目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心特性與優勢
- 1.2 目標應用與市場
- 2. 技術參數：深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統規格
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
- 4.2 發光強度對電流 (L-I)
- 4.3 溫度依存性
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 外型尺寸
- 5.2 極性辨識
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 儲存條件
- 6.2 清潔
- 6.3 引腳成型
- 6.4 焊接製程
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 8. 應用建議與設計考量
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 靜電放電 (ESD) 防護
- 8.3 熱管理
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 我可以直接用 5V 電源驅動這顆 LED 嗎？
- 10.2 為何發光強度規格有 ±30% 的容差？
- 10.3 峰值波長與主波長有何不同？
- 10.4 這顆 LED 可以用於戶外應用嗎？
- 11. 實際應用範例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢與發展
1. 產品概述
LTL1DETBYJR5 是一款插件式 LED 燈珠，專為狀態指示與信號應用而設計。它採用標準 T-1 型封裝，為廣泛的電子設備提供可靠且具成本效益的解決方案。
1.1 核心特性與優勢
此 LED 產品的特點是低功耗與高效率，適合對能源敏感的設計。它符合 RoHS (有害物質限制) 指令，為無鉛產品。此外，它被歸類為無鹵素產品，氯 (Cl) 與溴 (Br) 含量均嚴格控制在 900 ppm 以下，且兩者總和低於 1500 ppm。藍光晶片採用 InGaN 技術，黃光晶片採用 AlInGaP 技術，兩者皆封裝於白色擴散透鏡內，提供均勻的光線外觀。
1.2 目標應用與市場
此 LED 的主要應用領域包括通訊設備、電腦周邊、消費性電子產品與家電。其多功能性與標準外型尺寸，使其成為各種電子產品中電源指示燈、狀態燈與背光的常見選擇。
2. 技術參數：深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
所有額定值均在環境溫度 (TA) 25°C 下指定。超過這些限制可能導致永久性損壞。
- 功率消耗：黃色：最大 78 mW；藍色：最大 120 mW。此參數定義了 LED 能以熱量形式消散的最大功率。
- 峰值順向電流：兩種顏色均為 90 mA，但僅在脈衝條件下 (工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10 µs)。
- 直流順向電流：為確保可靠運作，黃色與藍色 LED 的建議連續順向電流均為 30 mA。
- 溫度範圍：操作：-40°C 至 +85°C；儲存：-40°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。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數在 TA=25°C 且 IF=20 mA 下測量，除非另有說明。
- 發光強度 (Iv)：黃色：最小 140 mcd，典型 680 mcd；藍色：最小 110 mcd，典型 880 mcd。Iv 的測試容差為 ±30%。
- 視角 (2θ1/2)：兩種顏色均約為 40 度，定義為發光強度降至軸向值一半時的離軸角度。
- 波長：
- 黃色：峰值波長 (λP) ~595 nm；主波長 (λd) 580-604 nm。
- 藍色：峰值波長 (λP) ~468 nm；主波長 (λd) 462-478 nm。
- 光譜線半高寬 (Δλ)：黃色：~16 nm；藍色：~35 nm。這表示發射光的光譜純度。
- 順向電壓 (VF)：黃色：典型 2.05-2.4 V；藍色：典型 3.1-3.8 V。藍色 LED 的較高 VF 是基於 InGaN 的 LED 的典型特徵。
- 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 下最大為 10 µA。此元件並非設計用於逆向偏壓操作。
3. 分級系統規格
LED 根據其在 20 mA 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。分級限制的容差為 ±30%。
