LTW-020ZDCG 白光LED 規格書 - SMD 封裝 - 典型3.2V - 20mA - 1000-1720mcd - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢個元件係一隻白色表面貼裝LED（發光二極管），設計為節能同細小嘅光源。佢結合咗LED技術固有嘅長壽命同可靠性，以及具競爭力嘅亮度水平，旨在為固態照明應用提供設計靈活性，以取代傳統照明方案。

1.1 核心優勢同目標市場

呢隻LED嘅主要特點包括兼容自動貼裝設備、適用於紅外線同氣相迴流焊接製程，以及符合綠色產品標準（無鉛同RoHS）。佢以12mm載帶包裝，捲喺7吋直徑嘅捲盤上。

主要應用領域：

• 汽車、巴士同飛機內艙嘅閱讀燈。
• 便攜式照明，例如電筒同單車燈。
• 建築同裝飾照明：筒燈、燈槽、櫃底燈、工作燈。
• 戶外同保安照明：柱燈、花園燈。
• 標誌：出口或銷售點顯示嘅側光式標誌。
• 信號燈：交通信號燈、警示燈、鐵路道口燈。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。特別要注意避免喺反向偏壓下操作。

• 功耗：120 mW
• 峰值正向電流：100 mA（喺1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度下）
• 直流正向電流：30 mA
• 反向電壓：5 V
• 工作溫度範圍：-30°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C
• 迴流焊接條件：峰值溫度260°C，最多10秒（無鉛製程）。

2.2 電光特性

測量條件為環境溫度 (Ta) 25°C 同正向電流 (IF) 20 mA，除非另有說明。

• 光度 (IV)：最小1000 mcd，典型1720 mcd。呢個參數係用經過濾波以匹配CIE明視覺響應曲線嘅感測器測量嘅。
• 視角 (2θ1/2)：110度。呢個定義咗光度至少為峰值光度一半嘅角度範圍。
• 色度座標 (x, y)：基於CIE 1931色度圖。提供嘅典型值為 x=0.300, y=0.290。應對呢啲座標應用±0.01嘅公差。參考測試標準為CAS140B。
• 正向電壓 (VF)：喺 IF=20mA 時，最小2.9 V，最大3.6 V。
• 抗靜電放電電壓：2 kV（人體模型）。強烈建議採取適當嘅ESD處理預防措施，包括使用接地手帶同設備。

3. 分級系統說明

產品根據關鍵參數分為唔同等級，以確保生產批次內嘅一致性。設計師必須喺應用中考慮呢啲等級，以進行顏色同亮度匹配。

3.1 正向電壓 (VF) 分級

LED根據其喺20mA時嘅正向壓降分為唔同等級 (V0 至 V6)。每個等級嘅範圍為0.1V，每個等級另有±0.1V嘅公差。

• 例子：等級 V0 涵蓋 2.9V 至 3.0V。

3.2 光度 (IV) 分級

LED根據其喺20mA時嘅光度分為唔同等級 (T, A, B, C, D)。每個等級嘅範圍適用±10%嘅公差。

• 例子：等級 D 涵蓋 1580 mcd 至 1720 mcd。

3.3 顏色等級 (色度分級)

詳細表格定義咗特定顏色等級（例如 A52, A53, BE1, BG3）。每個等級由CIE 1931色度圖上嘅一個四邊形或三角形定義，由三個或四個 (x, y) 座標點指定。咁樣可以為需要特定白點座標嘅應用進行精確嘅顏色選擇同匹配。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗喺25°C環境溫度下測量嘅典型電氣同光學特性曲線。雖然提供嘅文本冇詳細說明具體圖表，但呢類曲線通常包括：

• 相對光度 vs. 正向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常以非線性方式，最終會飽和。
• 正向電壓 vs. 正向電流：IV曲線，顯示二極管嘅指數關係特性。
• 相對光度 vs. 環境溫度：說明當結溫升高時光輸出會下降，呢個係熱管理嘅關鍵因素。
• 光譜功率分佈：對於白光LED（可能係藍光晶片加螢光粉），呢個會顯示藍色峰值同更寬嘅螢光粉轉換黃色光譜。

5. 機械同封裝資料

5.1 外形尺寸

所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.1 mm，除非另有說明。封裝為行業標準SMD格式。圖中清楚標示咗陽極端子，以便組裝時正確極性定位。

