LTLMR4TCY2DA 青色LED規格書 - 505nm - 25°視角 - 30mA - 105mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTLMR4TCY2DA是一款專為嚴苛照明應用設計的高亮度、發射青色光的表面黏著LED。它採用先進的氮化銦鎵技術，產生峰值波長為505nm的光線，並封裝於提供平滑輻射模式的擴散式封裝內。此元件的一個關鍵特性是其固有的窄視角，典型值為25度，這是透過其封裝透鏡設計實現的，無需額外的二次光學元件。這使其特別適合需要精確光線方向與控制的應用。該元件採用無鉛且無鹵素材料製造，完全符合RoHS規範，並具有濕度敏感等級3的處理評級。

1.1 核心優勢與目標市場

此LED的主要優勢包括其高發光強度輸出（在標準20mA驅動電流下範圍為12,000至27,000 mcd），以及低功耗帶來的高效率。由於採用先進的環氧樹脂技術，其封裝提供了卓越的防潮性和紫外線防護。其設計與標準表面黏著技術組裝線和工業迴焊製程相容。主要目標應用在於需要高可見度與受控光線分佈的標誌領域，例如視訊訊息標誌、交通標誌以及各種其他訊息顯示板。

2. 深入技術參數分析

本節詳細解析LED在標準測試條件下的操作限制與性能特性。

2.1 絕對最大額定值

為防止永久損壞，不得在超出這些限制的條件下操作元件。最大連續直流順向電流為30 mA。對於脈衝操作，在特定條件下允許100 mA的峰值順向電流。最大功率耗散為105 mW。當環境溫度超過45°C時，順向電流額定值以每攝氏度0.5 mA的速率線性遞減。操作溫度範圍為-40°C至+85°C，而儲存溫度範圍則可達+100°C。元件可承受峰值溫度為260°C、最長10秒的迴焊製程。

2.2 電光特性

在測試條件IF=20mA下，發光強度的典型範圍為12,000至27,000毫燭光。視角定義為強度降至軸向值一半時的全角，典型值為25度，最小值為20度。峰值發射波長為505 nm。主波長定義了感知顏色，範圍從498 nm到507 nm。譜線半寬典型值為28 nm，表示青色發射的光譜純度。在20mA下的順向電壓範圍從最小2.7V到最大3.6V。在反向電壓為5V時，反向電流限制在最大10 μA；請注意，此元件並非設計用於反向偏壓操作。

3. 分級系統規格

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 發光強度分級

LED根據其在20mA下的發光輸出分為三個強度等級。Z級涵蓋12,000至16,000 mcd，1級涵蓋16,000至21,000 mcd，2級涵蓋21,000至27,000 mcd。在測試與保證期間，每個等級界限的容差為±15%。

3.2 主波長分級

為確保顏色一致性，主波長分為兩個代碼：C1和C2。每個等級界限的容差為±1 nm。此分級允許設計師選擇符合其應用特定色點要求的LED。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定的圖形曲線，但其典型行為可以描述如下。順向電流與順向電壓曲線將呈現標準的二極體指數特性。在建議的操作範圍內，發光強度通常與順向電流成正比。峰值發射波長和主波長可能會隨著接面溫度和驅動電流的變化而產生微小偏移，這是半導體光源的典型現象。窄25度視角輪廓表示光束具有高度方向性，在中心錐形區域外迅速衰減，這對於需要高軸上亮度與最小光溢散的應用非常有利。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外形尺寸與公差

LED採用表面黏著封裝。所有尺寸均以毫米為單位提供，除非另有說明，一般公差為±0.25mm。關鍵注意事項包括：法蘭下樹脂的最大突出量為1.0mm，以及引腳間距是在引腳從封裝本體伸出處測量。設計師必須參考詳細的尺寸圖以進行準確的焊墊規劃。

