目錄
1. 產品概述
LTL17KSL6D 是一款高效能、低功耗的LED,專為印刷電路板(PCB)或面板的穿孔式安裝而設計。它採用流行的T-1(5mm)直徑封裝,配備黃色霧面透鏡,提供寬廣且均勻的視角。此元件採用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)技術作為光源,以其高發光效率和穩定性著稱。此LED符合RoHS規範,意指其製造過程未使用鉛(Pb)等有害物質,使其適用於符合現代環保法規的電子應用。
其核心優勢包括在標準驅動電流20mA下,典型發光強度輸出高達520毫燭光(mcd),並搭配相對較低的正向電壓。此組合帶來卓越的能源效率。由於其低電流需求,該元件亦與積體電路(I.C.)相容,可輕鬆整合至各種數位與類比控制電路中,無需複雜的驅動級。
2. 技術參數深度客觀解讀
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正常運作。
- 功率消耗(Pd):最大75 mW。這是LED封裝可安全以熱能形式消散的總功率。超過此限制有熱損壞的風險。
- 連續正向電流(IF):直流條件下最大30 mA。這是持續操作的安全上限。
- 峰值正向電流:最大60 mA,但僅限於脈衝條件下(1/10工作週期,0.1ms脈衝寬度)。這允許在需要更高瞬間亮度的應用中(如指示燈或閃光燈)進行短暫的超額驅動。
- 降額:當環境溫度(TA)每升高超過50°C一度,最大連續正向電流必須線性降低0.66 mA。這對於高溫環境下的熱管理至關重要。
- 反向電壓(VR):最大5 V。LED並非設計來承受顯著的反向偏壓。超過此電壓可能導致接面立即崩潰。
- 操作與儲存溫度:此元件額定操作溫度範圍為-40°C至+80°C,儲存溫度範圍為-55°C至+100°C。
- 引腳焊接溫度:最高260°C,最長5秒,測量點距離LED本體2.0mm。這定義了手焊或波焊的製程窗口。
2.2 電氣與光學特性
這些是在環境溫度25°C下測量的典型性能參數。
- 發光強度(Iv):在IF=20mA時,範圍從最小400 mcd到典型值520 mcd。這是經由匹配人眼明視覺響應(CIE曲線)的濾波器感測器測量到的LED感知亮度。
- 視角(2θ1/2):典型值為60度(最小55°)。這是發光強度降至中心軸測量值一半時的全角。霧面透鏡創造了此寬廣視角。
- 峰值發射波長(λP):典型值588 nm。這是光譜功率輸出最高的波長。
- 主波長(λd):範圍從584 nm到596 nm,典型值為587 nm。這是能最佳代表LED感知顏色的單一波長,源自CIE色度圖。它是顏色規格的關鍵參數。
- 光譜線半寬度(Δλ):典型值15 nm。這表示所發射黃光的光譜純度或頻寬。
- 正向電壓(VF):典型值2.0V,在IF=20mA時最大為2.4V。這是LED導通電流時兩端的電壓降。
- 反向電流(IR):在VR=5V時最大為100 μA。這是LED在其最大額定值內反向偏壓時的小漏電流。
- 電容(C):在零偏壓和1MHz下測量,典型值為40 pF。這是接面電容,與高頻切換應用相關。
3. 分級表規格
產品根據關鍵性能參數進行分級,以確保生產批次內的一致性或滿足特定應用需求。
3.1 發光強度分級
單位:mcd @ 20mA。每個分級限值的容差為±15%。
- 分級代碼 L:最小400 mcd,最大520 mcd。
- 分級代碼 M:最小520 mcd,最大680 mcd。
- 分級代碼 N:最小680 mcd,最大880 mcd。
LTL17KSL6D 料號對應於發光強度的L級(典型值400-520 mcd)。
3.2 主波長分級
單位:nm @ 20mA。每個分級限值的容差為±1 nm。
- 分級代碼 H15:584.0 nm 至 586.0 nm
- 分級代碼 H16:586.0 nm 至 588.0 nm
- 分級代碼 H17:588.0 nm 至 590.0 nm
- 分級代碼 H18:590.0 nm 至 592.0 nm
- 分級代碼 H19:592.0 nm 至 594.0 nm
- 分級代碼 H20:594.0 nm 至 596.0 nm
在584-596 nm範圍內,特定單元的分級會另行標記或指定。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
此LED符合標準T-1(5mm)穿孔式封裝輪廓。關鍵尺寸包括:
