目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心特色
- 1.2 目標應用
- 2. 機械與封裝資訊
- 2.1 外型尺寸
- 3. 絕對最大額定值
- 4. 電氣與光學特性
- 4.1 特性註記
- LED根據其在20mA下的發光強度進行分級。這確保了生產應用中亮度的一致性。
- 藍色LED分級
- 標準包裝流程如下：
- 7.1 推薦應用
- 適用於室內/外標誌及一般電子設備狀態指示。
- 溫度勿超過30°C，相對濕度勿超過70%。
- 若需清潔，請使用異丙醇等酒精類溶劑。
- 彎曲點：
- 關鍵規則：
- LED是電流驅動元件。當使用多個LED以獲得均勻亮度時：
- 這些LED易受靜電損壞。
- 8.1 順向電壓（Vf）與順向電流（If）關係
- 典型曲線顯示了藍色和紅色LED的電壓與電流之間的指數關係。在20mA下，藍色LED（InGaN）的典型Vf（約3.4V）高於紅色LED（AlInGaP，約2.4V）。設計師在計算串聯電阻值或為多色應用設計電源時，必須考慮此差異。
- 在正常工作範圍內，強度大致與順向電流成正比。以高於推薦直流電流（30mA）驅動LED將增加光輸出，但也會增加功率消耗和接面溫度，可能縮短壽命並導致色偏。
- 雖然文件提供了最大額定值，但重要的是要了解LED性能會隨著接面溫度升高而下降。對於紅色AlInGaP LED，其發光效率通常比藍色InGaN LED更顯著地隨溫度上升而降低。在高環境溫度或高電流驅動的情況下，應考慮熱管理（例如PCB銅箔面積）以維持性能和可靠性。
- 30度的半角提供了相當寬的視角錐，適合面板指示燈。對於需要非常窄光束的應用，則需要二次光學元件（例如透鏡）。水清透鏡最適合產生最純淨的色彩輸出，但不提供擴散效果；若需要更柔和、更均勻的外觀，則需要擴散透鏡型號。
- 9.1 藍色與紅色型號總結
- 面向
- 問：我可以直接從5V數位邏輯接腳驅動此LED嗎？
- 10.1 12V設備的電源指示燈
- 目標：
- 目標：
1. 產品概述
本文件詳細說明零件編號為LTL1DETBEK5之插件式LED燈的規格。此元件提供兩種主要顏色型號：藍色與紅色，分別採用InGaN與AlInGaP半導體技術。其設計為通用型狀態指示燈，適用於廣泛的電子應用。
1.1 核心特色
- 低功耗與高效率：專為節能運作而設計。
- 無鉛且符合RoHS規範：符合環保法規。
- 常見的T-1直徑：標準5mm（T-1 3/4）封裝尺寸，易於整合。
- 水清透鏡：提供高光輸出與純淨的色彩感知。
1.2 目標應用
此LED適用於多個產業的狀態指示，包括：
- 通訊設備
- 電腦周邊與系統
- 消費性電子產品
- 家用電器
2. 機械與封裝資訊
此LED採用標準徑向引腳、T-1（5mm）直徑封裝，並配備水清環氧樹脂透鏡。
2.1 外型尺寸
關鍵尺寸註記（單位皆為mm，括號內為英吋）：
- 標準T-1封裝直徑。
- 引腳間距測量點為引腳自封裝本體伸出之處。
- 公差通常為±0.25mm（±0.010"），除非另有說明。
- 法蘭下方樹脂最大突出量為1.0mm（0.04"）。
註：規格如有變更，恕不另行通知。
3. 絕對最大額定值
額定值於環境溫度（TA）25°C下測得。超過這些限制可能導致永久性損壞。
| 參數 | 藍色 | 紅色 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率消耗 | 96 | 75 | mW |
| 峰值順向電流（工作週期≤1/10，脈衝≤10µs） | 100 | 90 | mA |
| 直流順向電流 | 30 | 30 | mA |
| 操作溫度範圍 | -40°C 至 +85°C | ||
| 儲存溫度範圍 | -40°C 至 +100°C | ||
| 引腳焊接溫度（距本體1.6mm處） | 最高260°C，持續5秒。 |
4. 電氣與光學特性
典型特性於TA=25°C、IF=20mA下量測，除非另有註明。
| 參數 | 符號 | 顏色 | Min. | Typ. | Max. | 單位 | 測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 發光強度 | Iv | 藍色 | 180 | 520 | 1500 | mcd | IF=20mA（註1,4） |
| 發光強度 | Iv | 紅色 | 400 | 680 | 1900 | mcd | IF=20mA（註1,4） |
| 視角（2θ1/2） | 藍色/紅色 | 30 | 度 | 註2 | |||
