LTL-R42FGY1H106T LED 燈珠規格書 - 插件式 - 黃綠/黃色 - 10mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTL-R42FGY1H106T 是一款電路板指示燈 (CBI) 元件。它由一個黑色塑膠直角支架（外殼）組成，設計用於搭配特定的 LED 燈珠。此設計便於輕鬆組裝到印刷電路板 (PCB) 上。本產品提供支援頂視或直角安裝的配置，並可排列成水平或垂直陣列，具備堆疊性以提供設計彈性。

1.1 主要特點

• 專為簡化電路板組裝製程而設計。
• 黑色外殼材料增強了指示燈點亮時的視覺對比度。
• 低功耗運作，同時保持高效率。
• 製造為無鉛產品，符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 採用 T-1 尺寸燈珠：LED1 使用 AlInGaP 569nm 晶片發出黃綠色光；LED2 使用 AlInGaP 589nm 晶片發出黃色光。

1.2 目標應用

此元件適用於廣泛的電子設備，包括但不限於：

• 電腦系統及周邊設備
• 通訊裝置
• 消費性電子產品
• 工業設備與控制系統

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

以下額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不保證在此條件下或超出此條件運作。

• 功率消耗 (P_d)：52 mW（適用於黃綠及黃色 LED）。這是 LED 能以熱能形式消耗的最大功率。
• 峰值順向電流 (I_FP)：60 mA。此電流僅能在脈衝條件下施加（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10μs）。
• 直流順向電流 (I_F)：20 mA。這是建議用於可靠運作的最大連續順向電流。
• 工作溫度範圍 (T_opr)：-40°C 至 +85°C。元件在此環境溫度範圍內可正常運作。
• 儲存溫度範圍 (T_stg)：-45°C 至 +100°C。
• 接腳焊接溫度：最高 260°C，持續時間最長 5 秒，測量點距離 LED 本體 2.0mm (0.079")。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在環境溫度 (T_A) 25°C 下指定，代表標準測試條件下的典型元件性能。

• 發光強度 (I_V)：LED1（黃綠）：15 mcd（典型值）。LED2（黃色）：14 mcd（典型值）。在 I_F= 10mA 下量測，測試容差為 ±15%。量測使用近似 CIE 明視覺響應曲線的感測器/濾光片。
• 視角 (2θ_1/2)：兩種 LED 顏色均為 100 度（典型值）。這是發光強度降至軸向（中心軸）值一半時的全角。
• 峰值發射波長 (λ_P)：LED1：572 nm。LED2：591 nm。這是發射光譜中最高點對應的波長。
• 主波長 (λ_d)：LED1：570 nm（典型值），範圍 566-573 nm。LED2：588 nm（典型值），範圍 584-593 nm。此單一波長最能描述人眼感知的顏色，源自 CIE 色度圖（容差 ±1nm）。
• 光譜線半高寬 (Δλ)：兩者均為 15 nm（典型值），表示光譜純度。
• 順向電壓 (V_F)：2.0V（典型值），在 I_F= 10mA 時，兩種 LED 的最大值均為 2.6V。
• 逆向電流 (I_R)：在逆向電壓 (V_R) 5V 下，最大值為 10 μA。重要提示：本元件並非設計用於逆向偏壓下運作；此測試條件僅用於特性描述。

3. 性能曲線分析

本規格書提供了兩種 LED 類型的典型特性曲線。這些曲線對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。

3.1 LED1（黃綠）曲線

黃綠 LED 的典型圖表包括：
- 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在較高電流下由於發熱而呈現次線性關係。
- 順向電壓 vs. 順向電流：展示二極體的 I-V 特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降。
- 光譜分佈：顯示各波長發射光強度的圖表，中心波長約為 572 nm。

3.2 LED2（黃色）曲線

為黃色 LED 提供了類似的特性曲線，關鍵參數如峰值波長移至 591 nm。曲線形狀（I-V、強度 vs. 電流/溫度）將類似，但數值會根據黃色晶片的特性而有所不同。

