目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心特點
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數：深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 色調 (色度) 分級
- 4. 機械與包裝資訊
- 4.1 外型尺寸與材料
- 4.2 包裝規格
- 5. 組裝、焊接與操作指南
- 5.1 儲存條件
- 5.2 清潔
- 5.3 引腳成型與 PCB 組裝
- 5.4 焊接建議
- 6. 應用設計考量
- 6.1 驅動電路設計
- 6.2 靜電放電 (ESD) 防護
- 6.3 適用應用與限制
- 7. 性能曲線與典型特性
- 8. 技術比較與差異化
- 9. 常見問題解答 (基於技術參數)
- 9.1 建議的操作電流是多少？
- 9.2 如何解讀分級代碼？
- 9.3 我可以不使用限流電阻來驅動此 LED 嗎？
- 9.4 降額規格的目的是什麼？
- 10. 設計與使用案例範例
- 11. 技術原理介紹
- 12. 產業趨勢與背景
1. 產品概述
LTW-R4NLDJDJH239 是一款插件式安裝的 LED 燈珠，專為電路板指示燈 (CBI) 應用而設計。它由一個黑色塑膠直角支架（外殼）與一個白色 LED 燈珠組合而成。此設計旨在方便組裝到印刷電路板 (PCB) 上。本產品特點為低功耗、高效率，並符合 RoHS 與無鉛要求。
1.1 核心特點
- 專為簡化電路板組裝而設計。
- 黑色外殼增強對比度，提升視覺辨識度。
- 低功耗與高發光效率。
- 符合 RoHS 指令的無鉛產品。
- LED 採用 InGaN 技術發射白光，並配備白色霧面透鏡。
1.2 目標應用
- 電腦系統與周邊設備。
- 通訊設備。
- 消費性電子產品。
- 工業控制與儀器儀表。
2. 技術參數：深入分析
2.1 絕對最大額定值
所有額定值均在環境溫度 (TA) 為 25°C 時指定。超過這些限制可能會對元件造成永久性損壞。
- 功率消耗：108 mW
- 峰值順向電流：100 mA (工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10ms)
- 直流順向電流：30 mA
- 電流降額：從 30°C 開始線性降額，速率為 0.45 mA/°C。
- 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C
- 引腳焊接溫度：最高 260°C，持續 5 秒，測量點距離本體 2.0mm。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數在 TA=25°C 且順向電流 (IF) 為 20 mA 下測量，除非另有說明。
- 發光強度 (Iv)：典型值為 300 mcd，範圍從 140 mcd (最小值) 到 520 mcd (最大值)。測量包含 ±15% 的測試公差。
- 視角 (2θ1/2)：水平 (H) 為 130 度，垂直 (V) 為 120 度。此為強度降至軸向值一半時的離軸角度。
- 色度座標 (x, y)：典型值為 x=0.30, y=0.29，源自 CIE 1931 色度圖。
- 順向電壓 (VF)：典型值為 3.2V，在 IF=20mA 時範圍為 2.8V (最小值) 至 3.6V (最大值)。
- 逆向電流 (IR)：在逆向電壓 (VR) 為 5V 時，最大值為 10 μA。注意：本元件並非設計用於逆向操作；此測試條件僅供特性分析。
3. 分級系統說明
LED 根據其測量的發光強度與色度進行分級，以確保應用中的一致性。
3.1 發光強度分級
分級由一個字母代碼定義，表示在 IF=20mA 時的最小與最大發光強度。每個分級限制具有 ±15% 的公差。
- G：140 mcd (最小值) 至 180 mcd (最大值)
- H：180 mcd 至 240 mcd
- J：240 mcd 至 310 mcd
- K：310 mcd 至 400 mcd
- L：400 mcd 至 520 mcd
Iv 分類代碼標示於每個獨立包裝袋上。
3.2 色調 (色度) 分級
色調根據 CIE 1931 色度圖上由 (x, y) 座標邊界定義的特定四邊形區域，分為不同等級 (例如 B1, B2, C1, C2, D1, D2)。色座標測量容差為 ±0.01。提供的規格書包含一個表格，列出每個色調等級的確切座標邊界，以及一個供視覺參考的 CIE 色度圖。
4. 機械與包裝資訊
4.1 外型尺寸與材料
本產品採用直角插件式設計。關鍵機械注意事項包括：
- 所有尺寸均以毫米提供 (括號內為英吋)。
- 標準公差為 ±0.25mm (±0.010\")，除非另有指定。
- 支架 (外殼) 材料為黑色塑膠 (PA9T)。
- LED 燈珠本身為白色。
(註：具體尺寸圖在原版 PDF 中參照，此處未以文字形式重現。請查閱規格書以獲取精確尺寸)。
4.2 包裝規格
LED 以托盤包裝以便處理與運輸。確切的托盤尺寸與容量詳載於原規格書內的包裝圖中。
5. 組裝、焊接與操作指南
5.1 儲存條件
為獲得最佳保存期限，LED 應儲存在溫度不超過 30°C 或相對濕度不超過 70% 的環境中。若從其原始防潮包裝中取出，建議在三個月內使用。若需在原始包裝袋外長期儲存，請將其存放於帶有乾燥劑的密封容器中，或置於氮氣環境中。
5.2 清潔
