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. 分級表規格
- 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 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 接腳成型
- 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
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 靜電放電 (ESD) 防護
- 8.3 設計考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 我可以將此 LED 驅動在 30mA 以獲得更亮的光嗎？
- 10.2 即使我的電源供應器是 3.2V (典型的 VF)，為何仍需要串聯電阻？
- 10.3 "水透明" 透鏡對光輸出有何意義？
- 11. 實際使用案例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢
1. 產品概述
LTL2W3TGPCK 是一款插件式安裝的 LED 燈珠，專為廣泛電子應用中的狀態指示和一般照明而設計。其特點是採用 T-1 3/4 (約 5mm) 直徑封裝，搭配水透明透鏡，可產生綠色光輸出。其主要優點包括低功耗、高效率以及與標準 PCB 安裝製程的相容性，使其成為設計師的多功能元件。
1.1 核心特點
- 無鉛 (Pb) 且符合 RoHS 規範的結構。
- 針對低電流操作具有高發光效率。
- 設計用於在印刷電路板或面板上進行多樣化安裝。
- 低電流需求，使其與積體電路 (IC) 驅動相容。
- 綠色發光體採用 InGaN (氮化銦鎵) 技術。
1.2 目標應用
此 LED 適用於需要可靠且高效指示燈的各種領域，包括電腦系統、通訊設備、消費性電子產品、家電以及工業控制面板。
2. 技術參數：深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
這些參數定義了可能對元件造成永久損壞的極限值。在此條件下操作不保證其性能。
- 功率消耗：最大 72 mW。這是 LED 封裝能以熱量形式消耗的總功率。
- 直流順向電流 (IF)：連續 20 mA。這是標準操作電流。
- 峰值順向電流：60 mA，但僅在脈衝條件下 (工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10ms)。
- 降額：為防止過熱，當環境溫度超過 30°C 時，最大順向電流必須以每攝氏度 0.3 mA 的速率線性降低。
- 操作溫度：-30°C 至 +85°C。元件在此範圍內可正常運作。
- 儲存溫度：-40°C 至 +100°C。
- 接腳焊接溫度：最高 260°C，持續時間最長 5 秒，測量點距離 LED 本體 2.0mm。
2.2 電氣與光學特性
這些是在環境溫度 (TA) 為 25°C 且順向電流 (IF) 為 20 mA 時測量的典型性能參數。
- 發光強度 (IV)：700 mcd (最小)，1150 mcd (典型)，1900 mcd (最大)。使用近似 CIE 明視覺響應的感測器/濾光片測量。對保證值應用 ±15% 的測試公差。
- 視角 (2θ1/2)：120 度 (典型)。這是發光強度降至其軸向 (中心軸) 值一半時的全角。
- 峰值發射波長 (λP)：519 nm (典型)。這是光譜輸出最強的波長。
- 主波長 (λd)：範圍從 512 nm 到 535 nm。這是人眼感知的單一波長，源自 CIE 色度圖。
- 光譜線半高寬 (Δλ)：35 nm (典型)。這是發射光譜在其最大強度一半處的寬度。
- 順向電壓 (VF)：在 20mA 下為 2.6V (最小)，3.2V (典型)，3.8V (最大)。這是 LED 工作時兩端的電壓降。
- 逆向電流 (IR)：在逆向電壓 (VR) 為 5V 時，最大 10 μA。重要：此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅供測試用途。
3. 分級表規格
產品根據關鍵光學參數進行分級，以確保生產批次內的一致性。這使設計師能夠選擇性能緊密匹配的 LED。
3.1 發光強度分級
分級在 IF= 20 mA 下進行。每個分級界限的公差為 ±15%。
- 分級 N：700 mcd (最小) 至 880 mcd (最大)