4. 機械與包裝資訊

4.1 外型尺寸

本元件採用插件式直角設計。關鍵尺寸註記包括：
- 所有尺寸均以公釐為單位提供，括號內為英吋。
- 除非另有說明，標準公差為 ±0.25mm (0.010")。
- 支架（外殼）材料為黑色或深灰色塑膠，阻燃等級為 UL 94V-0。
- LED1 具有綠色擴散透鏡以發出黃綠光；LED2 具有黃色擴散透鏡。

4.2 極性識別

雖然提供的文本中未明確詳述，但插件式 LED 通常具有較長的陽極 (+) 接腳和較短的陰極 (-) 接腳。外殼在陰極附近也可能有平面或其他標記。在插入 PCB 時必須注意正確的極性。

5. 焊接與組裝指南

5.1 儲存

為獲得最佳保存期限，請將 LED 儲存在不超過 30°C 或 70% 相對濕度的環境中。若從原廠防潮袋中取出，請在三個月內使用。若需在原包裝外長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或充氮乾燥器。

5.2 清潔

若需清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。

5.3 接腳成型

若需彎折接腳，請在距離 LED 透鏡基座至少 3mm 處進行。請勿使用透鏡基座或導線架作為支點。接腳成型必須在室溫下完成，且在焊接製程之前進行。

5.4 焊接參數

必須在焊點與透鏡/支架基座之間保持至少 2mm 的間隙。避免將透鏡/支架浸入焊料中。

• 烙鐵焊接：最高溫度 350°C，每支接腳最長時間 3 秒（僅限一次）。
• 波峰焊接：預熱最高至 120°C，最長 100 秒。焊波最高 260°C，最長 5 秒。浸入位置不低於環氧樹脂燈泡基座 2mm。
• 迴流焊接（參考溫度曲線）：
  • 預熱/均溫：150°C 最低至 200°C 最高，最長 100 秒。
  • 液相線以上時間 (T_L=217°C)：60-90 秒。
  • 峰值溫度 (T_P)：最高 250°C。
  • 分類溫度 5°C 內時間 (T_C=245°C)：最長 30 秒。
  • 從 25°C 到峰值的總時間：最長 5 分鐘。

注意：過高的焊接溫度或時間可能導致透鏡變形或造成 LED 災難性故障。

5.5 PCB 組裝

在 PCB 安裝過程中，施加必要的夾緊力，避免對 LED 本體或接腳施加過大的機械應力。

6. 驅動方法原理

LED 是一種電流驅動元件。其光輸出（發光強度）主要是流經它的順向電流 (I_F) 的函數。為確保穩定一致的性能，使用恆流源或帶有串聯限流電阻的電壓源驅動 LED 至關重要。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_supply- V_F) / I_F，其中 V_F是 LED 在期望工作電流下的順向電壓。直接連接到沒有電流限制的電壓源很可能會超過最大直流順向電流，導致快速劣化或故障。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 以捲帶包裝形式提供，適用於自動化組裝。

• 載帶：黑色導電聚苯乙烯合金，厚度 0.50 ±0.06 mm。10 個鏈輪孔距累積公差為 ±0.20。
• 捲盤：標準 13 英吋捲盤，包含 350 顆。

7.2 紙箱規格

• 1 捲盤與 1 張濕度指示卡及 1 包乾燥劑一同包裝在 1 個防潮袋 (MBB) 內。
• 1 個 MBB 包裝在 1 個內箱中。每個內箱包含 2 捲盤（總計 700 顆）。
• 10 個內箱包裝在 1 個外箱中。每個外箱總計包含 7,000 顆（700 顆 * 10）。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

此 LED 燈珠適用於室內/外標誌及一般電子設備。直角設計使其非常適合用於 PCB 狀態指示燈，其中電路板安裝方向與使用者視線垂直（例如，電腦主機板邊緣或工業控制面板上）。

