LTW-327ZDSKG-5A 雙色側發光SMD LED 規格書 - 側視型 - 白光/綠光 - 5mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTW-327ZDSKG-5A 是一款雙色、側視型（直角）表面黏著元件（SMD）LED。此元件專為需要從封裝側面發光的應用而設計，使其成為 LCD 面板背光系統、側光式面板以及其他空間受限、需要光線從側面而非垂直於電路板方向導出的照明解決方案的理想選擇。

本元件在單一封裝內整合了兩個不同的半導體晶片：一個用於發白光的 InGaN（氮化銦鎵）晶片，以及一個用於發綠光的 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片。此雙晶片配置允許在一個緊湊的佔位面積內進行混色或獨立控制兩個光源。封裝採用鍍錫導線架以提升可焊性，並以 8mm 載帶包裝供應，捲繞於 7 英吋直徑的捲盤上，相容於高速自動化取放組裝設備。

1.1 核心特色與優勢

• 雙色光源：在一個符合 EIA 標準的封裝內結合白光與綠光 LED，節省電路板空間並簡化設計。
• 直角發光：側視型設計專為將光線導向平行於 PCB 表面的方向而優化，對於側光式應用至關重要。
• 高亮度：採用先進的 InGaN 與 AlInGaP 晶片技術，提供高發光強度。
• 製造相容性：封裝設計相容於標準自動化置放系統與紅外線（IR）迴焊製程。
• 環保合規：本產品符合 RoHS（危害性物質限制指令）規範。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能對元件造成永久損壞的應力極限。不保證在這些極限下或超出極限的操作，電路設計中應避免。

• 功率耗散（Pd）：白光：35 mW，綠光：48 mW。此為允許的最大熱功率損耗。
• 峰值順向電流（I_FP）：白光：50 mA，綠光：40 mA。此為 LED 可短暫承受的最大脈衝電流（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）。
• 連續順向電流（I_F）：白光：10 mA，綠光：20 mA。此為在環境溫度 Ta=25°C 下連續操作時的最大建議直流電流。
• 溫度範圍：操作：-20°C 至 +80°C；儲存：-40°C 至 +85°C。
• 焊接條件：可承受峰值溫度 260°C 持續 10 秒的紅外線迴焊。
• 靜電放電（ESD）：人體放電模式（HBM）閾值為 2000V。必須採取適當的 ESD 處理預防措施。

2.2 電氣與光學特性

這些為在環境溫度（Ta）25°C 及順向電流（I_F）5mA 下量測的典型性能參數，除非另有說明。

• 發光強度（I_V）：衡量亮度的關鍵指標。
  • 白光：最小值 28.0 mcd，典型值未指定，最大值 112.0 mcd。
  • 綠光：最小值 4.5 mcd，典型值未指定，最大值 18.0 mcd。
• 視角（2θ_1/2）：兩種顏色均約為 130 度，定義了發射光的角度擴散範圍。
• 順向電壓（V_F）：LED 導通時的跨元件電壓降。
  • 白光：最小值 2.70V，典型值 3.00V，最大值 3.15V。
  • 綠光：最小值 1.70V，典型值 2.00V，最大值 2.40V。
  不同顏色間的 V_F差異對於驅動電路設計非常重要，特別是當它們要由同一電流源驅動時。
• 綠光晶片光譜特性（於 I_F=5mA）：
  • 峰值波長（λ_P）：典型值 575 nm。
  • 主波長（λ_d）：典型值 570 nm。
  • 光譜半高寬（Δλ）：典型值 20 nm。
  • 色度座標（x, y）：在 CIE 1931 圖上典型值為 (0.3, 0.3)。
• 逆向電流（I_R）：在逆向電壓（V_R）5V 下，最大值為 100 µA。本元件並非設計用於逆向偏壓操作。

3. 分級系統說明

LED 會根據性能進行分級以確保一致性。分級代碼標示於包裝袋上。

3.1 發光強度（I_V）分級

LED 根據其在 5mA 下量測的發光輸出進行分組。

• 白光 LED 分級：
  • N：28.0 - 45.0 mcd
  • P：45.0 - 71.0 mcd
  • Q：71.0 - 112.0 mcd
• 綠光 LED 分級：
  • J：4.5 - 7.1 mcd
  • K：7.1 - 11.2 mcd
  • L：11.2 - 18.0 mcd

每個發光強度分級的容差為 +/- 15%。

3.2 綠光 LED 色調（色度）分級

綠光 LED 亦會根據其在 CIE 1931 色度圖上的色點進行分級，由座標 (x, y) 定義。指定了六個分級（S1 至 S6），並有精確的座標邊界。每個色調分級在 x 和 y 座標上的容差均為 +/- 0.01。這確保了在需要精確綠色的應用中，顏色具有高度一致性。

4. 性能曲線分析

規格書中參考了典型的特性曲線，這些曲線對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。雖然具體圖表未在文字中重現，但通常包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示亮度如何隨電流增加，直至達到最大額定值。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的 I-V 特性。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出的熱降額，這對於應用中的熱管理至關重要。
• 光譜功率分佈：針對綠光 LED，顯示每個波長發射的光強度，中心約在峰值波長 ~575 nm 處。

設計人員應使用這些曲線來選擇適當的操作點，並理解性能上的取捨，特別是在效率和熱效應方面。

5. 機械與封裝資訊

5.1 接腳分配與極性

型號 LTW-327ZDSKG-5A 具有黃色透鏡。接腳分配如下：

• 陽極 1（A1）：連接至 AlInGaP 綠光晶片。
• 陽極 2（A2）：連接至 InGaN 白光晶片。

共陰極在提供的文字中未明確標示，但為隱含。機械圖會顯示陰極焊墊。正確的極性對於防止損壞至關重要。

5.2 封裝尺寸與公差

本元件符合側視型 LED 的 EIA 標準封裝外型。所有尺寸單位為毫米，標準公差為 ±0.10 mm，除非詳細封裝圖上另有註明。規格書包含建議的焊接墊尺寸與方向，以確保在迴焊過程中正確的機械對準與焊點可靠性。

