目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 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 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
- 4.2 發光強度 vs. 順向電流
- 4.3 光譜分佈
- 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 接腳成型
- 6.3 焊接製程
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 8. 應用設計建議
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 ESD (靜電放電) 防護
- 8.3 熱管理
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題 (FAQ)
- 10.1 我可以不使用限流電阻來驅動這顆 LED 嗎？
- 10.2 峰值波長與主波長有何不同？
- 10.3 我可以對這顆 LED 使用迴焊製程嗎？
- 10.4 如何解讀包裝袋上的分級代碼？
- 11. 實際應用範例
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概述
LTL1CHVRTNN 是一款高效能、低功耗的插件式 LED 燈珠，專為廣泛電子應用中的狀態指示與照明而設計。它採用流行的 T-1 (3mm) 直徑封裝，配備紅色透明透鏡，在亮度與視角之間取得平衡，適合多樣化的設計需求。
1.1 核心優勢
- 高效能與低功耗：以極低的功耗提供高發光強度，非常適合電池供電或注重能源效率的應用。
- 符合 RoHS 規範與無鉛製程：依據環保法規製造，確保適用於現代全球市場。
- 標準封裝：T-1 (3mm) 外型尺寸廣泛使用，並與標準 PCB 佈局和安裝硬體相容。
- 設計靈活性：提供特定的發光強度與主波長分級，確保在生產批次中顏色與亮度的一致性。
1.2 目標市場
此 LED 用途廣泛，目標市場涵蓋多個產業，包括：
- 通訊設備
- 電腦周邊設備
- 消費性電子產品
- 家用電器
- 工業控制系統
2. 深入技術參數分析
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。在此條件下操作不保證其性能。
- 功率消耗 (Pd)：75 mW。這是 LED 在環境溫度 (TA) 25°C 下，能以熱形式消散的最大功率。超過此限制有熱損壞的風險。
- 直流順向電流 (IF)：30 mA。可施加的最大連續電流。
- 峰值順向電流：90 mA (脈衝寬度 ≤10μs，工作週期 ≤1/10)。適用於短暫的高強度脈衝，但不適用於連續操作。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。元件額定在此環境溫度範圍內運作。
- 接腳焊接溫度：距離 LED 本體 2.0mm 處，最高 260°C 持續最多 5 秒。對於波焊或手焊製程至關重要。
2.2 電氣與光學特性
這些是在標準測試條件 TA=25°C 且 IF=20mA 下測量的典型性能參數。
- 發光強度 (Iv)：1500 - 3200 mcd (毫燭光)。此高亮度水準確保了極佳的視覺辨識度。實際數值經過分級 (R, S, T) 以確保一致性。
- 視角 (2θ1/2)：45 度。此定義了發光強度至少為軸上強度一半的錐形範圍。它在聚焦光束與寬廣可見度之間提供了良好的折衷。
- 峰值發射波長 (λP)：639 nm。光譜功率輸出達到最大值時的波長。
- 主波長 (λd)：621 - 637 nm。這是人眼感知的單一波長，定義了顏色 (紅色)。它經過分級 (H29-H32) 以進行精確的色彩匹配。
- 順向電壓 (VF)：2.0V (最小)，2.4V (典型)。在 20mA 驅動下，LED 兩端的電壓降。此參數對於設計驅動電路中的限流電阻至關重要。
- 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 時，最大 100 μA。LED 並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅用於漏電流測試。
3. 分級系統說明
為確保產品一致性，LED 會根據關鍵光學參數進行分級。
3.1 發光強度分級
分級保證了最低亮度水準。每個分級範圍的公差為 ±15%。
- 分級 R：1500 - 1900 mcd
- 分級 S：1900 - 2500 mcd
- 分級 T：2500 - 3200 mcd
3.2 主波長分級
分級確保精確的色彩一致性。每個分級範圍的公差為 ±1nm。
- 分級 H29：621.0 - 625.0 nm
- 分級 H30：625.0 - 629.0 nm
- 分級 H31：629.0 - 633.0 nm
- 分級 H32：633.0 - 637.0 nm
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用了具體圖表，但其含義對設計至關重要。
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
I-V 特性是非線性的。電壓稍微超過典型 VF 值，就可能導致電流大幅且可能具破壞性的增加。這強調了必須使用恆流源，或更常見的是，在 LED 串聯一個限流電阻。
4.2 發光強度 vs. 順向電流
發光強度大致與順向電流成正比，直到達到最大額定電流。然而，在極高電流下效率可能會下降，並產生過多熱量。在建議的 20mA 或以下操作，可確保最佳性能和壽命。
4.3 光譜分佈
光譜曲線顯示出窄半高寬 (Δλ 典型值為 20 nm)，表示相對純淨的紅色。峰值 (639 nm) 和主波長 (621-637 nm) 定義了其在紅色光譜內的特定色調。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