- 藍色 LED 分級：FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd), MN (520-880 mcd)。
- 黃色 LED 分級：GH (140-240 mcd), JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd)。
設計師應指定所需的分級代碼，以確保應用中達到預期的亮度水準。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考了特定圖表 (典型電氣/光學特性曲線)，但以下趨勢是此類 LED 的標準特性，可從提供的數據推斷：
4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
順向電壓 (VF) 隨順向電流 (IF) 增加而增加。具有較高能隙的藍色 LED，其導通與工作電壓 (~3.1-3.8V) 比黃色 LED (~2.05-2.4V) 更高。
4.2 發光強度對電流 (L-I)
發光強度在達到最大額定電流前，大致與順向電流成正比。在 20mA 以上操作將增加亮度，但也會增加功率消耗與接面溫度，這可能影響壽命與波長。
4.3 溫度依存性
LED 性能對溫度敏感。通常，發光強度會隨著接面溫度升高而降低。順向電壓也會隨著溫度上升而略微下降。指定的操作範圍 -40°C 至 +85°C 定義了保證所公布特性的環境條件。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
LED 採用標準 T-1 (3mm) 徑向引腳封裝。關鍵尺寸註記包括：
- 所有尺寸單位為毫米 (公差內提供英吋)。
- 除非另有指定，一般公差為 ±0.25mm。
- 法蘭下方的樹脂突出最大為 1.0mm。
- 引腳間距在引腳離開封裝本體的點測量。
5.2 極性辨識
對於徑向 LED，較長的引腳通常表示陽極 (正極)，較短的引腳表示陰極 (負極)。透鏡法蘭上的平面側也可能指示陰極側。焊接前務必驗證極性，以防止逆向偏壓損壞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 儲存條件
為獲得最佳保存期限，請將 LED 儲存在不超過 30°C 且相對濕度 70% 的環境中。若從原防潮袋中取出，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氮氣環境。
6.2 清潔
若需清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。避免使用可能損壞環氧樹脂透鏡的強效化學品。
6.3 引腳成型
在距離 LED 透鏡基座至少 3mm 處彎折引腳。請勿使用透鏡基座作為支點。所有彎折應在室溫下且於焊接製程前進行。插入 PCB 時施加最小力量，以避免機械應力。
6.4 焊接製程
保持從透鏡基座到焊點的最小距離為 2mm。請勿將透鏡浸入焊料中。
- 手工焊接 (烙鐵)：最高溫度 350°C，每引腳最長時間 3 秒 (僅限一次)。
- 波峰焊接：預熱 ≤100°C 持續 ≤60 秒。焊波 ≤260°C 持續 ≤5 秒。確保浸入位置不低於透鏡基座 2mm。
- 重要：紅外線 (IR) 迴焊不適用於此插件式 LED 產品。過高的熱量或時間可能導致透鏡變形或災難性故障。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以抗靜電袋包裝。標準包裝配置為：
- 每包裝袋 500、200 或 100 顆。
- 每內箱 10 個包裝袋 (總計 5,000 顆)。
- 每外箱 8 個內箱 (總計 40,000 顆)。
- 出貨批次的最後一包可能不是完整包裝。
8. 應用建議與設計考量
8.1 驅動電路設計
LED 是電流驅動元件。為確保亮度均勻，特別是在並聯多顆 LED 時，強烈建議為每顆 LED 串聯一個限流電阻 (電路 A)。不建議在沒有個別電阻的情況下並聯驅動多顆 LED (電路 B)，因為個別 LED 的順向電壓 (VF) 存在差異，這將導致電流分配不均與亮度不同。
8.2 靜電放電 (ESD) 防護
這些 LED 對靜電放電敏感。在處理與組裝過程中實施以下 ESD 控制措施：
- 使用接地腕帶或抗靜電手套。
- 確保所有設備、工作站與儲物架妥善接地。
- 使用離子產生器來中和可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。
- 維持在 ESD 防護區域工作人員的培訓與認證。
8.3 熱管理
雖然功率消耗低，但適當的 PCB 佈局有助於散熱。避免將 LED 放置在靠近其他發熱元件的區域。在低於最大額定值 30mA 的電流下操作 LED，將透過降低接面溫度來提高長期可靠性。
9. 技術比較與差異化
LTL1DETBYJR5 結合了多項特性，使其定位於通用指示器用途：