5.2 推薦焊墊圖案

建議在PCB設計中使用特定的焊墊佈局。一個關鍵的設計注意事項是，其中一個焊墊旨在連接到散熱片或其他冷卻機制。此焊墊設計用於有效散發操作期間產生的熱量，這對於維持性能與壽命至關重要，特別是在接近或達到最大額定值操作時。此元件專為迴焊設計，不適合浸焊製程。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

建議採用無鉛迴焊溫度曲線。關鍵參數包括：預熱/均熱階段溫度介於150°C至200°C之間，最長120秒；液相線以上時間介於60至150秒之間；峰值溫度為260°C。在指定分類溫度±5°C範圍內的時間不應超過30秒。從25°C升至峰值溫度的總時間應控制在5分鐘內。對於使用烙鐵的手動返修，最高溫度為315°C，時間不超過3秒，且此操作僅應執行一次。_L6.2 儲存與濕度敏感性_P此為MSL3等級元件。未開封的防潮袋中的LED可在低於30°C和90%相對濕度的條件下儲存長達12個月。開封後，元件必須保存在低於30°C和60% RH的環境中，且所有焊接必須在168小時內完成。若出現以下情況，則需要在60°C ±5°C下烘烤20小時：濕度指示卡顯示>10% RH、車間壽命超過168小時，或元件曾暴露於>30°C和60% RH的環境中。烘烤僅應執行一次。長時間暴露可能氧化鍍銀引腳，影響可焊性。未使用的LED應重新密封並放入乾燥劑。_C6.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用酒精類溶劑。應避免使用強烈或侵蝕性的化學清潔劑，因為它們可能損壞環氧樹脂透鏡或封裝標記。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED以壓紋載帶和捲盤形式供應。載帶尺寸有明確規定，其口袋設計可牢固固定元件。每個標準捲盤包含1,000個元件。對於批量包裝，1個捲盤與乾燥劑和濕度指示卡一同放入防潮袋中。三個這樣的防潮袋裝入一個內箱。十個內箱再裝入一個外運輸箱，每個外箱總計30,000個元件。包裝上明確標示為靜電敏感元件，需要安全的處理程序。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

此LED的主要應用於各種室內外標誌。其高亮度使其適合用於視訊訊息標誌和大尺寸資訊顯示器，在這些應用中陽光下的可讀性可能是考量因素。其窄且受控的視角非常適合交通標誌和方向性訊息標誌，確保光線高效地指向觀看者，浪費極少。它也可用於需要明亮青色指示燈或背光的普通電子設備中。

8.2 設計考量

電流驅動：

強烈建議使用恆流驅動器而非恆壓源，以確保穩定的光輸出並防止熱失控。設計應使LED在建議的20mA或以下工作以獲得最佳壽命，僅在絕對必要且具備足夠熱管理的情況下才使用最大30mA。

熱管理：

儘管功耗低，有效的散熱對於維持性能與可靠性至關重要，特別是在高環境溫度或密集排列的陣列中。應實施將焊墊P3連接到散熱層的建議。光學設計：
固有的25度視角在許多標誌應用中通常消除了對額外透鏡的需求，簡化了機械設計。然而，對於需要更窄光束或特定分佈模式的應用，可以使用二次光學元件。靜電防護：
作為靜電敏感元件，在組裝過程中應遵循適當的處理程序，包括使用接地工作站和腕帶。9. 技術比較與差異化
與標準SMD LED或PLCC封裝相比，LTLMR4TCY2DA提供了顯著更窄的固有視角。標準SMD LED通常具有120度或更寬的視角，需要外部透鏡或反射器來實現窄光束。這種整合式窄角設計簡化了最終產品組裝，減少了元件數量，並可透過最小化二次光學元件中的光損失來提高光學效率。其在緊湊封裝中的高發光強度也為空間受限的高亮度應用提供了競爭優勢。10. 常見問題解答

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長是發射光功率最高的單一波長。主波長是從CIE圖上的色座標推導出來的，代表感知顏色；如果LED是純單色光源，這將是匹配其顏色的單一波長。對於具有光譜寬度的LED，它們通常接近但不完全相同。