| 峰值波長 | λP | 藍色 | 468 | nm | 於峰值處 | ||
| 峰值波長 | λP | 紅色 | 632 | nm | 於峰值處 | ||
| 主波長 | λd | 藍色 | 465 | 470 | 475 | nm | 註3 |
| 主波長 | λd | 紅色 | 617 | 624 | 627 | nm | 註3 |
| 光譜半高寬 | Δλ | 藍色 | 22 | nm | |||
| 光譜半高寬 | Δλ | 紅色 | 20 | nm | |||
| 順向電壓 | VF | 藍色 | 3.0 | 3.4 | V | IF=20mA | |
| 順向電壓 | VF | 紅色 | 2.0 | 2.4 | V | IF=20mA | |
| 逆向電流 | IR | 藍色/紅色 | 10 | µA | VR=5V（註5） |
4.1 特性註記
- 發光強度量測：使用近似CIE明視覺響應曲線之感測器/濾光片進行量測。
- 視角（2θ1/2）：發光強度為軸向（正視）強度一半時的離軸角度。
- 主波長（λd）：源自CIE色度圖，代表所感知顏色的單一波長。
- 強度公差：Iv規格包含±30%的測試公差。
- 此元件並非設計用於逆向偏壓操作。VR=5V條件僅用於IR測試。5. 分級系統規格
LED根據其在20mA下的發光強度進行分級。這確保了生產應用中亮度的一致性。
5.1 發光強度分級
藍色LED分級
| 紅色LED分級 | 分級代碼 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 最小值（mcd） | 最大值（mcd） | 分級代碼 | 最小值（mcd） | 最大值（mcd） | 註： |
| HJ | 180 | 310 | LM | 400 | 680 |
| KL | 310 | 520 | NP | 680 | 1150 |
| MN | 520 | 880 | QR | 1150 | 1900 |
| PQ | 880 | 1500 |
每個分級界限的公差為±15%。6. 包裝規格
標準包裝流程如下：
基本單位：
- 每防靜電包裝袋裝有500、200或100顆。內盒：
- 10個包裝袋放入一個內盒，總計5,000顆。外箱（出貨）：
- 8個內盒裝入一個外箱，總計40,000顆。在每個出貨批次中，僅最後一包可能為非滿包裝。
- 7. 應用與處理指南
7.1 推薦應用
適用於室內/外標誌及一般電子設備狀態指示。
7.2 儲存條件
溫度勿超過30°C，相對濕度勿超過70%。
- 從原始包裝取出的LED應在三個月內使用。
- 若需在原始包裝外長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。
- 7.3 清潔
若需清潔，請使用異丙醇等酒精類溶劑。
7.4 引腳成型與PCB組裝
彎曲點：
- 在距離LED透鏡底部至少3mm處彎曲引腳。請勿以封裝底部作為支點。順序：
- 在室溫下進行引腳成型之後組裝： soldering.
- 在PCB上使用最小的壓接力，以避免對LED本體造成機械應力。7.5 焊接說明
關鍵規則：
保持透鏡底部至焊點的最小間距為2mm。請勿將透鏡浸入焊料中。推薦條件：
方法
| 參數 | 條件 | 烙鐵焊接 |
|---|---|---|
| 溫度 | 最高350°C | 時間 |
| 最多3秒（僅限一次） | 位置 | |
| 距離透鏡底部>2mm | 波峰焊接 | |
| 預熱溫度 | 最高100°C | 預熱時間 |
| 最多60秒 | 焊波溫度 | |
| 最高260°C | 焊接時間 | |
| 最多5秒 | 浸入位置 | |
| 距離透鏡底部>2mm | 警告： |
過高的溫度或時間可能導致透鏡變形或造成災難性故障。紅外線迴焊不適用於此插件式LED產品。7.6 驅動電路設計
LED是電流驅動元件。當使用多個LED以獲得均勻亮度時：
推薦（電路A）：
- 與每個LED串聯一個限流電阻。這可補償個別LED順向電壓（Vf）的差異。不推薦（電路B）：
- 不建議將多個LED直接並聯而不使用個別電阻。I-V特性的微小差異可能導致電流分配及亮度的顯著差異。串聯電阻值（R）可使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED_Vf) / 目標電流，其中LED_Vf為規格書中的典型順向電壓，目標電流為期望的驅動電流（例如20mA）。
7.7 ESD（靜電放電）預防措施
這些LED易受靜電損壞。
人員接地：
- 操作時請使用導電腕帶或防靜電手套。設備接地：
- 確保所有工作站、工具和儲物架妥善接地。電荷中和：
