目錄
1. 產品概述
LTL-R42NGYADH229Y 是一款專為簡易整合至印刷電路板(PCB)而設計的電路板指示燈(CBI)元件。它由一個黑色塑膠直角支架(外殼)與一個特定的 LED 燈珠組合而成。此設計屬於一系列可提供不同配置的指示燈家族,包括頂視(間隔式)或直角方向,並可排列成水平或垂直陣列。外殼的可堆疊特性,便於在需要多個指示燈的應用中輕鬆組裝。
1.1 主要特點
- 針對電路板組裝與安裝的便利性進行優化。
- 黑色外殼材質增強了視覺對比度,使點亮的指示燈更為醒目。
- 在黃綠色光源上配備綠色霧面透鏡。
- 提供低功耗與高發光效率的組合。
- 製造為無鉛產品,並符合 RoHS(有害物質限制)指令。
- 採用 AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體晶片作為光源,封裝於 T-1(3mm)直徑的封裝內。
1.2 目標應用
此 LED 燈珠適用於廣泛的電子設備,包括電腦、通訊裝置、消費性電子產品及工業設備中的應用。其主要功能是作為狀態或電源指示燈。
2. 技術規格詳解
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極限。不保證在或超過這些極限下操作。
- 功率消耗(Pd):最大 52 mW。這是元件可安全以熱能形式消耗的總功率。
- 峰值順向電流(IFP):60 mA,僅允許在脈衝條件下(工作週期 ≤ 1/10,脈衝寬度 ≤ 0.1ms)。
- 連續順向電流(IF):最大 20 mA DC。
- 電流降額:當環境溫度(TA)超過 30°C 時,最大允許順向電流必須以每攝氏度 0.27 mA 的速率線性降低。
- 操作溫度範圍:-30°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 LED 本體 2.0mm(0.079 英吋)。
2.2 電氣與光學特性
除非另有說明,否則規格均在環境溫度(TA)為 25°C 下指定。這些是典型的性能參數。
- 發光強度(IV):在順向電流(IF)為 10mA 時,8.7 mcd(最小),19 mcd(典型),50 mcd(最大)。請注意,這些數值應用 ±15% 的測試公差。
- 視角(2θ1/2):100 度(典型)。這是發光強度降至其軸向(中心)值一半時的全角。
- 峰值發射波長(λP):572 nm(典型)。這是光譜輸出最強的波長。
- 主波長(λd):在 IF=10mA 時,566 nm(最小),569 nm(典型),574 nm(最大)。這是能最佳代表光線感知顏色的單一波長。
- 譜線半寬度(Δλ):15 nm(典型)。這表示發射光的光譜純度或頻寬。
- 順向電壓(VF):在 IF=10mA 時,2.0V(最小),2.5V(典型)。
- 逆向電流(IR):在逆向電壓(VR)為 5V 時,100 µA(最大)。重要:此元件並非設計用於逆向偏壓下操作;此測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統說明
為確保應用中的一致性,LED 會根據關鍵光學參數進行分類(分級)。LTL-R42NGYADH229Y 使用兩個主要的分級標準。
3.1 發光強度分級
LED 根據其在 IF=10mA 時測得的發光強度進行分類。每個等級的上下限有 ±15% 的公差。
- L3:8.7 mcd 至 12.6 mcd
- L2:12.6 mcd 至 19 mcd
- L1:19 mcd 至 29 mcd
- M1:29 mcd 至 50 mcd
特定的等級代碼(例如 L2)標示於產品包裝上。
3.2 主波長(色調)分級
LED 也會根據其主波長進行分類以控制顏色一致性。每個等級界限的公差為 ±1 nm。
- H06:566.0 nm 至 568.0 nm
- H07:568.0 nm 至 570.0 nm
- H08:570.0 nm 至 572.0 nm
- H09:572.0 nm 至 574.0 nm
4. 機械與包裝資訊
4.1 外型尺寸
此元件採用直角插件式設計。主要外殼材質為黑色塑膠。LED 元件本身為 T-1(3mm)直徑。在此特定料號(LTL-R42NGYADH229Y)中,支架上的 LED1 位置為空置,而 LED2 位置則安裝了一個覆蓋綠色霧面透鏡的黃綠色 AlInGaP 晶片。除非尺寸圖上另有規定(請參閱規格書中的詳細圖面),否則所有尺寸公差均為 ±0.25mm(0.010\")。
4.2 包裝規格
LED 以供自動化組裝製程適用的包裝方式供應。確切的包裝方法(例如:帶裝捲盤、散裝)與數量定義於規格書的包裝規格章節。分級代碼會清晰地標示在包裝袋上以供追溯。
5. 焊接與組裝指南
5.1 引腳成型
若需彎折引腳,必須在焊接前且於室溫下進行。彎折點應距離 LED 透鏡/支架底部至少 3mm。彎折時不得以引線框架的基部作為支點,以避免對內部晶片接合處造成應力。
5.2 焊接製程
必須在透鏡/支架底部與焊點之間保持至少 2mm 的間隙。切勿將透鏡浸入焊料中。
- 烙鐵:最高溫度 350°C。每支引腳最大焊接時間 3 秒(僅限一次)。
- 波峰焊:最高預熱溫度 120°C,最長 100 秒。最高焊波溫度 260°C,最長 5 秒。浸入位置必須距離環氧樹脂透鏡底部不低於 2mm。
警告:超過建議的溫度或時間可能導致透鏡變形或 LED 嚴重故障。
5.3 儲存與處理
若需在原始包裝外長期儲存,建議將 LED 存放於帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中。從包裝中取出的 LED 最好在三個月內使用。建議的儲存環境不超過 30°C 及 70% 相對濕度。
5.4 清潔
若需清潔,僅可使用酒精類溶劑,例如異丙醇。
6. 應用與設計考量
6.1 驅動電路設計
LED 是電流驅動元件。為了確保並聯驅動多個 LED 時亮度均勻,強烈建議為每個 LED 串聯一個獨立的限流電阻(電路模型 A)。不建議在沒有獨立電阻的情況下並聯驅動 LED(電路模型 B),因為 LED 之間順向電壓(VF)特性的微小差異將導致電流分配及隨之而來的亮度出現顯著差異。
6.2 靜電放電(ESD)防護
LED 對靜電放電敏感。在處理和組裝過程中必須實施適當的 ESD 控制:
- 操作人員應佩戴接地腕帶或防靜電手套。
- 所有設備、工作台和儲物架必須妥善接地。
- 使用離子風機來中和可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。
- 維持一個具有適當標示的防靜電工作站。
6.3 熱管理
雖然功率消耗很低(最大 52mW),但遵守 30°C 以上的電流降額曲線對於長期可靠性至關重要。若在接近最高溫度極限下操作,請確保最終應用中有足夠的氣流。
7. 性能曲線與典型特性
規格書包含典型的性能曲線,提供有價值的設計參考。這些圖表以視覺化方式呈現不同條件下關鍵參數之間的關係。雖然此處未列出具體的曲線數據點,但設計師應參考這些曲線以了解:
- 相對發光強度 vs. 順向電流:顯示光輸出如何隨電流增加,通常在較高電流下呈次線性關係。
- 順向電壓 vs. 順向電流:說明二極體的 I-V 特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度:展示隨著接面溫度升高,光輸出會減少。
- 光譜分佈:顯示跨波長的相對輻射功率圖,以 572 nm 的峰值波長為中心,典型半寬度為 15 nm。
這些曲線對於預測非標準條件下(例如:不同的驅動電流或環境溫度)的性能,以及為效率和壽命優化設計至關重要。
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。 |