- 分級 P：880 mcd 至 1150 mcd
- 分級 Q：1150 mcd 至 1500 mcd
- 分級 R：1500 mcd 至 1900 mcd
3.2 主波長分級
分級在 IF= 20 mA 下進行。每個分級界限的公差為 ±1 nm。
- 分級 G08：512.0 nm 至 516.0 nm
- 分級 G09：516.0 nm 至 520.0 nm
- 分級 G10：520.0 nm 至 527.0 nm
- 分級 G11：527.0 nm 至 535.0 nm
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用了具體的圖形曲線，但從提供的規格中可以推斷出以下典型行為：
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
LED 呈現出典型的二極體非線性 I-V 特性。順向電壓 (VF) 隨電流增加而增加，但在標準 20mA 工作點有指定範圍 (2.6V 至 3.8V)。如建議使用恆流源驅動 LED，可確保穩定的發光輸出，而不受個別元件間 VF微小變化的影響。
4.2 發光強度 vs. 順向電流
在其正常工作範圍內，光輸出 (發光強度) 大致與順向電流成正比。超過絕對最大額定值，特別是直流順向電流，會因過多的熱量和電流密度導致 LED 晶片和環氧樹脂透鏡加速劣化。
4.3 溫度依存性
LED 的發光強度通常隨著接面溫度的升高而降低。降額規格 (超過 30°C 時每度 0.3 mA) 是管理此熱效應並維持長期可靠性的關鍵設計規則。對於高電流或高環境溫度的應用，適當的 PCB 佈局以利散熱至關重要。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
元件符合標準 T-1 3/4 插件式 LED 封裝輪廓。關鍵尺寸註記包括：
- 所有尺寸單位為毫米 (英吋僅供參考)。
- 除非另有說明，一般公差為 ±0.25mm。
- 法蘭下方樹脂的最大突出量為 1.0mm。
- 接腳間距在接腳離開封裝本體處測量。
5.2 極性辨識
對於插件式 LED，陰極通常由透鏡邊緣的平坦處或較短的接腳來識別。安裝前請務必參考元件標記或封裝文件以確認極性，防止反向連接。
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 和 70% 相對濕度的環境中。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充氮乾燥器。
6.2 清潔
如需清潔，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烈化學品。
6.3 接腳成型
在距離 LED 透鏡底部至少 3mm 處彎折接腳。請勿使用封裝本體作為支點。所有彎折應在室溫下並於焊接製程前進行。插入 PCB 時施加最小力量，以避免對接腳或環氧樹脂密封處造成機械應力。
6.4 焊接製程
關鍵規則：保持從透鏡底部到焊點的最小距離為 2mm。切勿將透鏡浸入焊料中。
- 烙鐵：最高溫度 350°C。每支接腳最大焊接時間 3 秒 (僅限一次)。
- 波峰焊：預熱最高至 100°C，持續最多 60 秒。焊波最高 260°C，持續最多 5 秒。
- 重要：紅外線 (IR) 迴流焊不適用於此插件式 LED 產品。過高的熱量或時間會損壞元件。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以抗靜電袋包裝。
- 基本單位：每包裝袋 500、200 或 100 顆。
- 內盒：包含 10 個包裝袋，總計 5,000 顆。
- 外箱 (出貨批)：包含 8 個內盒，總計 40,000 顆。批次中的最終包裝可能包含非整數數量。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
LED 是電流驅動元件。為確保亮度均勻，尤其是在並聯多個 LED 時，強烈建議為每個 LED 串聯一個限流電阻 (電路 A)。
電路 A (推薦)：[Vcc] — [電阻] — [LED] — [GND]。每個 LED 都有其專用的電阻。這可以補償個別 LED 之間順向電壓 (VF) 的自然變化，確保每個 LED 獲得正確的電流並均勻發光。
電路 B (不建議用於並聯)：不建議將多個 LED 直接並聯到單一限流電阻上。每個 LED I-V 特性的微小差異可能導致顯著的電流不平衡，造成亮度不均，並可能使 VF.
