3.1mm 穿孔式LED燈珠規格書 - 綠色 (AlInGaP) - 2.4V 順向電壓 - 75mW 功率消耗

1. 產品概述

本文件詳細說明一款專為印刷電路板（PCB）或面板穿孔安裝而設計的高效率綠色發光二極體（LED）規格。該元件採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料產生綠光，封裝於直徑3.1mm、配備水清透鏡的外殼中。其設計旨在滿足需要可靠、低功耗且明亮指示燈光的應用。

此LED的核心優勢包括符合RoHS（有害物質限制）指令，表示其為無鉛產品。相對於其功耗，它能提供高發光強度輸出，使其成為節能選擇。由於其低電流需求，該元件與積體電路（IC）相容，簡化了驅動電路設計。其多功能的安裝能力與標準化穿孔封裝，使其適用於廣泛的電子組裝製程。

目標市場涵蓋需要視覺狀態指示的通用電子產品。這包括消費性電子產品、辦公設備、通訊裝置、工業控制面板及家用電器。其規格使其非常適合對亮度一致性、顏色及長期可靠性有重要要求的應用，但若未經事先諮詢，不適用於安全關鍵或極端環境應用。

2. 深入技術參數分析

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應力極限。不保證在或超過這些極限下操作。

功率消耗（P_D）：在環境溫度（T_A）為25°C時為75 mW。這是LED在不劣化的情況下能以熱量形式消耗的最大功率。
順向電流：
- 直流順向電流（I_F）：連續30 mA。
- 峰值順向電流：60 mA，僅允許在脈衝條件下使用，工作週期為1/10，脈衝寬度為0.1ms。這允許短暫超驅動以實現更高的瞬間亮度，例如在閃光燈或多工應用中。
熱降額：當環境溫度每升高1°C超過50°C時，最大允許直流順向電流必須線性降低0.4 mA。這對於確保在較高工作溫度下的可靠性至關重要。
溫度範圍：
- 操作：-40°C 至 +85°C。
- 儲存：-55°C 至 +100°C。
引腳焊接溫度：最高260°C，持續5秒，測量點距離LED本體2.0mm（0.0787\"）。這定義了手焊或波峰焊的製程窗口。

2.2 電氣與光學特性

這些參數在T_A=25°C下測量，定義了元件在正常工作條件下的典型性能。

發光強度（I_V）：範圍從最小140 mcd到典型值400 mcd，當以標準測試電流（I_F）20 mA驅動時。強度是使用經過濾波以匹配明視覺（人眼）響應曲線（CIE）的感測器測量的。保證的強度值適用±15%的公差。
視角（2θ_1/2）：40度。這是發光強度降至中心軸測量值一半時的全角。40°角表示光束相對集中，適合定向指示。
波長規格：
- 峰值發射波長（λ_P）：570 nm。這是光譜功率輸出達到最大值的波長。
- 主波長（λ_d）：572 nm。源自CIE色度圖，這是人眼感知到的定義光顏色的單一波長。它是顏色一致性的關鍵參數。
- 光譜線半寬度（Δλ）：11 nm。這表示光譜純度；寬度越窄，表示綠色越飽和、越純正。
順向電壓（V_F）：典型值2.4V，在I_F=20mA時最大值為2.4V。最小值為2.1V。此參數對於設計與LED串聯的限流電阻至關重要。
逆向電流（I_R）：當施加5V逆向電壓（V_R）時，最大值為100 μA。重要注意事項：本元件並非設計用於逆向偏壓操作；此測試條件僅用於特性描述。在電路中施加逆向電壓可能損壞LED。

3. 分級系統說明

為管理半導體製造中的自然變異，LED會根據性能進行分級。這使設計師能夠選擇符合特定強度和顏色要求的元件。

3.1 發光強度分級

單位：mcd @ 20mA。每個等級的上下限有±15%的公差。

GH等級：140 – 240 mcd
JK等級：240 – 400 mcd
LM等級：400 – 680 mcd
NP等級：680 – 1150 mcd

零件編號LTL1NHGK4K的後綴包含\"GH\"，表示其屬於GH強度等級（140-240 mcd）。

3.2 主波長分級

單位：nm @ 20mA。每個等級有±1nm的公差。

H06：566.0 – 568.0 nm
H07：568.0 – 570.0 nm
H08：570.0 – 572.0 nm
H09：572.0 – 574.0 nm
H10：574.0 – 576.0 nm

零件編號包含\"K4K\"

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。

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