LTLR42FTBGAJ LED 燈珠規格書 - T-1 封裝 - 470nm 藍光/白光 - 3.2V 20mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTLR42FTBGAJ 是一款插件式 LED 燈珠，專為廣泛電子應用中的狀態指示和一般照明而設計。它採用流行的 T-1 (3mm) 直徑封裝，配備白色擴散透鏡，發光主波長位於藍光光譜 (470nm)。此元件的特點是低功耗、高可靠性，並與標準 PCB 安裝製程相容。

1.1 核心優勢

• 符合 RoHS 規範：產品不含鉛 (Pb)，符合環保法規。
• 高效率：相對於其功耗，提供高發光強度。
• 設計靈活性：提供標準 T-1 封裝，適用於 PCB 或面板上的多樣化安裝。
• 低電流驅動：與積體電路相容，電流需求低，簡化電路設計。
• 可靠性：專為在指定溫度範圍內穩定運作而打造。

1.2 目標應用

此 LED 適用於需要清晰、可靠視覺指示器的各種領域。主要應用領域包括：

• 通訊設備：路由器、數據機、交換機上的狀態燈。
• 電腦周邊設備：電源、硬碟活動及功能指示燈。
• 消費性電子產品：音訊/視訊設備、家電上的指示燈。
• 家用電器：顯示器和控制面板指示燈。
• 工業控制：機器狀態、故障及運作指示燈。

2. 技術參數分析

本節對規格書中定義的關鍵電氣、光學及熱參數提供詳細、客觀的解讀。理解這些規格對於正確的電路設計和可靠運作至關重要。

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。在此條件下運作不保證正常。

• 功率消耗 (P_D)：最大 72 mW。這是 LED 封裝能以熱量形式消耗的總功率。超過此限制有熱損壞風險。
• 直流順向電流 (I_F)：連續 20 mA。不應以超過此值的連續直流電流驅動 LED。
• 峰值順向電流：60 mA，僅在脈衝條件下允許（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10µs）。適用於短暫的高亮度閃爍。
• 工作溫度 (T_A)：-30°C 至 +85°C。正常運作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度：-40°C 至 +100°C。非運作狀態下的儲存溫度範圍。
• 引腳焊接溫度：最高 260°C，最長 5 秒，測量點距離 LED 本體 2.0mm。對於手工或波峰焊接製程至關重要。

2.2 電氣與光學特性

這些是在環境溫度 (T_A) 為 25°C 且順向電流 (I_F) 為 10mA 下測量的典型性能參數，除非另有說明。

• 發光強度 (I_V)：65 至 310 mcd（毫燭光）。實際強度經過分級（見第 4 節）。測試包含 ±15% 的測量公差。
• 視角 (2θ_1/2)：100 度（典型值）。這是發光強度降至其軸向（中心）值一半時的全角。白色擴散透鏡創造了寬廣、均勻的視覺圖案。
• 峰值發射波長 (λ_P)：468 nm。光譜輸出最強的波長。
• 主波長 (λ_d)：460 至 475 nm（分級）。這是人眼感知到的單一波長，定義了 LED 的顏色，源自 CIE 色度圖。
• 譜線半寬度 (Δλ)：25 nm（典型值）。這表示光譜純度；數值越小表示光越接近單色光。
• 順向電壓 (V_F)：2.6V 至 3.6V，在 10mA 下典型值為 3.2V。這是 LED 導通電流時兩端的電壓降。
• 逆向電流 (I_R)：在逆向電壓 (V_R) 為 5V 時，最大 10 µA。重要：此元件並非為逆向操作而設計；此參數僅供測試用途。

2.3 熱考量

雖然未在曲線中詳細說明，但熱管理可從功率消耗額定值和工作溫度範圍推斷。以最大連續電流 (20mA) 和典型 V_F值 3.2V 驅動 LED，會產生 64mW 的功率消耗，接近絕對最大值 72mW。因此，在高環境溫度或密閉空間中，建議降低工作電流，以確保長期可靠性並防止發光強度衰減。

3. 分級系統規格

為確保生產一致性，LED 會根據性能進行分級。LTLR42FTBGAJ 採用二維分級系統，針對發光強度和主波長。

3.1 發光強度分級

單位為毫燭光 (mcd)，在 I_F= 10mA 下測量。每個等級在其上下限有 ±15% 的公差。

• 等級 DE：最小 65 mcd，最大 110 mcd。
• 等級 FG：最小 110 mcd，最大 180 mcd。
• 等級 HJ：最小 180 mcd，最大 310 mcd。