5.2 建議PCB焊盤佈局

提供咗印刷電路板嘅焊盤圖案設計，以確保喺紅外線或氣相迴流製程中可靠焊接。遵循呢個建議嘅焊盤圖案對於實現正確嘅焊點形成同機械穩定性至關重要。

6. 焊接同組裝指引

6.1 迴流焊接參數

呢個元件適用於無鉛迴流焊接，峰值溫度為260°C，最多10秒。建議使用符合J-STD-020D嘅迴流曲線。曲線應包括適當嘅預熱、保溫、迴流同冷卻階段，以減少熱衝擊並確保可靠焊點。

6.2 儲存同處理條件

根據JEDEC J-STD-020，呢隻LED被歸類為濕度敏感等級 (MSL) 3。

• 密封包裝：儲存於≤30°C同≤90% RH。喺防潮袋加乾燥劑中嘅保存期限為一年。
• 已開封包裝：儲存於≤30°C同≤60% RH。元件必須喺暴露後168小時（7日）內進行焊接。如果濕度指示卡變粉紅色（≥10% RH）或超過暴露時間，建議使用前喺60°C烘烤至少48小時。將任何未使用嘅部件連同乾燥劑重新密封。

6.3 清潔

如果焊接後需要清潔，只可使用指定溶劑。將LED浸喺常溫嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。禁止使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞LED封裝或光學部件。

7. 包裝同訂購資料

7.1 載帶同捲盤規格

元件以12mm寬嘅壓紋載帶供應，捲喺7吋（178mm）直徑嘅捲盤上。

• 捲盤容量：每捲最多2000件。
• 蓋帶：空位用頂部蓋帶密封。
• 缺件：根據規格，最多允許連續兩個缺失元件（"燈"）。
• 標準：包裝符合EIA-481-1-B規格。

規格書中提供咗載帶凹槽同捲盤嘅詳細尺寸圖。

8. 應用建議同設計考量

8.1 設計考量

• 限流：務必使用恆流源或限流電阻驅動LED。絕對最大直流電流為30mA；典型操作係喺20mA。
• 熱管理：雖然功耗好低（最大120mW），但確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔有助於保持較低嘅結溫，從而保持光輸出同壽命。
• ESD保護：喺電路中同處理期間實施ESD保護措施，因為器件額定值僅為2kV HBM。
• 光學：110度視角適合廣域照明。對於聚焦光束，需要二次光學元件（透鏡）。

8.2 應用限制同注意事項

規格書包含關於應用範圍嘅重要警告。呢啲LED適用於標準商業同工業電子產品。佢哋唔係為咗或符合用於故障可能直接危及生命或健康嘅應用而設計，例如：

• 航空控制系統
• 醫療生命維持設備
• 交通安全關鍵信號（未經額外認證）
• 其他高可靠性/安全關鍵系統

呢類應用需要諮詢製造商。

9. 技術比較同區分

雖然呢份單一規格書冇提供同其他型號嘅直接比較，但可以推斷呢個元件嘅主要區分點：

• 亮度範圍：就其封裝尺寸而言，提供相對較高嘅光度（喺20mA時高達1720 mcd），針對需要良好點光源亮度嘅應用。
• 顏色分級：廣泛嘅顏色等級表允許精確嘅顏色選擇，呢點對於需要多個LED之間顏色一致嘅應用有利。
• 兼容性：完全兼容標準SMD組裝製程（自動貼裝、紅外線/氣相迴流），使其成為大批量生產嘅即用解決方案。

10. 基於技術參數嘅常見問題

10.1 典型工作電流同電壓係幾多？

標準測試條件同典型工作點係20mA正向電流。喺呢個電流下，正向電壓通常喺2.9V至3.6V之間，取決於特定嘅VF等級。功耗約為60-70mW。

10.2 點樣解讀顏色分級代碼？

字母數字代碼（例如 A52, BE3）對應顏色等級表中定義嘅CIE 1931色度圖上嘅特定區域。為確保設計中嘅顏色均勻性，請指定並使用相同顏色等級嘅LED。第一個字母/數字通常將相似色溫或色調分組。

10.3 我可以用5V電源驅動呢隻LED嗎？

唔可以直接驅動。將5V電源直接連接到LED會導致過大電流，可能超過絕對最大額定值並損壞器件。你必須使用串聯限流電阻或恆流驅動器。例如，使用5V電源，目標20mA，假設VF為3.2V，所需串聯電阻為 R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 歐姆（可以使用標準91歐姆電阻）。