- 從透鏡頂端到引腳末端的總長度:最小約25.0 mm(0.984英吋)。
- 透鏡直徑:標稱值5.4 mm(0.212英吋)。
- 本體/凸緣直徑:最大3.8 mm(0.15英吋)。
- 引腳間距:標稱值2.54 mm(0.1英吋),測量點為引腳從封裝伸出的位置。
- 引腳直徑:0.5 mm ± 0.05 mm(0.0197" ± 0.002")。
- 在引腳成型過程中,距離透鏡基座至少1.6mm處需有最小彎曲半徑點。
陰極通常由透鏡邊緣的平面標記或較短的引腳來識別,具體取決於製造商的標準(請參閱LTL17KSL6D的特定圖紙)。
5. 焊接與組裝指南
5.1 儲存條件
LED應儲存在溫度不超過30°C、相對濕度不超過70%的環境中。若從其原始防潮包裝中取出,應在三個月內使用。若需在原始包裝外長期儲存,請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。
5.2 清潔
若需清潔,請使用酒精類溶劑,如異丙醇。避免使用刺激性或未知的化學清潔劑。
5.3 引腳成型與放置
- 在距離LED透鏡基座至少1.6mm處彎曲引腳。
- 請勿使用LED本體作為彎曲的支點。
- 所有引腳成型應在室溫下並於焊接製程前完成。
- 在插入PCB時,施加最小的夾緊力,以避免對環氧樹脂密封處造成機械應力。
5.4 焊接製程
對於穿孔式LED,適用波焊或手焊。紅外線(IR)迴焊不適用。
- 手焊:烙鐵溫度最高400°C。每個引腳接觸時間最長3秒。僅執行一次。
- 波焊:預熱溫度最高120°C,最長60秒。焊錫波溫度最高260°C。與焊錫接觸時間最長5秒。
- 關鍵間距:保持從LED透鏡基座到引腳上焊點的最小距離為1.6mm(或如某些章節所述為2.0mm)。這可防止焊接過程中因毛細現象導致環氧樹脂沿引腳爬升,從而造成焊接缺陷或應力裂紋。
- 避免將透鏡本身浸入焊錫中。
- 當LED因焊接而處於高溫時,請勿對引腳施加應力。
6. 應用建議與設計考量
6.1 驅動電路設計
LED是電流驅動元件。其亮度主要是正向電流(IF)的函數,而非電壓。為了在驅動多個LED(尤其是並聯時)確保亮度均勻,強烈建議為每個LED使用一個串聯的限流電阻。簡單的電路由電壓源(Vcc)、電阻(R)和串聯的LED組成。電阻值計算公式為 R = (Vcc - VF) / IF,其中VF是LED在所需電流IF下的正向電壓。不建議為多個並聯的LED使用一個共用電阻(規格書中的電路模型B),因為個別LED之間的I-V特性存在差異,可能導致電流分配和亮度的顯著不同。
6.2 靜電放電(ESD)防護
與大多數半導體元件一樣,LED容易受到靜電放電損壞。在處理和組裝過程中必須採取預防措施:
- 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。
- 使用導電泡棉或容器來運輸和儲存散裝元件。
6.3 熱管理
雖然這是一款低功率元件,但遵守功率消耗和電流降額規格對於長期可靠性至關重要。若在密閉空間或高環境溫度下使用,請確保有足夠的氣流。必須應用超過50°C時0.66 mA/°C的降額係數,以計算實際操作環境中的最大允許連續電流。
6.4 典型應用場景
根據其規格,LTL17KSL6D非常適合用於:
- 狀態與電源指示燈:用於消費性電子產品、工業控制面板和儀器儀表,因其高亮度和寬視角。
- 背光照明:用於需要黃色霧面發光的小型圖例、符號或面板區域。
- 汽車內部指示燈:(假設符合此類用途的資格)用於儀表板或開關照明。
- 通用信號指示:用於家電、玩具和裝飾照明。
7. 包裝與訂購資訊
LTL17KSL6D的標準包裝如下:
- 基本包裝:每防靜電防潮包裝袋1,000顆。
- 內盒:包含10個包裝袋,總計10,000顆。
- 外運輸箱:包含8個內盒,總計80,000顆。
料號結構LTL17KSL6D編碼了關鍵屬性:可能表示系列、封裝(T-1)、顏色(黃色)、透鏡類型(霧面)以及特定的強度/波長分級(L6D)。確切的解碼應與製造商的料號編碼指南確認。
8. 注意事項與可靠性說明
此元件適用於標準電子設備。對於需要極高可靠性且故障可能危及安全的應用(例如航空、醫療、運輸),在設計採用前必須進行具體諮詢和資格認證。請務必遵守絕對最大額定值和建議操作條件。規格可能變更,因此進行關鍵設計工作時,請務必參考最新的官方規格書。
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。 |