備。未經事先諮詢和特定資格認證，不適用於故障可能危及生命或健康的安全關鍵應用（例如航空、醫療設備、交通控制）。
8. 技術比較與設計考量
與舊技術相比，使用 AlInGaP 材料可提供更高的效率，以及隨時間和溫度變化更穩定的色彩輸出。3.1mm 封裝是常見的業界標準，確保與現有 PCB 佔位面積和面板開孔相容。在 20mA 下典型順向電壓為 2.1V，使其適合透過簡單的串聯電阻從 3.3V 或 5V 邏輯電源直接驅動。設計師必須仔細考慮散熱，因為超過功率、電流或溫度的絕對最大額定值將降低性能並縮短壽命。25 度視角表示光束相對集中，適合直接視線指示燈應用。
9. 基於技術參數的常見問題
問：使用 5V 電源時，我應該使用多大的電阻值？
答：使用歐姆定律 (R = (V電源- VF) / IF) 以及在 20mA 時 VF的典型值 2.1V，R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 歐姆。標準的 150 歐姆電阻是一個合適的起點。請務必驗證電路中的實際電流。
問：我可以將此 LED 驅動在 30mA 以獲得更高亮度嗎？
答：不行。絕對最大連續直流順向電流為 20 mA。超過此額定值有永久損壞元件的風險，並違反指定的操作條件。
問：發光強度範圍很廣（240-1150 mcd）。我如何確保亮度一致？
答：利用分級系統。訂購時指定所需的發光強度分級（JK、LM 或 NP），以獲得性能範圍更集中的 LED。分級代碼標示在包裝袋上。
問：需要反向電壓保護嗎？
答：雖然元件可承受最高 5V 的反向電壓，但它並非設計用於反向操作。在可能出現反向電壓的電路中（例如交流耦合、電感性負載），建議使用外部保護，例如並聯一個二極體（陰極對陽極）。
10. 實際應用案例
考慮為一個網路路由器設計一個狀態指示燈面板，包含十個相同的琥珀色 LED 指示燈。為確保亮度均勻，每個 LTL1NHSJ4D LED 應從 3.3V 微控制器 GPIO 引腳單獨驅動。每個 LED 的陽極線路上放置一個約 62 歐姆的串聯電阻 ((3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 歐姆，最接近的標準值為 62 歐姆)。LED 安裝在 PCB 上，引腳在距離本體 4mm 處成型以適應面板厚度。組裝過程中遵循 ESD 預防措施，並使用溫度設定為 320°C 的溫控烙鐵進行焊接，每個焊點 2 秒。通過指定 LM 強度分級 (400-680 mcd)，所有十個指示燈均可實現一致的中等亮度外觀。
11. 原理介紹
此 LED 基於半導體二極體中的電致發光原理運作。有源區由磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 組成。當施加順向電壓時，電子和電洞被注入有源區，在那裡它們復合，以光子的形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了能隙能量，進而定義了發射光的主波長，在本例中為琥珀色/黃色。霧面擴散的透鏡材料散射光線，與透明透鏡相比，創造出更寬、更均勻的視覺圖案。
12. 發展趨勢
指示燈 LED 的總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）發展，這使得在較低的驅動電流下獲得相同的亮度輸出成為可能，從而降低功耗和熱量產生。同時也著重於改善色彩一致性以及隨溫度和使用壽命的穩定性。雖然插件式封裝在原型製作、手動組裝和某些工業應用中仍然流行，但表面黏著元件 (SMD) 封裝因其更小的尺寸和更低的剖面高度，在自動化、大批量製造中日益佔據主導地位。底層的 AlInGaP 材料技術已成熟，並為紅色、橙色和琥珀色提供了卓越的性能。
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。 |