- 使用離子產生器來中和可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。訓練：
- 在ESD敏感區域工作的人員應接受適當的培訓和認證。8. 性能曲線分析與設計考量
8.1 順向電壓（Vf）與順向電流（If）關係
典型曲線顯示了藍色和紅色LED的電壓與電流之間的指數關係。在20mA下，藍色LED（InGaN）的典型Vf（約3.4V）高於紅色LED（AlInGaP，約2.4V）。設計師在計算串聯電阻值或為多色應用設計電源時，必須考慮此差異。
8.2 發光強度與順向電流關係
在正常工作範圍內，強度大致與順向電流成正比。以高於推薦直流電流（30mA）驅動LED將增加光輸出，但也會增加功率消耗和接面溫度，可能縮短壽命並導致色偏。
8.3 熱考量
雖然文件提供了最大額定值，但重要的是要了解LED性能會隨著接面溫度升高而下降。對於紅色AlInGaP LED，其發光效率通常比藍色InGaN LED更顯著地隨溫度上升而降低。在高環境溫度或高電流驅動的情況下，應考慮熱管理（例如PCB銅箔面積）以維持性能和可靠性。
8.4 視角與光學設計
30度的半角提供了相當寬的視角錐，適合面板指示燈。對於需要非常窄光束的應用，則需要二次光學元件（例如透鏡）。水清透鏡最適合產生最純淨的色彩輸出，但不提供擴散效果；若需要更柔和、更均勻的外觀，則需要擴散透鏡型號。
9. 技術比較與選型指南
9.1 藍色與紅色型號總結
面向
| 藍色（InGaN） | 紅色（AlInGaP） | 設計影響 | 典型順向電壓（20mA） |
|---|---|---|---|
| 約3.4V | 約2.4V | 從相同電源電壓獲得相同電流需要不同的串聯電阻值。 | 發光強度分級 |
| HJ至PQ（180-1500 mcd） | LM至QR（400-1900 mcd） | 在給定驅動電流下，紅色LED通常提供更高的強度分級。 | 峰值/主波長 |
| 約468nm / 約470nm | 約632nm / 約624nm | 標準藍色與高效率紅色。 | 技術 |
| InGaN | AlInGaP | 兩者皆為成熟、高效率的LED技術。 | 9.2 常見設計問題 |
問：我可以直接從5V數位邏輯接腳驅動此LED嗎？
答：不行。典型Vf為2.4V（紅）或3.4V（藍）。
總是必須串聯一個電阻來限制電流。對於5V電源和20mA目標電流：R_紅 ≈ (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω；R_藍 ≈ (5V - 3.4V) / 0.02A = 80Ω。為安全起見，請使用最接近的標準較高阻值。問：如果不允許逆向操作，為什麼逆向電流（IR）額定值很重要？
答：這是一個品質和漏電測試參數。高逆向漏電流可能表示接面受損或有缺陷。
問：如何選擇正確的強度分級？
答：根據應用亮度要求和所需一致性來選擇。對於多個LED的面板，指定單一、更窄的分級（例如藍色的KL級）可確保外觀均勻。對於單一指示燈，較寬的分級可能可以接受以節省成本。
10. 實際應用範例
10.1 12V設備的電源指示燈
目標：
使用紅色LED指示設備已通電。設計：
電源電壓 = 12V。目標電流 = 15mA（以延長壽命）。計算：
Vf_紅_典型 = 2.4V。電阻值 R = (12V - 2.4V) / 0.015A = 640Ω。電阻功率 P_R = (12V-2.4V)*0.015A = 0.144W。使用標準620Ω或680Ω、1/4W電阻。10.2 雙色狀態指示燈（微控制器驅動）
目標：
使用一個藍色和一個紅色LED來顯示由MCU GPIO接腳控制的不同狀態（例如待機/運作中）。設計：
MCU VDD = 3.3V。以10mA驅動LED以降低功耗。計算：
- 藍色：R = (3.3V - 3.4V) / 0.01A = -10Ω（無效）。這顯示了一個問題：藍色LED的典型Vf（3.4V）高於電源電壓（3.3V）。藍色LED可能不會亮，或會非常暗。解決方案：使用Vf較低的藍色LED分級、進一步降低電流，或使用電荷泵/升壓電路。
- 紅色：R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90Ω。這運作良好。
此範例突顯了檢查電源電壓與LED Vf之間關係的重要性。
This example highlights the importance of checking supply voltage against LED Vf.
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。 |