白光LED LTW-008ZDCG 規格書 - InGaN 白光 - 20mA - 3.6V - 120mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款專為表面貼裝技術 (SMT) 應用而設計嘅高亮度白光發光二極管 (LED) 嘅技術規格。呢個器件採用氮化銦鎵 (InGaN) 半導體材料產生白光，並透過黃色透鏡過濾。佢以8mm帶裝封裝，並以7吋直徑捲盤供應，完全兼容自動化貼片組裝設備。呢款產品被歸類為環保產品，符合有害物質限制 (RoHS) 指令，即係無鉛。佢嘅主要設計係針對需要可靠、穩定嘅白光照明，並且體積細小嘅應用。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。喺呢啲條件下操作並唔保證正常。

• 功耗 (Pd)：120 mW。呢個係LED封裝喺唔超過其熱極限嘅情況下，可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流 (I_FP)：100 mA。呢個係最大允許嘅瞬時正向電流，通常喺脈衝條件下指定 (1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度)，以防止過熱。
• 直流正向電流 (I_F)：30 mA。呢個係建議用於可靠長期操作嘅最大連續正向電流。
• 反向電壓 (V_R)：5 V。施加超過呢個數值嘅反向電壓會導致擊穿並損壞LED結。禁止連續反向電壓操作。
• 操作溫度範圍 (T_opr)：-30°C 至 +85°C。LED設計用於正常運作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍 (T_stg)：-40°C 至 +100°C。非操作狀態下嘅儲存溫度範圍。
• 回流焊條件：可承受260°C持續10秒，符合典型無鉛焊料回流焊溫度曲線 (例如 J-STD-020D)。

2.2 電氣及光學特性

除非另有說明，呢啲參數係喺標準測試條件 Ta=25°C 同 I_F= 20 mA 下測量。

• 光強度 (I_V)：範圍由最低860 mcd到典型值1720 mcd。呢個係量度特定方向發出嘅光嘅感知功率。實際數值會進行分級 (見第3節)。測量遵循CIE人眼響應曲線。
• 視角 (2θ_1/2)：110度。呢個係光強度下降到最大值一半 (軸上) 時嘅全角。表示一個相對較寬嘅光束模式。
• 色度座標 (x, y)：喺CIE 1931色度圖上，典型值為 x=0.295, y=0.280，定義咗白點顏色。呢啲座標嘅公差為 ±0.01。
• 正向電壓 (V_F)：喺20mA下，範圍由2.9V到3.6V。呢個係LED操作時嘅壓降。實際數值會進行分級 (見第3節)。
• ESD耐受電壓：2000V (人體模型，HBM)。呢個指定咗器件對靜電放電嘅敏感度，表示標準保護級別。強烈建議使用適當嘅ESD預防措施 (防靜電手帶、接地設備) 進行處理。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同性能嘅一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 正向電壓 (V_F) 分級

LED根據其喺 I_F= 20 mA 時嘅正向電壓，分為唔同等級 (V0 至 V6)。每個等級嘅範圍為0.1V，由 V0 (2.9-3.0V) 到 V6 (3.5-3.6V)。每個等級內嘅公差為 ±0.10V。咁樣設計師就可以為並聯電路中嘅均流應用選擇電壓降相近嘅LED。

3.2 光強度 (I_V) 分級

LED根據其喺 I_F= 20 mA 時嘅光強度進行分級 (S, T, A, B, C, D)。等級範圍由 S (860-1000 mcd) 到 D (1580-1720 mcd)。每個等級指定嘅公差為 ±10%。咁樣可以為需要特定亮度水平或多個LED之間均勻性嘅應用進行選擇。

3.3 色座標分級 (顏色等級)

文件提供咗詳細嘅顏色等級表 (例如 A52, A53, BE1, BG3)，定義咗CIE 1931色度圖上特定嘅四邊形或三角形。每個"等級"指定咗白光輸出嘅允許 (x, y) 座標邊界。呢種精確分級對於顏色一致性至關重要嘅應用 (例如背光或標誌) 非常關鍵。呢啲座標嘅測量容差為 ±0.01。

4. 性能曲線分析

4.1 相對強度 vs. 波長

規格書中嘅圖1顯示咗發出光嘅光譜功率分佈 (SPD)。對於使用藍色InGaN芯片同黃色熒光粉嘅白光LED，曲線通常顯示芯片喺藍色區域 (約450-460 nm) 有一個主峰，而熒光粉產生嘅黃色/綠色區域 (約550-600 nm) 有一個更寬嘅峰或隆起。呢啲光譜嘅組合導致人眼感知為白光。曲線嘅全寬度大約由400 nm到750 nm，覆蓋可見光譜。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸及公差

