直插式LED燈 LTW-42FDP9H61Y 規格書 - 白光、水清透鏡 - 20mA、3.2V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款直插式安裝LED燈的規格。此元件為電路板指示燈（CBI）類型，採用黑色塑膠直角支架（外殼），設計用於搭配特定LED燈。其組裝特點為可堆疊設計與簡易組裝，提供在印刷電路板或面板上的多樣化安裝選項。

1.1 核心特點

• 符合RoHS指令的無鉛（Pb）產品。
• 低功耗與高發光效率。
• 多樣化安裝配置：頂視（間隔式）或直角式，可水平或垂直陣列排列。
• 與低電流需求相容的IC。
• 採用T-1尺寸燈體，透過水清透鏡發出白光。

1.2 目標應用

此LED燈適用於廣泛的電子設備應用，包括但不限於：

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

2. 技術參數深入解析

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：74 mW
• 峰值順向電流：60 mA（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10μs）
• 直流順向電流：20 mA
• 電流降額：從30°C起線性降額，速率為0.3 mA/°C
• 操作溫度範圍：-25°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍：-30°C 至 +100°C
• 接腳焊接溫度：最高260°C，持續5秒，測量點距離本體2.0mm（0.079英寸）。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數在TA=25°C、順向電流（IF）為20mA下量測，除非另有說明。

• 發光強度（Iv）：最小值400 mcd，典型值1000 mcd，最大值1900 mcd。量測遵循CIE人眼響應曲線。保證值包含±15%的測試公差。
• 視角（2θ1/2）：典型值為90度。定義為發光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=0.36，y=0.39，源自1931 CIE色度圖。
• 相關色溫（CCT）：典型值為5000 K。
• 順向電壓（VF）：最小值2.8 V，典型值3.2 V，最大值3.7 V。
• 逆向電流（IR）：在逆向電壓（VR）5V下，最大值為10 μA。此元件並非設計用於逆向操作。

3. 分級系統說明

本產品根據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

強度在IF=20mA下分為三個等級代碼。每個等級限值的公差為±15%。

• 等級 LM：400 mcd（最小）至 680 mcd（最大）
• 等級 NP：680 mcd（最小）至 1150 mcd（最大）
• 等級 QR：1150 mcd（最小）至 1900 mcd（最大）

Iv分類代碼標示於每個獨立包裝袋上。

3.2 色調（色度）分級

色度座標被分組到特定的色調等級（例如，E3, E4, F3, F4, G3, G4）。每個等級在CIE 1931色度圖上定義了一個具有指定角點座標（x, y）的四邊形區域。色座標的量測容差為±0.01。

4. 性能曲線分析

本規格書參考典型的電氣與光學特性曲線。這些圖形表示對於理解元件在不同條件下的行為至關重要，儘管特定曲線數據（例如，IV曲線、相對發光強度與環境溫度的關係、光譜分佈）未在提供的文本中詳述。設計師應查閱完整的規格書以獲取這些曲線，從而優化驅動電流、了解熱效應對光輸出的影響，並確保色彩一致性。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外型尺寸

本元件由一個黑色塑膠支架和一個帶有水清透鏡的T-1白光LED組成。所有尺寸單位為毫米，除非另有規定，一般公差為±0.25mm。規格書中參考了詳細的尺寸圖，這對於PCB佈局設計和面板開孔尺寸至關重要。

5.2 極性識別與接腳成型

在組裝過程中，接腳必須在距離LED透鏡基座至少3mm處彎折。接腳框架的基座不得用作支點。此操作必須在常溫下焊接前進行，以避免損壞內部晶片和焊線。

5.3 包裝規格

規格書中包含包裝規格圖，詳細說明了元件在捲盤、托盤或其他包裝形式中的排列方式，以便自動化或手動處理。此資訊對於生產規劃和庫存管理至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 焊接製程

重要事項：必須保持從透鏡/支架基座到焊接點的最小間隙為2mm。透鏡/支架不得浸入焊料中。

• 烙鐵焊接：最高溫度350°C，最長3秒（僅限一次）。
• 波峰焊接：
  • 預熱：最高120°C，最長60秒。
  • 焊錫波：最高260°C，最長5秒。

注意：IR迴流焊不適用於此直插式LED產品。超過溫度或時間限制可能導致透鏡變形或災難性故障。最大波峰焊接溫度不代表支架的熱變形溫度（HDT）或熔點。

6.2 儲存條件

為獲得最佳保存期限，LED應儲存在不超過30°C或70%相對濕度的環境中。從原廠防潮包裝中取出的元件應在三個月內使用。對於在原包裝外進行更長期的儲存，應將其保存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境乾燥器中。