8.2 設計考量

• 電流限制：務必如第 6 節所述實施適當的電流限制。
• 熱管理：雖然功率消耗較低 (52mW)，但需確保工作環境溫度不超過 85°C。在高密度佈局中，請考慮氣流。
• PCB 佈局：遵循建議的禁置區（距離透鏡基座 2mm）進行防焊層和走線設計，以防止焊接問題。
• ESD 預防措施：雖然未明確說明，但在組裝過程中應遵守標準的靜電放電 (ESD) 處理程序。

9. 常見問題解答（基於技術參數）

Q1：峰值波長與主波長有何不同？
A1：峰值波長 (λ_P) 是光譜輸出圖上實際的最高點。主波長 (λ_d) 源自 CIE 圖上的色座標，代表與 LED 顏色最接近的純單色光的單一波長。λ_d與顏色感知更為相關。

Q2：我可以連續以 20mA 驅動此 LED 嗎？
A2：可以，20mA 是建議的最大直流順向電流。為了更長的使用壽命和可靠性，通常建議以較低的電流（例如測試所用的 10mA）運作，尤其是在不需要全亮度時。

Q3：為什麼發光強度有 ±15% 的容差？
A3：這是中功率 LED 常見的製造容差。它考慮了半導體晶片磊晶生長過程中的正常變異。對於需要一致亮度的應用，可以將 LED 分選（分檔）到更嚴格的強度組別中。

Q4：需要散熱片嗎？
A4：對於此最大功率消耗為 52mW 的元件，在正常工作條件下通常不需要專用散熱片。然而，PCB 本身可作為散熱片。確保接腳正確焊接在足夠大的銅墊上有助於散熱。

10. 實際使用案例

情境：為網路路由器設計狀態指示燈。
選擇 LTL-R42FGY1H106T（使用黃色 LED，LED2）來指示活動/資料傳輸模式。路由器的主 PCB 提供 3.3V 電源軌 (V_supply)。
設計步驟：
1. 選擇工作電流：選擇 I_F= 10mA，以在亮度和壽命之間取得良好平衡。
2. 確定順向電壓：根據規格書，在 10mA 時，V_F（典型值）= 2.0V。
3. 計算串聯電阻：R = (3.3V - 2.0V) / 0.010A = 130 歐姆。最接近的標準 E24 值為 130Ω 或 120Ω。使用 120Ω 時，I_F≈ (3.3-2.0)/120 = 10.8mA，這是可接受的。
4. 計算電阻功率： P_R= I²* R = (0.0108)²* 120 ≈ 0.014W。標準的 1/8W (0.125W) 或 1/10W 電阻綽綽有餘。
5. PCB 佈局：將電阻與 LED 的陽極串聯。確保 LED 的陰極連接到接地。在 PCB 封裝設計中，保持 LED 基座周圍 2mm 的間隙。

11. 技術與發展趨勢（客觀概述）

LTL-R42FGY1H106T 採用 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術。與 GaAsP 等舊技術相比，AlInGaP 在可見光譜的紅、橙、琥珀和黃色區域特別高效。此領域的主要趨勢包括：
- 效率提升：持續的材料科學和晶片設計改進帶來更高的發光效率（每電瓦產生更多光輸出）。
- 顏色一致性改善：磊晶生長和分檔製程的進步使得主波長和發光強度的容差更嚴格。
- 封裝創新：雖然這是傳統的插件式封裝，但產業趨勢強烈傾向於表面黏著元件 (SMD) 封裝（例如 0603、0805、PLCC），以實現自動化組裝和更小的尺寸。插件式元件對於需要高機械強度、手動組裝或特定光學配置（如直角視角）的應用仍然至關重要。
- 可靠性聚焦：增強的封裝材料和製造製程持續延長了在不同環境應力下的運作壽命和穩定性。