LTW-010DCG-TR LED 数据手册 - 3.0x1.6x1.6mm - 3.4V - 120mW - 白光 - 英文技术文档

1. 产品概述

LTW-010DCG-TR是一款表面贴装白光发光二极管(LED)，设计为高效节能的紧凑型光源。它结合了LED技术固有的长工作寿命和高可靠性，以及适用于多种应用场景、足以替代传统照明的高亮度水平。该器件采用适合自动化组装工艺的封装，为设计者将固态照明集成到其产品中提供了灵活性。

1.1 核心优势与目标市场

该元件的主要优势包括高发光强度、宽视角以及与标准红外（IR）和气相回流焊接工艺的兼容性。其EIA标准封装确保可轻松集成到现有生产线中。该产品被归类为绿色产品且无铅，符合RoHS指令。目标应用领域广泛，涵盖汽车和便携式照明（例如阅读灯、手电筒）到建筑、装饰和信号用途（例如侧发光标志、交通信标、筒灯）。

2. 技术参数：深入客观解读

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限条件，不适用于正常工作状态。

• 功耗 (Pd): 120 毫瓦。这是 LED 封装在不超过其热限值的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流 (I_F(PEAK)): 100 mA。此电流仅在脉冲条件下允许（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度），以防止过热。
• DC Forward Current (I_F): 30 mA。这是为保障长期可靠运行而推荐的最大连续正向电流。
• Reverse Voltage (V_R): 5 V。在反向偏置中超过此电压可能导致立即失效。
• 工作温度范围 (T_opr): -30°C 至 +85°C。保证器件在此环境温度范围内正常工作。
• 储存温度范围 (T_stg): -40°C 至 +100°C。
• 回流焊接条件： 可承受260°C峰值温度长达10秒，兼容无铅焊接工艺曲线。

2.2 光电特性

这些参数是在25°C环境温度和20 mA正向电流（I_F）的标准测试条件下测量的，该条件作为通用参考点。

• 发光强度 (I_V): 2200 mcd (最小值), 3000 mcd (典型值)。这是衡量LED在特定方向上感知亮度的指标。测试使用经过滤光片匹配CIE明视觉响应曲线的传感器进行。
• 视角 (2θ_1/2): 115度（典型值）。这是光强降至0度（轴向）光强一半时的全角。较宽的视角表示光型更为扩散。
• 色度坐标 (x, y): x=0.295, y=0.282（典型值）。这些坐标在CIE 1931色度图上定义了LED的白点。这些数值的容差为±0.01。
• 正向电压 (V_F): 2.7 V（最小值），3.4 V（最大值），在 I_F=20mA 时。这是LED在通过指定电流时的正向压降。它是驱动电路设计的一个关键参数。

3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED会根据关键参数进行分档。这使得设计人员能够选择满足特定应用在颜色和亮度均匀性方面要求的元件。

3.1 正向电压 (V_F) 分档

VF分档代码（V1至V7）根据LED在20mA电流下的正向电压对其进行分类。每个档位的电压范围为0.1V（例如，V1：2.7-2.8V，V7：3.3-3.4V），每个档位允许±0.1V的容差。这有助于设计稳定的恒流驱动器。

3.2 发光强度 (I_V) 分档

IV分档代码（S3至S10）根据LED在20mA电流下的发光强度对其进行分类。分档范围从S3（2200-2300 mcd）到S10（2900-3000 mcd）。每个分档内的发光强度和光通量允许有±10%的容差。mcd值仅供参考。

3.3 颜色 (色度) 分档

色区等级表（例如A1、C1、D4）在CIE 1931色度图上定义了特定的四边形区域。每个等级都定义了x和y的角点坐标，以确保LED的白光色点落在受控区域内。每个色调（x, y）分档的容差为±0.01。这对于需要多个LED呈现一致白色外观的应用至关重要。

4. 性能曲线分析

数据手册引用了典型的特性曲线，这对于理解器件在非标准条件下的行为至关重要。虽然具体图表未在文中重现，但其含义是标准的。

• I-V 曲线： 展示了正向电流与正向电压之间的关系。该关系是非线性的，其开启电压在低电流时约等于 V。_F 该曲线有助于热管理和驱动设计。
• 光强与正向电流关系： 通常表明光输出随电流增加而增加，但在极高电流下可能因热效应而饱和或效率降低。
• 光强与环境温度关系： 表明光输出通常随结温升高而降低。这种降额对于设计在高温环境下运行的应用至关重要。
• 视角分布图： 一幅展示光强空间分布的极坐标图。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸

封装尺寸长为3.0毫米，宽为1.6毫米，高为1.6毫米，除非另有说明，公差为±0.1毫米。阴极通常通过封装上的标记或凹口来识别。精确的布局和焊盘设计应参考详细的尺寸图纸。

5.2 推荐的PCB焊接盘

本焊盘设计适用于红外或气相回流焊接。此焊盘布局经过优化，以确保形成可靠的焊点、良好的散热性能和机械稳定性。遵循此建议对于提高生产良率和确保长期可靠性至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊参数

该元件兼容红外回流焊接。参考了推荐的无铅回流焊接曲线（依据J-STD-020D），峰值温度为260°C，持续10秒。遵循推荐的升温速率、预热和冷却阶段对于防止热冲击及对LED封装或荧光粉造成损坏至关重要。

6.2 清洁

若焊接后需进行清洁，应仅使用指定的化学品。LED可在常温下浸入乙醇或异丙醇中，时间不超过一分钟。未指定的化学液体可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