- 無鹵素合規：符合嚴格的氯與溴含量環境要求，這對於環保設計與某些市場法規具有優勢。
- 寬視角：40 度視角與白色擴散透鏡提供了寬廣、均勻的照明模式，適合需要從各種角度可見的狀態指示器。
- 相同封裝的雙色選擇：藍色 (InGaN) 與黃色 (AlInGaP) 在相同的 T-1 封裝中皆可提供，簡化了多色指示系統的庫存與設計。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 我可以直接用 5V 電源驅動這顆 LED 嗎？
不行。您必須使用串聯的限流電阻。例如，對於典型 VF 為 3.8V 的藍色 LED，使用 5V 電源在 20mA 下：R = (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 歐姆。標準的 62 歐姆電阻將是合適的。請務必基於最大 VF 計算，以確保電流不超過限制。
10.2 為何發光強度規格有 ±30% 的容差？
此容差考慮了半導體晶片與封裝製程中的正常生產變異。分級系統用於將 LED 分類到更嚴格的亮度組別，為指定特定分級代碼的終端使用者提供一致性。
10.3 峰值波長與主波長有何不同？
峰值波長 (λP) 是發射光譜強度達到最大值時的波長。主波長 (λd) 源自 CIE 色度圖，代表與 LED 感知顏色相匹配的純光譜色的單一波長。λd 對於人眼視覺的顏色規格更為相關。
10.4 這顆 LED 可以用於戶外應用嗎？
規格書說明其適用於室內與室外標誌。然而，對於長時間暴露於紫外線輻射、濕氣與極端溫度的嚴苛戶外環境，應評估環氧樹脂透鏡材料的長期可靠性。PCB 上可能需要塗覆保護塗層以提供額外保護。
11. 實際應用範例
情境：為網路路由器設計一個多狀態指示燈面板，包含電源 (綠色)、活動 (黃色) 與連線 (藍色) LED，全部由 3.3V 電源軌供電。
設計步驟：
- 元件選擇：選擇 LTL1DETBYJR5 的黃色與藍色型號 (需要另選綠色 LED 型號)。為所需的亮度一致性選擇適當的分級代碼 (例如，黃色用 JK，藍色用 HJ)。
- 電流設定：決定驅動電流，例如 15 mA，以獲得足夠亮度與較低功耗。
- 藍色 LED 電阻計算：使用最大 VF=3.8V，電源=3.3V。R = (3.3V - 3.8V) / 0.015A = 負值。這表示 3.3V 不足以在藍色 LED 的典型電壓下使其順向偏壓。設計必須為藍色 LED 使用更高的電源電壓 (例如 5V)，或選擇具有較低 VF 的藍色 LED。
- 黃色 LED 電阻計算 (若使用 3.3V)：使用最大 VF=2.4V。R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 歐姆。
- PCB 佈局：將 LED 放置在前面板上。確保引腳孔尺寸正確。在焊盤與 LED 本體之間保持 2mm 的間隙。佈線至電源與接地。
- 組裝：插入 LED，在焊接側彎折引腳並剪斷。使用溫控烙鐵 (最高 350°C) 快速焊接每個引腳 (<3 秒)。
此範例突顯了在設計階段檢查電源電壓與 LED 順向電壓匹配的重要性。
12. 工作原理簡介
發光二極體 (LED) 是一種當電流通過時會發光的半導體元件。此現象稱為電致發光。
- 藍色 LED (InGaN)：主動區由氮化銦鎵 (InGaN) 製成。當電子與電洞在此區域復合時，能量以光子形式釋放。InGaN 合金的特定能隙能量決定了藍色光 (能量較高，波長較短 ~468 nm)。
- 黃色 LED (AlInGaP)：主動區使用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP)。與 InGaN 相比，此材料系統具有較低的能隙能量，從而產生黃色光發射 (能量較低，波長較長 ~595 nm)。
- 白色擴散透鏡：環氧樹脂透鏡有兩個目的：1) 封裝並保護半導體晶片與打線接合。2) 白色擴散材料散射來自小晶片的光線，創造均勻、寬角度的發射模式，並使未通電的 LED 呈現白色外觀。
13. 技術趨勢與發展
雖然像 T-1 封裝這樣的插件式 LED 對於原型製作、手工組裝與某些應用仍然至關重要，但更廣泛的產業趨勢已顯著轉向表面黏著元件 (SMD) LED。SMD 封裝 (例如 0603、0805、2835、3535) 在自動化組裝、更小的佔位面積、更低的剖面高度以及通常更好的熱管理方面具有優勢。對於高亮度與高功率應用，SMD 封裝與專用高功率 LED 封裝 (帶有金屬核心 PCB) 佔主導地位。
然而，插件式 LED 由於其機械穩固性、易於手工焊接，以及適用於教育套件、業餘愛好者專案與引腳提供機械應力緩解的應用，仍然具有相關性。材料的進步也提高了傳統插件式封裝的效率與壽命。此類元件的重點通常在於實現更高的可靠性、更嚴格的環境合規性 (如無鹵素)，並為大量、價格敏感的指示器應用維持成本效益。
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。 |