此 LED 符合標準 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。
- 除非另有說明，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處測量。
5.2 極性辨識
較長的引腳為陽極 (+)，較短的引腳為陰極 (-)。陰極側也可能在透鏡法蘭上以平面標示。電路組裝時必須注意正確的極性。
6. 焊接與組裝指南
6.1 儲存條件
LED 應儲存在不超過 30°C 和 70% 相對濕度的環境中。若從原廠防潮袋中取出，應在三個月內使用。如需更長時間儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。
6.2 接腳成型
在距離 LED 透鏡底部至少 3mm 處彎折引腳。請勿以透鏡底部作為支點。成型必須在焊接前於室溫下進行，以避免對內部晶粒接合點造成應力。
6.3 焊接製程
關鍵規則：保持環氧樹脂透鏡底部到焊點的最小距離為 2mm。請勿將透鏡浸入焊料中。
- 烙鐵焊接：最高溫度 350°C，每支引腳最長時間 3 秒。
- 波峰焊接：預熱 ≤100°C，時間 ≤60 秒；焊錫波 ≤260°C，時間 ≤5 秒。
- 重要：紅外線迴焊不適用於此類插件式 LED 燈珠。過高的熱量或時間會使透鏡變形或導致災難性故障。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以防靜電袋包裝，以防止 ESD 損壞。
- 袋裝數量：每袋 1000、500、200 或 100 顆。
- 內盒：每盒 10 袋 (總計 10,000 顆)。
- 外箱：每外箱 8 個內盒 (總計 80,000 顆)。
8. 應用設計建議
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，為每顆 LED 串聯一個限流電阻是強制性的(電路 A)。避免將 LED 直接並聯而不使用個別電阻 (電路 B)，因為其順向電壓 (VF) 的微小差異將導致顯著的電流不平衡和亮度不均。
電阻計算範例 (供電電壓 5V，目標 IF=20mA，VF=2.4V)：
R = (供電電壓 - VF) / IF = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω。
可使用最接近的標準值 (例如 120 Ω 或 150 Ω)，並重新計算實際電流。
8.2 ESD (靜電放電) 防護
LED 對靜電敏感。在處理和組裝過程中，預防措施至關重要：
- 使用接地腕帶和防靜電墊。
- 確保所有設備和工作檯面妥善接地。
- 使用離子風扇中和塑膠透鏡表面的靜電荷。
- 對人員實施 ESD 培訓和認證。
8.3 熱管理
雖然功率消耗很低 (最大 75mW)，但將 LED 維持在其操作溫度範圍內 (環境溫度 -40°C 至 +85°C) 對於長期可靠性非常重要。避免將 LED 放置在靠近其他發熱元件的地方。在高密度佈局中，確保足夠的氣流。
9. 技術比較與差異化
LTL1CHVRTNN 在 T-1 紅色 LED 類別中，以其高發光強度 (最高 3200 mcd) 與標準 45 度視角的特定組合而與眾不同。與通用零件相比，其針對強度和波長的明確分級結構為設計師提供了可預測的性能，減少了在色彩和亮度一致性至關重要的應用中 (例如指示燈陣列或背光面板) 進行生產後校準的需求。
10. 常見問題 (FAQ)
10.1 我可以不使用限流電阻來驅動這顆 LED 嗎？
No.將其直接連接到電壓源將導致過量電流，立即損壞 LED。始終需要串聯電阻或恆流驅動器。
10.2 峰值波長與主波長有何不同？
峰值波長 (λP)是 LED 發出最大光功率的物理波長。主波長 (λd)是基於人眼敏感度 (CIE 曲線) 計算出的數值，定義了感知的顏色。λd 對於視覺應用更為相關。
10.3 我可以對這顆 LED 使用迴焊製程嗎？
No.規格書明確指出，紅外線迴焊不適用於此類插件式 LED 燈珠。僅建議使用波峰焊或嚴格控制溫度和時間的手工焊接。
10.4 如何解讀包裝袋上的分級代碼？
分級代碼 (例如 T-H31) 表示發光強度分級 (T: 2500-3200 mcd) 和主波長分級 (H31: 629.0-633.0 nm)。這讓您可以為應用選擇性能匹配的 LED。
11. 實際應用範例
情境：為需要 10 顆均勻亮度的紅色 LED 的工業設備設計狀態指示燈面板。
- 元件選擇：指定來自相同強度分級 (例如 分級 S) 和波長分級 (例如 分級 H31) 的 LTL1CHVRTNN LED，以保證視覺一致性。
- 電路設計：使用 12V 直流電源軌。計算每顆 LED 的串聯電阻：R = (12V - 2.4V) / 0.020A = 480 Ω。一個 470 Ω，1/4W 的電阻是合適的。將所有 10 組 LED-電阻對並聯到 12V 電源軌上。
- PCB 佈局：放置 3mm LED 本體的孔位。確保陰極 (較短引腳) 的焊盤有明確標記。保持焊盤與 LED 本體外框之間 >2mm 的間距。
- 組裝：遵循 ESD 預防措施。插入 LED，在焊接面稍微彎折引腳以固定位置。使用波峰焊，參數不超過 260°C 持續 5 秒。
12. 工作原理
此 LED 是一個半導體 p-n 接面二極體。當施加超過其特性順向電壓 (VF ~2.4V) 的順向電壓時，電子和電洞在接面處復合，以光子 (光) 的形式釋放能量。半導體層中使用的特定材料決定了發射光的波長 (顏色)，在本例中為紅色光譜 (621-637 nm)。環氧樹脂透鏡用於聚焦光輸出並保護半導體晶粒。
13. 技術趨勢
雖然表面黏著元件 (SMD) LED 在小型化和自動化組裝的新設計中佔主導地位，但像 T-1 封裝這樣的插件式 LED 在特定利基市場中仍然具有相關性。它們的需求持續存在於需要高可靠性的惡劣環境 (振動、熱循環)、更易於手動原型製作和維修、舊系統維護，以及元件本身作為穿過外殼的面板安裝指示燈等應用中。即使在既定的插件式外型尺寸內，技術仍在發光效率 (每瓦更多光輸出) 和色彩一致性方面持續改進。
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。 |