等級代碼標示於每個包裝袋上，讓設計師能為其應用選擇合適的亮度等級。

3.2 主波長分級

單位為奈米 (nm)，在 I_F= 10mA 下測量。每個等級在其上下限有 ±1nm 的公差。

• 等級 B07：460.0 nm 至 465.0 nm。
• 等級 B08：465.0 nm 至 470.0 nm。
• 等級 B09：470.0 nm 至 475.0 nm。

此分級確保了在定義的藍色調範圍內的顏色一致性，適用於顏色匹配很重要的應用。

4. 機械與封裝資訊

4.1 外型尺寸

此 LED 符合標準 T-1 (3mm) 徑向引腳封裝輪廓。規格書中的關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米（括號內為英吋）。
• 標準公差為 ±0.25mm (±0.010\")，除非另有說明。
• 法蘭下方樹脂的最大突出量為 1.0mm (0.04\")。
• 引腳間距在引腳從封裝本體伸出的位置測量。
• 最小引腳長度為 27.5mm。

4.2 極性識別

對於插件式 LED，較長的引腳通常是陽極（正極），較短的引腳是陰極（負極）。此外，LED 本體通常在陰極引腳附近有一個平面。在 PCB 佈局和組裝時必須注意正確的極性。

5. 組裝與操作指南

正確的操作對於維持 LED 性能和可靠性至關重要。

5.1 儲存條件

為獲得最佳保存期限，LED 應儲存在溫度不超過 30°C 且相對濕度不超過 70% 的環境中。若從原廠防潮包裝中取出，建議在三個月內使用元件。若需在原包裝袋外長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或充氮乾燥器。

5.2 引腳成型

• 彎曲必須在焊接之前，於室溫下進行。
• 彎曲點應距離 LED 透鏡底部至少 3mm。
• 彎曲時請勿以 LED 本體底部（引線框架）作為支點。
• 在插入 PCB 時，施加最小必要的夾緊力，以避免對封裝造成機械應力。

5.3 焊接製程

關鍵規則：保持環氧樹脂透鏡底部到焊點的最小距離為 2mm。請勿將透鏡浸入焊料中。

• 烙鐵：最高溫度 350°C。每引腳最大焊接時間 3 秒。焊接應僅進行一次。
• 波峰焊接：最高預熱溫度 100°C，最長 60 秒。焊波溫度最高 260°C。最大焊接時間 5 秒。
• 重要：紅外線 (IR) 迴流焊接不適用於此插件式 LED 產品。過高的熱量或時間可能導致透鏡變形或造成災難性故障。

5.4 清潔

若焊接後需要清潔，請僅使用酒精類溶劑，如異丙醇。避免使用強烈或侵蝕性化學品。

5.5 靜電放電 (ESD) 防護

LED 對靜電放電敏感。必須採取預防措施：

• 操作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。
• 使用離子發生器來中和因操作摩擦可能在塑膠透鏡上積累的靜電荷。

6. 電路設計與驅動方法

6.1 基本驅動原理

LED 是一種電流驅動元件。其亮度主要由順向電流 (I_F) 控制，而非電壓。因此，限流機制是必需的。

6.2 推薦電路

規格書強烈建議為每個 LED 使用一個串聯電阻，即使多個 LED 並聯連接到一個電壓源（電路 A）。

電路 A（推薦）：每個 LED 都有其專用的限流電阻 (R_limit)。電阻值使用歐姆定律計算：R_limit= (V_supply- V_F) / I_F。這通過補償個別元件順向電壓 (V_F) 的微小差異，確保所有 LED 亮度均勻。

6.3 不推薦電路

電路 B（不推薦）：多個 LED 並聯，共用一個限流電阻。此配置有問題，因為具有最低 V_F的 LED 將汲取更多電流，變得更亮且可能過載，而其他 LED 則較暗。這導致照明不均勻並降低可靠性。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

產品採用分層包裝系統：

1. 包裝袋：包含 1000、500、200 或 100 顆。發光強度等級代碼標示於每個袋上。
2. 內盒：包含 10 個包裝袋，總計 10,000 顆。
3. 外箱（出貨箱）：包含 8 個內盒，總計 80,000 顆。在一個出貨批次中，只有最終包裝可能包含非滿裝數量。

