LTL1NHEG6D 插件式LED燈珠規格書 - T-1 3mm封裝 - 2.5V順向電壓 - 625nm紅光 - 54mW功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款高亮度插件式LED燈珠的規格。此元件採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術，該技術以其高發光效率以及在紅-橙-黃波長光譜中的優異性能而聞名。產品採用流行的T-1（3mm）直徑封裝設計，使其成為適用於眾多電子應用中狀態指示與照明的標準且廣泛相容的元件。

此LED的核心優勢包括低功耗結合高光輸出、符合無鉛與RoHS環保指令，以及針對易於整合至插件式印刷電路板（PCB）的優化設計。其主要目標市場涵蓋通訊設備、電腦周邊、消費性電子、家電以及需要可靠、長壽命視覺指示器的工業控制系統。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

此元件在環境溫度（I_F）為25°C時，最大連續直流順向電流（T_A）額定值為20 mA。最大功耗為54 mW。對於脈衝操作，在1/10工作週期、0.1ms脈衝寬度下，允許的峰值順向電流為60 mA。工作溫度範圍指定為-30°C至+85°C，儲存溫度範圍更寬，為-40°C至+100°C。順向電流的降額因子在40°C以上為0.34 mA/°C，這意味著最大允許連續電流會隨著溫度升高而降低，以防止熱損壞。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數在T_A=25°C且I_F=10mA的條件下測量。發光強度（I_V）的典型值為65毫燭光（mcd），最小值為23 mcd，最大值為110 mcd。順向電壓（V_F）典型值為2.5V，最大值為2.5V。主波長（λ_d）為625 nm，定義其紅色光色，峰值發射波長（λ_p）為630 nm。視角（2θ_1/2）為90度，表示寬廣、擴散的光線發射模式。光譜線半寬度（Δλ）為20 nm。在反向電壓（I_R）為5V時，最大反向電流（V_R）為100 μA；必須注意，此元件並非設計用於反向偏壓下操作。

3. 分級系統規格

本產品採用分級系統，依據發光強度與主波長對元件進行分類，以確保應用設計的一致性。

3.1 發光強度分級

LED依據在10mA下的測量值，分為三個強度等級（ZA、BC、DE）。等級範圍為：ZA（23-38 mcd）、BC（38-65 mcd）和DE（65-110 mcd）。每個等級範圍的容差為±15%。

3.2 主波長分級

為確保顏色一致性，主波長以4nm為間隔進行分級。定義的等級為：H28（617.0-621.0 nm）、H29（621.0-625.0 nm）、H30（625.0-629.0 nm）和H31（629.0-633.0 nm）。每個等級範圍保持±1nm的嚴格容差。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了具體的圖形數據，但此類元件的典型曲線將說明順向電流與發光強度之間的關係（顯示近乎線性的增長）、順向電壓與順向電流的關係（展示二極體的指數特性），以及發光強度隨環境溫度的變化（顯示輸出隨溫度升高而降低）。光譜分佈曲線將顯示一個以630 nm為中心、具有指定20 nm半寬度的單一峰值，確認其純紅色光發射。

5. 機械與封裝資訊

LED封裝在標準的T-1（3mm）圓柱形環氧樹脂外殼中，配有擴散式紅色透鏡。外形圖指定了關鍵尺寸，包括引腳直徑、透鏡直徑與高度，以及引腳間距。引腳間距是在引腳從封裝本體伸出的位置測量。除非另有說明，機械尺寸的公差通常為±0.25mm。法蘭下方的樹脂最大突出量為1.0mm。元件在透鏡上設有平面標記或較長的引腳，用以指示陰極（負極）極性，這對於正確的PCB方向至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存與操作

LED應儲存在不超過30°C和70%相對濕度的環境中。若從其原始的防潮包裝中取出，應在三個月內使用。如需更長時間儲存，應將其保存在帶有乾燥劑的密封容器中。為防止靜電放電（ESD）損壞，人員應使用接地腕帶，工作站應妥善接地，並建議使用離子風機來中和塑膠透鏡上的靜電荷。