6.3 清潔

如需清潔，請使用酒精類溶劑，例如異丙醇。

7. 應用備註與設計考量

7.1 驅動方法

LED是電流驅動元件。為了確保多個LED並聯連接時的亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個限流電阻（電路模型A）。不建議在沒有個別電阻的情況下並聯驅動LED（電路模型B），因為每個LED的順向電壓（Vf）特性略有差異，將導致電流分配顯著不同，進而影響發光強度。

7.2 靜電放電（ESD）防護

LED容易受到靜電放電或電源突波的損壞。必須實施預防措施：

• 操作人員在處理LED時應佩戴導電腕帶或防靜電手套。
• 所有工作站、工具和設備必須妥善接地。

7.3 組裝時的機械應力

在PCB上安裝時，請使用必要的最小夾緊力，以避免對LED封裝施加過度的機械應力，這可能導致微裂紋或其他故障。

8. 技術比較與差異化

此直插式LED燈透過其整合的直角黑色支架實現差異化，簡化了組裝並提供一致的安裝高度和外觀。與擴散透鏡相比，水清透鏡與白光LED晶片的組合通常提供更高的發光強度，使其適用於需要更集中或更亮點光源的應用。針對強度和色度指定的分級系統，允許在使用多個LED的應用中實現更緊密的色彩和亮度匹配，這是相對於未分級或寬鬆分級元件的關鍵優勢。

9. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以將此LED驅動在30mA以獲得更高亮度嗎？

答：不行。直流順向電流的絕對最大額定值為20mA。超過此額定值可能縮短元件壽命或導致立即故障。對於高於30°C的溫度，必須遵循降額曲線。

問：水清透鏡的目的是什麼？

答：水清（非擴散）透鏡能最大限度地減少光線散射，與更均勻擴散光線（通常以流明測量）的擴散透鏡相比，能產生更定向的光束和更高的軸向發光強度（燭光）。

問：我該如何解讀等級代碼LM、NP、QR？

答：這些代碼代表保證的發光強度範圍。在訂購或設計時，指定等級代碼可確保您收到的LED亮度在該特定範圍內，這對於在多個指示燈之間實現均勻照明至關重要。

問：為什麼並聯時每個LED都必須串聯一個電阻？

答：LED的順向電壓（Vf）具有公差（最小2.8V，典型3.2V，最大3.7V）。若沒有串聯電阻來調節電流，Vf稍低的LED將從共同電壓源汲取不成比例的大量電流，導致過度驅動和潛在故障，而其他LED則保持昏暗。

10. 實際應用範例

範例1：前面板狀態指示燈：直角支架允許LED垂直安裝於PCB上，使光線透過面板開孔向外照射。使用分級LED（例如，全部來自NP等級）可確保設備上所有電源、網路或硬碟活動指示燈具有相同的亮度。

範例2：薄膜開關背光：此元件可安裝在半透明開關帽後方。來自水清LED的白光提供明亮、清晰的照明。其低電流需求使其適用於電池供電的手持設備。

範例3：用於位準指示的堆疊陣列：支架的可堆疊設計使得能夠創建垂直或水平條狀陣列（例如，用於音頻VU表或信號強度指示器）。來自單一色調等級的一致色度確保了整個陣列的顏色均勻。

11. 工作原理

這是一種半導體發光二極體。當施加超過其特性順向電壓（Vf）的順向電壓時，電子和電洞在半導體材料（對於白光，通常是InGaN等化合物）內重新結合，以光子（光）的形式釋放能量。特定的材料和摻雜決定了發射光的波長（顏色）。通常在藍光LED晶片上使用螢光粉塗層，將一部分藍光轉換為更長的波長，從而產生白光的視覺感知。水清環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護，並塑造光輸出模式。

12. 技術趨勢

本規格書所代表的直插式LED技術是一種成熟可靠的解決方案。產業趨勢持續聚焦於與此類元件相關的幾個關鍵領域：提高發光效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）、改善白光LED的演色性指數（CRI），以及增強在高溫高濕下的長期可靠性。同時，微型化的持續推動以及更廣泛地轉向表面黏著元件（SMD）封裝以實現自動化組裝。然而，直插式LED對於需要更高機械強度、更易於手動原型製作或特定光學安裝配置的應用仍然至關重要，正如此元件整合支架設計所證明的那樣。