6. 組裝、焊接與處理指南

6.1 焊接製程

本 LED 相容於紅外線（IR）迴焊製程。建議採用峰值溫度 260°C 持續 10 秒的溫度曲線。遵守此溫度曲線對於防止 LED 封裝或內部打線的熱損壞至關重要。

6.2 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的化學品。未指定的化學品可能損壞塑膠封裝。建議方法是將 LED 在常溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間少於一分鐘。

6.3 儲存與濕度敏感性

LED 為濕度敏感性元件。必須遵守特定的儲存條件：

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度（RH）。請於一年內使用。
• 已開封包裝：儲存環境不得超過 30°C 或 60% RH。建議在開封後一週內完成 IR 迴焊。
• 長期儲存（已開封）：應儲存於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。
• 烘烤：若在原始包裝外儲存超過一週，在焊接前需要進行約 60°C 至少 20 小時的烘烤，以去除吸收的濕氣，防止迴焊過程中發生 "爆米花效應"。

6.4 靜電放電（ESD）預防措施

本元件的 ESD 閾值為 2000V（HBM）。為防止靜電損壞，必須使用適當的 ESD 控制措施：靜電手環、防靜電手套，並確保所有設備和工作站妥善接地。

7. 包裝與訂購

7.1 載帶與捲盤規格

LED 以業界標準的凸型載帶供應，寬度 8mm，帶有上蓋帶。載帶捲繞於 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。

• 每捲數量：3000 顆。
• 最小訂購量（MOQ）：剩餘數量為 500 顆。
• 包裝標準：符合 ANSI/EIA-481 規範。
• 品質：載帶中連續缺件（空穴）的最大數量為兩個。

提供載帶穴槽尺寸、捲盤軸心與法蘭的詳細機械圖，供自動化處理設備設定使用。

8. 應用說明與設計考量

8.1 目標應用

此側視型雙色 LED 的主要應用是 LCD 背光，特別是用於消費性電子產品、工業面板和汽車內裝的中小型顯示器。直角設計使其能夠置於導光板邊緣，有效地將光線耦合至面板中。其他潛在用途包括狹小空間中的狀態指示燈、裝飾性邊緣照明，以及鍵盤或符號的背光。

8.2 電路設計考量

• 限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器，將順向電流限制在建議的直流值（白光 10mA，綠光 20mA）或以下。超過 I_F會縮短壽命並可能導致立即失效。
• 獨立控制：兩個陽極允許白光和綠光 LED 被獨立驅動。這使得混色（以創造藍綠色或水藍色調）或分離的信號功能成為可能。
• 熱管理：儘管功率耗散低，確保陰極焊墊有足夠的 PCB 銅面積或散熱孔，有助於維持較低的接面溫度，保持光輸出和壽命，特別是在高環境溫度的環境中。
• 電源供應：設計驅動電路時，需考慮不同的順向電壓。使用單一電流源並為每種顏色搭配電阻可能就足夠，但必須檢查兩者的電壓餘裕。

8.3 可靠性與壽命

LED 壽命深受操作條件影響。關鍵因素包括：

• 驅動電流：在最大額定電流以下操作可顯著延長操作壽命。
• 接面溫度（T_j）：高 T_j會加速流明衰減並可能導致色度偏移。透過 PCB 進行有效的散熱至關重要。
• 環境密封性：塑膠封裝提供基本保護，但應避免暴露於規範範圍外的惡劣化學品、紫外線輻射或極端濕度環境中。

9. 技術比較與差異化

LTW-327ZDSKG-5A 透過其特定的功能組合實現差異化：

• 相較於單色側視型 LED：在一個封裝內提供兩種顏色，提供設計靈活性，相較於使用兩個獨立的單色 LED，可減少零件數量和電路板空間。
• 相較於頂部發光 LED：直角發光輪廓是其定義性特徵，實現了完全不同的光學設計，專注於側光照明而非直接照明。
• 相較於其他雙色 LED：使用 InGaN 發白光和 AlInGaP 發綠光，是基於效率和色彩品質的選擇。針對強度和色調（綠光）的特定分級結構，顯示了對顯示應用中色彩一致性的重視。

10. 常見問題（FAQ）

Q1：我可以同時以最大直流電流驅動白光和綠光 LED 嗎？
A1：可以，但您必須考慮總功率耗散。同時以 I_F(白光)=10mA（V_F~3.0V，P=30mW）和 I_F(綠光)=20mA（V_F~2.0V，P=40mW）操作，總計約 70mW。請確保應用的熱環境能夠處理此組合熱負載，而不超過最大接面溫度。

Q2：峰值波長和主波長有何不同？
A2：峰值波長（λ_P）是發射光譜中強度最高的波長。主波長（λ_d）是與參考白光相比時，與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。λ_d對於顏色規格更為相關。

Q3：為何已開封包裝的儲存條件比密封包裝更嚴格？
A3：密封包裝內含乾燥劑以維持內部乾燥環境。一旦開封，濕度敏感性塑膠封裝便暴露於環境濕度中，可能吸收濕氣。過多的吸收濕氣在焊接（迴焊）過程中可能迅速汽化，導致內部分層或破裂（"爆米花效應"）。

Q4：如何解讀包裝袋上的分級代碼？
A4：該代碼表示該袋中 LED 的性能分級。例如，代碼可能指定 "Q-K-S4"