呢款LED符合EIA標準SMD封裝外形。所有關鍵尺寸均以毫米提供，除非另有說明，標準公差為 ±0.05 mm。關鍵機械定義包括：

• 距離 A：焊盤底部同反射器之間嘅垂直距離。最小值為0.05mm。
• 公差 B：左右焊盤之間嘅對齊公差。最大值為0.03mm。
• 距離 C：焊盤同反射器壁之間嘅橫向距離。最小值為0.05mm。

呢啲尺寸對於PCB焊盤設計、確保正確嘅焊點形成同光提取至關重要。

5.2 帶裝及捲盤包裝尺寸

詳細圖紙指定咗載帶尺寸 (凹槽尺寸、間距等) 同捲盤尺寸 (7吋直徑)。包裝遵循EIA-481-1-B規格。關鍵注意事項包括：每捲2000件，最多允許連續缺失兩個元件，以及指定嘅前導/尾帶長度 (開始時最少20 cm，結束時最少50 cm)。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊溫度曲線

呢款LED兼容紅外線 (IR) 同氣相回流焊工藝。參考咗一個建議嘅無鉛回流焊溫度曲線，符合J-STD-020D。關鍵參數係器件能夠承受260°C峰值溫度持續10秒。遵循建議嘅升溫、保溫同冷卻速率對於防止熱衝擊同確保可靠焊點至關重要。

6.2 清潔

如果焊後需要清潔，只應使用特定化學品，以避免損壞LED封裝。規格書建議喺常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。禁止使用未指定嘅化學液體。

6.3 儲存及濕度敏感度

根據JEDEC J-STD-020，呢款產品嘅濕度敏感度等級 (MSL) 為3級。

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 同 ≤90% RH。當儲存喺帶有乾燥劑嘅原裝防潮袋中時，保質期為一年。
• 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 同 ≤60% RH。元件必須喺暴露於環境空氣後168小時 (7日) 內完成焊接。
• 烘烤：如果濕度指示卡變為粉紅色 (表示 >10% RH) 或超過168小時嘅車間壽命，建議喺重新密封或使用前，以60°C烘烤至少48小時。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

呢款白光SMD LED適用於多種需要細小、高效白光照明嘅應用，包括但不限於：

• 消費電子產品 (例如電器、音響設備) 嘅狀態指示燈同背光。
• 工業控制系統中嘅面板指示燈同開關背光。
• 便攜式設備中嘅通用照明。
• 裝飾照明同標誌。

重要注意：規格書明確指出呢啲LED係用於普通電子設備。對於有特殊可靠性要求或故障可能危及生命或健康嘅應用 (航空、醫療設備、安全系統)，喺設計採用前需要諮詢製造商。

7.2 設計考慮因素

• 限流：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動電路。唔好直接連接到電壓源。喺建議嘅30 mA直流正向電流或以下操作。
• 熱管理：確保PCB提供足夠嘅散熱，特別係喺高電流或高環境溫度下操作時，以保持喺120 mW功耗限制內。
• ESD保護：組裝期間實施標準ESD處理程序。如果LED位於暴露位置，考慮喺電路板上添加瞬態電壓抑制 (TVS) 二極管或其他保護。
• 光學設計：110度視角提供寬光束。如需更聚焦嘅光線，可能需要二次光學元件 (透鏡)。

8. 技術比較及差異化

雖然呢份單一規格書冇提供同其他型號嘅直接並排比較，但可以推斷出呢款LED嘅關鍵差異化特點：

• 寬視角 (110°)：相比視角較窄嘅LED，提供更廣嘅照明，適合區域照明而非聚光照明。
• 詳細分級：廣泛嘅 V_F、 I_V同色座標分級為需要多個單元性能匹配嘅應用提供高度一致性。
• 穩固封裝：兼容自動貼裝同標準無鉛回流焊溫度曲線 (260°C峰值)，有助於大批量、可靠嘅製造。
• InGaN技術：提供現代高亮度LED設計典型嘅高效白光產生。

9. 常見問題 (基於技術參數)

9.1 峰值正向電流 (100mA) 同直流正向電流 (30mA) 有咩分別？

直流正向電流 (30mA) 係連續、穩態操作嘅最大電流。峰值正向電流 (100mA) 係一個高得多嘅電流，LED只能喺非常短嘅脈衝 (0.1ms寬度) 同低佔空比 (10%) 下承受。呢個對於多路復用或PWM調光等應用好有用，短暫嘅高電流脈衝可以實現更高嘅瞬時亮度，而唔會令LED過熱。持續超過直流電流額定值會導致過度發熱同快速老化。