若需清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。避免使用其他刺激性化學品。
5.3 引腳成型與 PCB 組裝
- 在距離 LED 透鏡基座至少 3mm 處彎折引腳。請勿使用引線框架的基座作為支點。
- 引腳成型必須在室溫下進行，且在焊接製程之前完成。
- 在插入 PCB 時，使用所需的最小壓接力，以避免對元件施加過大的機械應力。
5.4 焊接建議
保持從透鏡/支架基座到焊接點的最小距離為 2mm。避免將透鏡/支架浸入焊料中。
- 烙鐵焊接：最高溫度 350°C，最長時間 3 秒 (僅限一次)。
- 波峰焊接：最高預熱溫度 120°C，最長 100 秒。最高焊波溫度 260°C，最長 5 秒。
警告：過高的焊接溫度或時間可能導致 LED 透鏡變形或災難性故障。
6. 應用設計考量
6.1 驅動電路設計
LED 是電流驅動元件。為確保使用多個 LED 時亮度均勻，強烈建議使用串聯的限流電阻獨立驅動每個 LED (電路模型 A)。不建議將多個 LED 直接並聯 (電路模型 B)，因為個別 LED 之間順向電壓 (Vf) 特性的微小差異可能導致電流分配顯著不均，進而造成亮度不均。
6.2 靜電放電 (ESD) 防護
此 LED 易受靜電放電或電源突波損壞。預防措施包括：
- 操作人員在處理 LED 時應佩戴導電腕帶或防靜電手套。
- 所有設備、工具和工作站必須妥善接地。
- 使用離子風機來中和可能因操作摩擦而積聚在塑膠透鏡表面的靜電荷。
6.3 適用應用與限制
此 LED 燈珠適用於室內外標誌以及普通電子設備中的一般指示燈應用。設計人員必須確保操作條件 (電流、溫度) 維持在本文件規定的絕對最大額定值與建議操作條件範圍內。
7. 性能曲線與典型特性
原規格書參照了典型電氣/光學特性曲線章節。這些圖表通常說明順向電流與發光強度、順向電壓與溫度之間的關係，可能還包括光譜分佈。有關詳細的曲線分析，應查閱官方 PDF 中的圖形數據，因為它提供了在不同條件下性能趨勢的視覺確認。
8. 技術比較與差異化
雖然此獨立規格書未提供與其他特定料號的直接比較，但可從其規格推斷此產品的關鍵差異化特點：
- 直角插件式設計：與垂直或表面黏著替代方案相比，提供特定的安裝方向，適用於側視或空間受限的應用。
- 黑色外殼：相對於發光的透鏡提供更高的對比度，改善在各種照明條件下的可見度。
- 寬廣視角：130° (H) x 120° (V) 的視角提供廣泛的可見範圍，適用於指示燈可能從離軸位置觀看的應用。
- 全面的分級系統：詳細的發光強度與色度分級，允許在關鍵應用中實現更精確的顏色與亮度匹配。
9. 常見問題解答 (基於技術參數)
9.1 建議的操作電流是多少？
典型的測試條件是 20mA，連續直流電流的絕對最大額定值為 30mA。為了可靠的長期運作，建議在 20mA 或以下驅動 LED，如果環境溫度超過 30°C，可能需要適當降額。
9.2 如何解讀分級代碼？
包裝袋上的字母代碼 (G, H, J, K, L) 表示發光強度範圍。您必須將其與規格書第 7 節中的分級表交叉參照，以了解您批次的確切最小/最大 mcd 值。色調等級資訊通常提供於批量包裝或批次文件中。
9.3 我可以不使用限流電阻來驅動此 LED 嗎？
不可以。不建議將 LED 直接連接到電壓源，這很可能因過電流而損壞元件。根據驅動電壓和 LED 的 Vf 特性，必須使用串聯電阻來設定適當的順向電流。
9.4 降額規格的目的是什麼？
降額係數 (從 30°C 起 0.45 mA/°C) 表示當環境溫度每升高 1°C 超過 30°C 時，最大允許連續順向電流必須減少多少。這對於熱管理以及確保元件在較高工作溫度下的可靠性至關重要。
10. 設計與使用案例範例
情境：為工業控制器設計一個狀態指示燈面板，該面板需要在裝配線上從各個角度都能看到多個白色電源指示燈。
元件選擇理由：選擇 LTW-R4NLDJDJH239 是因為其直角插件式設計允許其垂直安裝於 PCB 上，使光輸出平行於面板表面。寬廣的視角確保了站在不同位置的操作員都能看見。黑色外殼增加了與金屬面板的對比度。設計師向製造商指定分級J或K，以確保所有指示燈的外觀亮度一致。
電路實作：每個 LED 通過一個獨立的 100Ω 串聯電阻 (以典型 Vf 3.2V 計算，電流約為 18mA) 由 5V 電源軌驅動，實作建議的電路模型 A。PCB 佈局確保了焊點與 LED 支架基座之間有 2mm 的間隙。波峰焊接參數設定在規格書限制範圍內。
11. 技術原理介紹
此 LED 基於 InGaN (氮化銦鎵) 半導體技術，該技術常用於現代 LED 中產生白光。白光通常是通過使用覆蓋有螢光粉層的藍光 InGaN 晶片來產生的。螢光粉吸收一部分藍光並將其重新發射為黃光。剩餘的藍光與寬頻譜的黃色螢光相結合，產生了白光的視覺感知。晶片上的霧面透鏡用於散射光線，創造更均勻的外觀並擴大有效視角。
12. 產業趨勢與背景
儘管像這樣的插件式 LED 在許多需要堅固機械安裝或手工焊接的應用中仍然必不可少，但更廣泛的產業趨勢持續轉向表面黏著元件 (SMD) 封裝，以實現自動化組裝、更高密度和更低高度的設計。然而，插件式元件在某些情況下仍保持優勢：焊點完整性至關重要的高可靠性應用、原型製作、教育用途，以及需要此產品提供的特定機械外形 (如直角安裝) 的情況。如本規格書所示，對 RoHS 合規性和無鉛焊接曲線的強調，反映了現已成為整個電子產業標準的全球環保法規。
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。 |