6.3 储存与处理

根据JEDEC J-STD-020标准，本产品的湿度敏感等级（MSL）为3级。需采取预防措施，防止在回流焊过程中因湿气造成损伤（“爆米花”效应）。

• 密封包装： 储存于≤30°C且≤90%相对湿度条件下。若保存在原装带有干燥剂的防潮袋中，保质期为一年。
• 已开封包装： 储存于≤30°C且≤60%相对湿度条件下。元件在暴露于工厂环境条件后，必须在168小时（7天）内完成回流焊。应监控湿度指示卡。
• ESD注意事项： LED对静电放电敏感。建议佩戴接地腕带或防静电手套进行操作。所有设备和机器必须正确接地。

7. 包装与订购信息

7.1 卷带包装规格

元件采用12毫米宽压纹载带包装，卷盘直径为7英寸（178毫米）。每盘最多可容纳2000件。包装符合EIA-481-1-B规范。载带配有封盖带以密封空穴，且每盘最多允许连续缺失两个元件。

7.2 部件编号与标识

部件号为 LTW-010DCG-TR。每个包装袋上均标有光通量分级代码，以便追溯和分档识别。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

为使该LED达到最佳工作状态并延长其使用寿命，需使用恒流源驱动。在稳定电压供电下，可采用简单的串联电阻，其阻值计算公式为 R = (V_supply - V_F) / I_F为实现更高的效率和温度稳定性，建议使用专用的LED驱动IC，尤其是在串联或并联驱动多个LED时。最大直流电流不应超过30mA。

8.2 热管理设计考量

尽管功耗相对较低（最大120mW），但正确的热设计对于维持光输出和使用寿命至关重要。推荐的PCB焊盘有助于热量传递。对于大电流或高环境温度应用，需确保PCB上有足够的铜箔面积用于散热。以低于最大值的电流驱动LED，可显著提高光效和延长使用寿命。

8.3 光学设计考量

115度的视角可产生宽广的漫射光束。对于需要更聚焦光束的应用，必须使用透镜或反射器等二次光学元件。当多个LED并排使用时，应考虑色度分档，以避免可见的颜色差异。

9. 技术对比与差异化

LTW-010DCG-TR 的差异化优势在于其结合了高典型发光强度（3000mcd）和极宽的视角（115°）。许多竞品LED要么提供高强度但光束窄，要么提供宽光束但强度较低。这使得它非常适合那些既需要良好的总流明输出，又需要宽广的照明覆盖范围且无需二次光学器件的应用。其与标准SMD组装和回流焊接工艺的兼容性，是大规模量产的一个关键优势。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 发光强度（mcd）与光通量（lm）有何区别？

发光强度测量的是特定方向上的亮度（坎德拉），而光通量测量的是所有方向上的总可见光输出（流明）。本数据手册主要规定的是强度参数。其宽视角表明总光通量在一个广阔的区域内得到了有效利用。

10.2 我可以持续以30mA的电流驱动这颗LED吗？

可以，30mA是推荐的最大直流正向电流。然而，为了提高可靠性和延长使用寿命，建议以较低的电流（例如20mA，即测试条件）驱动。务必考虑环境温度和散热设计。

10.3 如何解读颜色分档表？

该表格定义了CIE色度图上的区域。为确保颜色匹配，下单时请指定所需的颜色等级（例如C1）。同一等级的LED，其色度坐标将落在定义的四边形区域内，从而确保视觉一致性。

10.4 如果超过5V反向电压会发生什么？

施加超过5V的反向电压可能导致LED结立即发生灾难性损坏。确保电路设计能够防止反向偏置条件至关重要，如果LED连接到交流电源或可能存在反向电压的电路中，可考虑并联使用保护二极管。

11. 实际设计与应用案例

案例：设计便携式工作灯
对于需要均匀、大面积照明的电池供电工作灯，LTW-010DCG-TR是一个绝佳选择。设计师会选择来自严格光强分档（例如S8-S10）和单一色品等级（例如C2）的LED，以确保亮度和颜色均匀。他们会设计一个采用升压转换器的恒流驱动器，以高效地驱动3-4颗串联的LED，电源为3.7V锂离子电池，并将电流设定在20-25mA，以平衡输出和电池寿命。其115度的宽角度消除了对扩散片的需求，简化了机械设计。MSL-3等级要求规划组装流程，必须在打开防潮袋后一周内完成LED的焊接。

12. 工作原理介绍

像LTW-010DCG-TR这样的白光LED，其工作原理通常是荧光粉转换。器件的核心是一个半导体芯片（通常基于氮化铟镓 - InGaN），在正向偏置时会发出蓝色或紫外光谱的光。这部分初级光随后照射到封装内部沉积的荧光粉层上。荧光粉吸收一部分初级光，并以更长波长（黄色、红色）的光的形式重新发射。未转换的蓝光与荧光粉发射的光混合后，被人眼感知为白光。具体的混合比例决定了相关色温（CCT）和色品坐标。

13. 技术趋势

固态照明行业持续发展，其趋势聚焦于提升光效（每瓦流明数）、改进显色指数（CRI）以获得更自然的光线，以及实现更高的可靠性和更长的使用寿命。同时，行业也在朝着小型化和更高功率密度的方向推进。此外，集成了可调白光（可调CCT）和连接功能的智能照明正变得越来越普遍。像LTW-010DCG-TR这样的组件代表了市场中成熟、高性价比的部分，在高端产品发展这些先进趋势的同时，为标准照明应用提供了可靠的性能。