9.2 點樣解讀色度座標 (x=0.295, y=0.280)？

呢啲座標將白光顏色標繪喺CIE 1931色度圖上。呢個特定點通常對應於"冷白光"或"日光白"色溫，通常喺6000K-7000K範圍內。±0.01嘅公差定義咗圖表上一個細小區域，呢批中任何單個LED嘅顏色都應該落喺呢個區域內，確保顏色均勻性。

9.3 點解儲存條件咁嚴格 (MSL 3)？如果超過168小時嘅車間壽命會點？

SMD封裝會從空氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊過程中，呢啲被困住嘅濕氣會迅速變成蒸汽，導致塑料封裝內部分層、破裂或"爆米花"效應，從而損壞LED。MSL 3同168小時限制定義咗呢種封裝特定吸濕率嘅安全暴露時間。如果超過，烘烤 (60°C，48小時) 可以去除吸收嘅濕氣，將元件恢復到適合回流焊嘅乾燥狀態。

10. 設計及使用案例

10.1 設計一個狀態指示燈面板

場景：設計一個有10個均勻白光LED狀態指示燈嘅控制面板。

設計步驟：

1. 電流設定：選擇一個操作點，例如 I_F= 20 mA，以實現可靠操作並直接使用規格書嘅分級數據。
2. 電壓計算：假設電源電壓為5V (V_CC)。從相同 V_F等級中選擇LED，例如 V3 (3.2-3.3V)。使用典型值 (3.25V) 進行計算。所需串聯電阻 R = (V_CC- V_F) / I_F= (5 - 3.25) / 0.020 = 87.5 Ω。可以使用標準91 Ω或82 Ω電阻，稍微調整電流。
3. 亮度均勻性：指定來自相同 I_V等級 (例如 等級 C: 1440-1580 mcd) 嘅LED，以確保所有指示燈具有相似嘅感知亮度。
4. 顏色均勻性：指定來自相同顏色等級 (例如 A63) 嘅LED，以保證所有燈發出相同色調嘅白光，對於美觀一致性至關重要。
5. PCB佈局：遵循規格書中建議嘅焊盤尺寸。確保焊盤設計尊重到LED本體/反射器嘅最小距離 (A, C)，以防止短路並允許形成正確嘅焊角。
6. 組裝：使用建議嘅紅外線回流焊溫度曲線。將LED保持喺密封袋中，直到準備好組裝。如果打開袋子，請喺168小時內完成所有10個LED嘅焊接。

11. 工作原理簡介

呢款白光LED基於半導體中嘅電致發光原理運作。核心係一個由氮化銦鎵 (InGaN) 製成嘅芯片，當施加正向電壓 (通常2.9-3.6V) 時，電子同空穴跨越其帶隙復合，會發出藍光。為產生白光，發藍光嘅芯片塗有一層摻鈰釔鋁石榴石 (YAG:Ce) 熒光粉。來自芯片嘅一部分高能藍色光子被熒光粉吸收，然後通過稱為光致發光嘅過程重新發射出較低能量嘅黃光。剩餘未被吸收嘅藍光同發出嘅黃光混合，人眼將呢種組合感知為白光。黃色透鏡進一步擴散同塑造最終嘅光輸出。

12. 技術趨勢

呢份規格書中描述嘅技術代表咗一種成熟且廣泛採用嘅用LED產生白光嘅方法。與呢類元件相關嘅更廣泛LED行業中持續嘅關鍵趨勢包括：

• 效率提升 (lm/W)：InGaN芯片設計、熒光粉效率同封裝結構嘅持續改進，帶來更高嘅發光效率，意味著相同電輸入功率下更多光輸出。
• 色彩質量改善：開發多種熒光粉混合物 (例如添加紅色熒光粉) 以提高顯色指數 (CRI)，喺LED光下提供更準確同悅目嘅色彩還原。
• 微型化：消費電子產品對更細小設備嘅推動，促使LED採用更細小嘅封裝尺寸，同時保持或增加光輸出。
• 更高可靠性及壽命：材料 (環氧樹脂、熒光粉、基板) 同熱管理設計嘅進步，正延長LED嘅操作壽命 (L70, L90)，降低長期維護成本。
• 智能及互聯照明：雖然呢個係一個基本元件，但生態系統正朝著LED成為智能系統不可或缺部分嘅方向發展，通常需要兼容嘅驅動器來實現調光、調色同連接功能。