6.2 引腳成型

任何引腳彎曲必須在室溫下、焊接製程之前，於距離LED透鏡基座至少3mm的位置進行。彎曲時不得以LED基座作為支點。

6.3 焊接製程

必須在焊點與環氧樹脂透鏡基座之間保持至少2mm的間隙。必須避免將透鏡浸入焊料中。建議條件如下：
烙鐵焊接：最高350°C，持續3秒（僅限一次）。
波峰焊接：預熱至最高100°C，持續60秒，接著在最高260°C的焊料波中持續5秒。
紅外線（IR）迴流焊接不適用於此插件式封裝類型。過高的溫度或時間可能導致透鏡變形或災難性故障。

7. 包裝與訂購資訊

LED以抗靜電袋包裝。每袋的標準包裝數量為1000、500、200或100件。十袋裝入一個內箱（總計最多10,000件）。八個內箱裝入一個主外運紙箱（總計最多80,000件）。非整數包裝可能僅出現在一個出貨批次的最後一包中。訂購時使用料號LTL1NHEG6D，分級代碼（例如，針對強度和波長）通常標示在包裝袋標籤上。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此LED適用於眾多設備中的狀態和電源指示器：網路路由器/數據機、桌上型電腦與伺服器、影音設備、廚房電器、電動工具和工業控制面板。其高亮度也使其適合用於背光照明小型圖例，或用於室內/室外資訊標誌，其中可見度是關鍵。

8.2 電路設計考量

LED是電流驅動元件。為了在驅動多個LED時確保亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個獨立的限流電阻（電路A）。不建議將多個LED直接並聯（電路B），因為其順向電壓（V_F）特性的微小差異將導致電流分配不均，從而亮度不均。串聯電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F.

9. 技術比較與差異

與舊式基於GaP（磷化鎵）的紅光LED相比，此AlInGaP元件在相同驅動電流下提供顯著更高的發光強度和效率。其625nm主波長提供鮮豔、飽和的紅色。搭配擴散透鏡的90度寬視角確保了從各個角度都有良好的可見度，這與窄光束LED不同。相較於某些表面黏著替代方案，插件式設計提供了更優異的機械強度和對PCB的熱傳導，這在高振動環境或手動原型製作中可能有益。

10. 常見問題（FAQ）

問：主波長與峰值波長有何不同？
答：主波長（λ_d）源自CIE色度圖，代表最能匹配人眼感知光色的單一波長。峰值波長（λ_p）是光譜功率輸出實際最高的波長。兩者通常接近但並不完全相同。

問：我可以在沒有限流電阻的情況下驅動此LED嗎？
答：不行。將LED直接連接到電壓源會導致過量電流流過，迅速損壞元件。串聯電阻對於安全操作是必需的。

問：為什麼要有分級系統？
答：製造過程的變異會導致性能上的微小差異。分級系統將LED分類到具有嚴格控制特性（強度、顏色）的組別中，讓設計師可以根據其應用的一致性要求選擇合適的等級。

問：此LED適合汽車應用嗎？
答：此標準規格書未指定AEC-Q101汽車級認證。若用於汽車，需要專門認證的產品變體。

11. 實務設計與使用案例

情境：為一個電源供應器設計一組四個狀態指示燈。
實作：每個LED（選自DE強度等級以獲得高可見度）透過一個獨立的串聯電阻連接到5V電源軌。使用典型的V_F2.5V和目標I_F10mA，電阻值為 R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 歐姆。將使用標準的240或270歐姆電阻。LED以規定的2mm引腳間隙安裝在PCB上以便焊接。此設計確保每個LED以正確的電流驅動，使所有四個指示燈提供均勻且可靠的亮度。

12. 技術原理介紹

此LED基於生長在基板上的AlInGaP半導體材料。當在p-n接面施加順向電壓時，電子和電洞被注入到主動區域，在那裡它們重新結合。此重新結合過程以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定成分決定了半導體的能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）——在此例中為625 nm的紅光。環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶片、塑造光輸出光束（90度擴散）並提高光提取效率。

13. 技術發展趨勢

LED技術的總體趨勢持續朝向更高的發光效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）、更高的可靠性和更低的成本發展。對於指示燈型LED，正穩步朝向表面黏著元件（SMD）封裝遷移，以實現自動化組裝和節省空間。然而，插件式LED對於需要高機械強度、便於原型製作或維修的手動組裝，以及透過直接連接到PCB銅層實現優異熱管理的應用，仍然至關重要。螢光粉技術和晶片設計的進步也使得現代LED能夠在生產批次中實現更高的色純度和一致性。