問：我可以用3.3V電源驅動此LED嗎？

答：可能可以，但不能直接驅動。順向電壓範圍為2.7V至3.6V。有些LED在3.3V下可能微亮，而其他具有較高Vf的LED可能完全無法點亮。需要恆流驅動電路以實現可靠且一致的操作。
問：為什麼MSL3評級和烘烤程序很重要？

答：吸收到塑膠封裝中的濕氣在高溫迴焊過程中可能迅速汽化，導致內部分層、破裂或爆米花現象，從而損壞元件。MSL評級及相關處理程序對於確保高組裝良率和長期可靠性至關重要。
問：如何解讀分級代碼？

答：分級代碼指定了性能組別。例如，2, C1表示來自發光強度2級和主波長C1級的LED。指定分級允許設計師在其產品中保持亮度與顏色的一致性。
11. 設計與使用案例研究

情境：設計高可見度行人交通信號燈。
一位設計工程師正在創建一個通行/禁止通行信號燈，該信號燈必須在直射陽光下清晰可見。他們選擇LTLMR4TCY2DA LED作為青色的通行指示燈。由於其窄25度視角，LED可以緊湊地排列在擴散板後方，確保在預期的行人觀看區域內提供明亮、均勻的照明，同時該區域外的光污染極小。高發光強度保證了陽光下的可讀性。設計師實施了設定為18mA的恆流驅動器以最大化壽命，並使用推薦的PCB焊墊佈局，將散熱焊墊連接到電路板上的大面積銅箔以散熱。他們確保組裝廠遵循MSL3處理程序和指定的迴焊溫度曲線，以防止與濕氣相關的故障。

12. 工作原理

LTLMR4TCY2DA是一種基於氮化銦鎵技術的半導體光源。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子和電洞被注入半導體晶片的主動區域。這些電荷載子復合，以光子的形式釋放能量。InGaN材料的特定成分決定了能隙能量，進而定義了發射光的波長——在本例中，位於光譜中約505 nm的青色區域。環氧樹脂封裝保護晶片，提供機械保護，結合無螢光粉擴散器來塑造光束，並包含防紫外線和防潮功能。
13. 技術趨勢

表面黏著LED市場持續朝著更高效率、更高功率密度和更高可靠性的方向發展。與此類元件相關的趨勢包括不斷改進InGaN材料，以提高在溫度和壽命期間的效能與顏色穩定性。封裝技術正在進步，以提供從晶片到PCB更好的熱管理，從而允許在更小的佔位面積下實現更高的驅動電流和亮度。同時，也專注於增強防潮性以達到更高的MSL評級，簡化供應鏈物流。此外，針對顏色和光通量的更嚴格分級容差正成為標準，以滿足需要精確顯色和均勻性的應用需求。

The LTLMR4TCY2DA is a semiconductor light source based on Indium Gallium Nitride (InGaN) technology. When a forward voltage exceeding the diode's threshold is applied, electrons and holes are injected into the active region of the semiconductor chip. These charge carriers recombine, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the InGaN material determines the bandgap energy, which in turn defines the wavelength of the emitted light—in this case, in the cyan region of the spectrum around 505 nm. The epoxy package encapsulates the chip, provides mechanical protection, incorporates a phosphor-less diffuser to shape the beam, and includes features for UV and moisture resistance.

. Technology Trends

The surface-mount LED market continues to evolve toward higher efficiency (more lumens per watt), increased power density, and greater reliability. Trends relevant to this type of device include the ongoing refinement of InGaN materials for improved efficacy and color stability over temperature and lifetime. Packaging technology is advancing to provide better thermal management from the chip to the PCB, allowing for higher drive currents and brightness from smaller footprints. There is also a focus on enhancing moisture resistance to achieve higher MSL ratings, simplifying supply chain logistics. Furthermore, tighter binning tolerances for both color and flux are becoming standard to meet the demands of applications requiring precise color rendering and uniformity, such as full-color video displays.