10.4 MSL 3 處理要求係乜嘢？

MSL 3 意味著包裝喺防潮袋打開後，可以承受最多168小時（7日）嘅工廠車間條件（≤30°C/60% RH）。如果打開咗包裝，你有一星期時間完成迴流焊接製程。如果超過呢個時間，必須將部件喺60°C烘烤48小時，以去除吸收嘅水分，防止迴流期間出現"爆米花"現象（封裝開裂）。

11. 實用設計同使用例子

11.1 例子：設計一個PCB安裝指示燈

場景：創建一個由3.3V微控制器GPIO引腳供電嘅簡單狀態指示燈。
設計步驟：

1. 限流：GPIO引腳可以提供20mA。呢個匹配LED嘅典型電流。唔需要外部驅動器。
2. 電阻計算（為安全起見）：即使VCC (3.3V) 接近VF (~3.2V)，使用一個小嘅串聯電阻係好習慣，可以限制湧入電流。R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 歐姆。使用10歐姆電阻以獲得更安全嘅限制。
3. PCB佈局：使用建議嘅焊盤圖案。將陰極（喺外形圖中標示）連接到電阻，然後連接到GPIO引腳。將陽極連接到3.3V電源軌。喺LED焊盤下方包含一小塊鋪銅以作輕微散熱。
4. 軟件：將GPIO引腳設為高電平以點亮LED。

11.2 例子：用於工作照明嘅多LED陣列

場景：使用10個LED設計一個櫃底燈，以實現均勻照明。
設計考量：

• 顏色匹配：向供應商指定單一、嚴格嘅顏色等級（例如 BE2），以避免LED之間出現可見顏色差異。
• 驅動方法：使用能夠提供200mA（10個LED * 20mA）嘅恆流LED驅動器IC，用於串聯或串並聯配置。簡單嘅線性穩壓器由於壓降會效率低下。
• 熱管理：喺金屬基板PCB (MCPCB) 上適當間隔LED，以允許散熱。每個LED 120mW總共轉化為1.2W，需要認真嘅熱設計。
• 光學：原生110度光束可能足夠。對於更聚焦或更擴散嘅外觀，可以考慮添加導光板或擴散板。

12. 工作原理簡介

像LTW-020ZDCG呢類白光LED通常基於螢光粉轉換原理工作。器件嘅核心係一個半導體晶片，通常由氮化銦鎵 (InGaN) 製成，當正向偏壓（電流通過）時會發出藍光。呢個藍光發光晶片被塗覆或覆蓋一層螢光粉材料——通常係摻雜鈰嘅釔鋁石榴石 (YAG)。

當來自晶片嘅藍色光子撞擊螢光粉時，一部分會被吸收。然後螢光粉將呢啲能量重新發射為更寬光譜嘅光，主要喺黃色區域。剩餘未被吸收嘅藍光同螢光粉發射嘅黃光混合，產生人眼感知嘅白光。藍光同黃光嘅確切比例，以及特定螢光粉成分，決定咗所產生白光嘅相關色溫 (CCT) 同色度座標 (x, y)，從而形成規格書中描述嘅詳細分級系統。

13. 技術趨勢同發展

固態照明 (SSL) 領域持續發展。行業中觀察到嘅總體趨勢，為呢類元件提供背景，包括：

• 效率提高（每瓦流明）：半導體外延、晶片設計同螢光粉技術嘅持續改進，穩步提高白光LED嘅發光效率，喺相同光輸出下減少能耗。
• 顏色質量改善：多螢光粉混合物同新型螢光粉材料（例如量子點）嘅發展，旨在提高顯色指數 (CRI)，使顏色喺LED照明下顯得更自然，並提供更廣泛嘅精確色溫範圍。
• 小型化同更高密度：封裝技術嘅進步允許更細嘅LED佔位面積同更高功率密度，實現更緊湊同更光亮嘅照明解決方案。
• 智能同互聯照明：將控制電子器件直接集成到LED封裝或模組中，以實現調光、顏色調節同連接性（物聯網）係一個增長趨勢，超越咗簡單嘅被動元件。
• 可靠性同壽命預測：對失效機制嘅深入理解同更好嘅測試方法，導致喺各種操作條件下更準確嘅壽命預測（L70, L90指標），對於專業照明設計至關重要。

呢份規格書中描述嘅呢類元件，代表咗呢個技術進程中一個成熟嘅點，為廣泛嘅通用照明應用提供可靠、標準化嘅解決方案。