最低的 LED 因過電流而失效。
8.2 靜電放電 (ESD) 防護
- LED 對靜電放電敏感。為防止在處理和組裝過程中損壞：
- 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。
- 使用離子產生器來中和可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。
實施 ESD 控制計畫，並對人員進行培訓和定期認證。
- 8.3 設計考量熱管理：
- 遵守功率消耗和降額規格。在 PCB 上為 LED 接腳提供足夠的銅箔面積以作為散熱片。電流驅動：
- 始終使用恆流驅動器或帶有串聯電阻的電壓源。切勿在沒有電流限制的情況下將 LED 直接連接到電壓源。光學設計：
120 度的視角提供了寬廣的光束，適合需要從各種角度都能看到的狀態指示燈。
9. 技術比較與差異化
- 與白熾燈泡或更寬視角的擴散型 LED 等舊技術相比，LTL2W3TGPCK 提供了明顯的優勢：效率與壽命：
- 固態 InGaN 技術提供了比燈絲型指示燈顯著更高的發光效率和操作壽命 (通常為數萬小時)。穩固性：
- 比玻璃燈泡更能抵抗衝擊和振動。色彩純度：
- 窄光譜半高寬 (35nm) 和特定的主波長分級允許一致、飽和的綠色光輸出，這對於顏色編碼指示燈至關重要。標準化：
T-1 3/4 封裝是業界標準的外形尺寸，便於更換並與現有的 PCB 焊盤和面板開孔相容。
10. 常見問題 (基於技術參數)
No.10.1 我可以將此 LED 驅動在 30mA 以獲得更亮的光嗎？
直流順向電流的絕對最大額定值為 20mA。持續在 30mA 下操作超過此額定值，將產生過多熱量，加速流明衰減，並可能導致早期失效。如需更高亮度，請選擇發光強度更高的 LED 分級 (例如分級 Q 或 R)，或考慮額定電流更高的不同 LED 型號。F10.2 即使我的電源供應器是 3.2V (典型的 V
)，為何仍需要串聯電阻？F順向電壓有一個範圍 (2.6V 至 3.8V)。如果您將恰好 3.2V 的電壓施加到 VF為 2.6V 的 LED 上，電流將遠高於 20mA，可能損壞它。電阻作為一個簡單可靠的電流調節器，根據電源電壓和特定 LED 的實際 V
來設定電流。它還能防止電源電壓變化。
10.3 "水透明" 透鏡對光輸出有何意義？
與乳白色或擴散型透鏡相比，水透明 (非擴散) 透鏡產生更集中的光束圖案。光線看起來來自一個明顯的點光源。這與 120 度的視角相結合，產生了一個明亮的中心亮點，在廣闊區域內可見，使其非常適合直視狀態指示燈。
11. 實際使用案例情境：
- 設計一個帶有 10 個綠色 "系統運作中" 狀態指示燈的控制面板。元件選擇：
- 選擇來自分級 P 的 LTL2W3TGPCK LED，以獲得一致的中高亮度 (880-1150 mcd)。電路設計：使用 5V 電源軌。計算串聯電阻：R = (V電源F- VF) / IF。使用典型 VF=3.2V 和 I
- =20mA，R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 歐姆。為 10 個 LED 中的每一個使用標準的 91 歐姆，1/4W 電阻。PCB 佈局：
- 將 LED 放置在 0.1" (2.54mm) 網格間距上。為陰極接腳連接一個小的銅箔鋪設區域以進行輕微散熱。組裝：
- 嚴格遵循接腳成型和焊接指南，確保保持距離透鏡底部 2mm 的間隙。結果：
十個亮度均勻、可靠且具有長操作壽命的綠色指示燈。
12. 工作原理簡介
LTL2W3TGPCK 是一種半導體光源。其核心是由 InGaN (氮化銦鎵) 材料製成的晶片。當施加順向電壓時，電子和電洞在半導體的有源區內復合，以光子 (光) 的形式釋放能量。InGaN 層的特定成分決定了發射光的波長，在本例中為綠色 (~519 nm 峰值)。環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶片、塑造光輸出光束並增強從晶片提取的光量。
13. 技術趨勢
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。 |