8. 應用註記與設計考量

8.1 適用應用

此 LED 非常適合室內外標誌，以及需要藍色或白色擴散指示燈的標準電子設備。寬廣的視角使其成為指示燈需要從多個角度可見的面板的理想選擇。

8.2 設計檢查清單

• 電流限制：始終使用串聯電阻。使用規格書中的最大 V_F值來計算所需的 I_F(≤20mA DC)，以進行安全設計。
• 熱管理：考慮環境溫度和氣流。在高溫環境中降低工作電流。
• PCB 佈局：確保正確的極性焊盤。在焊盤設計中保持 2mm 的最小焊點到透鏡距離。
• 分級：指定所需的發光強度 (I_V) 和主波長 (λ_d) 等級，以確保生產中的顏色和亮度一致性。
• ESD 預防措施：在組裝區域實施 ESD 控制。

9. 技術比較與定位

LTLR42FTBGAJ 在光電市場中佔據標準地位。其主要差異化特點是：

• 封裝：無處不在的 T-1 插件式封裝，為原型製作、手工組裝以及不需要或不希望使用表面黏著技術 (SMT) 的應用提供了易用性。
• 透鏡：白色擴散透鏡提供寬廣、均勻的視角，並使光點比透明透鏡更柔和，使其非常適合前面板指示燈。
• 顏色：470nm 藍光/白光輸出是電源、狀態和功能指示燈的常見選擇，具有良好的可見度。
• 可靠性重點：詳細的操作、焊接和 ESD 指南強調了可靠性設計，使其適合需要長使用壽命的工業和消費性產品。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 我可以在沒有串聯電阻的情況下驅動此 LED 嗎？

No.將 LED 直接連接到電壓源會導致過量電流流過，立即損壞元件。始終需要串聯電阻（或其他電流調節電路）。

10.2 峰值波長和主波長有何不同？

峰值波長 (λ_P)：LED 發射最多光功率的物理波長。主波長 (λ_d)：由人眼響應（CIE 標準）定義的感知顏色。對於藍光 LED，這些值通常很接近。λ_d對於顏色規格更為相關。

10.3 我可以將其用於逆向電壓指示嗎？

No.規格書明確指出該元件並非為逆向操作而設計。逆向電流 (I_R) 參數僅供測試用途。施加逆向電壓可能損壞 LED。

10.4 如何選擇正確的等級？

根據應用所需的亮度選擇發光強度等級 (DE, FG, HJ)。根據所需的特定藍色/白色色調選擇主波長等級 (B07, B08, B09)，尤其是在面板上需要匹配多個 LED 時。

11. 實用設計範例

情境：使用 LTLR42FTBGAJ LED 設計一個 12V DC 電源指示燈。目標順向電流 (I_F) 為 15mA，以平衡亮度和使用壽命。

1. 確定順向電壓 (V_F)：為保守設計，使用規格書中的最大值：V_F(max)= 3.6V。
2. 計算串聯電阻：R = (V_supply- V_F) / I_F= (12V - 3.6V) / 0.015A = 560 歐姆。最接近的標準 E24 電阻值為 560Ω。
3. 計算電阻功率：P = I_F²* R = (0.015)²* 560 = 0.126W。標準 1/4W (0.25W) 電阻已足夠。
4. PCB 佈局：將電阻與 LED 陽極串聯。確保 LED 陰極焊盤距離 LED 本體焊盤邊緣至少 2mm，以滿足焊接距離要求。

12. 運作原理與技術

LTLR42FTBGAJ 基於使用氮化銦鎵 (InGaN) 材料作為發光活性區域的半導體二極體結構。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子和電洞在活性區域復合，以光子（光）的形式釋放能量。InGaN 層的特定成分決定了峰值發射波長，在本例中約為 468nm（藍光）。白色擴散外觀是通過將藍光 LED 晶片與螢光粉塗層或擴散環氧樹脂透鏡結合實現的，後者散射光線以產生更寬的光束和更柔和的視覺效果。

13. 產業趨勢與背景

儘管產業主導趨勢轉向表面黏著元件 (SMD) 技術，但像 T-1 封裝這樣的插件式 LED 在特定利基市場中仍然具有相關性。其主要優勢是機械穩固性、便於原型製作和維修的手工焊接，以及適用於需要垂直安裝到 PCB 或面板中的應用。插件式領域內的趨勢是朝向更高效率（每 mA 更多光輸出）、在惡劣條件下提高可靠性，以及持續符合 RoHS/REACH 規範。對於新設計，工程師通常會評估 SMD 替代方案以節省空間和獲得自動化組裝的好處，但插件式選項通常更受青睞於教育套件、業餘愛好者專案、高振動的工業控制，或當設計特別要求傳統燈泡式指示燈時。