LTPL-C035BH450 藍光LED規格書 - 3.5x3.5x1.6mm - 典型電壓3.3V - 最大功率2.8W - 主波長450nm

1. 產品概述

LTPL-C035BH450是一款專為固態照明應用設計的高功率、表面黏著型藍光LED。它代表一種節能且超緊湊的光源，結合了發光二極體固有的長壽命、高可靠性與顯著的光學輸出。此元件提供設計靈活性與高亮度，能夠在多種應用中取代傳統照明技術。

1.1 主要特點

• 相容積體電路驅動。
• 符合RoHS（有害物質限制）指令與無鉛結構。
• 設計旨在降低運作能源成本。
• 因其長運作壽命，有助於降低系統維護成本。

2. 外型尺寸與機械數據

此LED封裝具有緊湊的佔位面積。關鍵尺寸包括本體尺寸約為3.5mm x 3.5mm。透鏡高度與陶瓷基板長/寬的公差較嚴格，為±0.1mm，而其他機械尺寸的公差為±0.2mm。必須注意，封裝底部的大型散熱焊盤與陽極及陰極電氣焊盤是電氣隔離的（中性），這對於電路設計中的正確熱管理與電氣隔離至關重要。

3. 絕對最大額定值

超出這些限制的應力可能對元件造成永久性損壞。所有額定值均在環境溫度（Ta）25°C下指定。

• 直流順向電流（If）：700 mA
• 功耗（Po）：2.8 W
• 操作溫度範圍（Topr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍（Tstg）：-55°C 至 +100°C
• 最高接面溫度（Tj）：125°C

重要注意事項：在反向偏壓條件下長時間操作LED可能導致元件損壞或故障。

4. 光電特性

以下參數是在Ta=25°C、測試條件If = 350mA（典型工作點）下測量。

• 順向電壓（Vf）：最小值2.8V，典型值3.3V，最大值3.8V。
• 輻射通量（Φe）：最小值510mW，典型值600mW，最大值690mW。此為使用積分球測量的總輻射功率輸出。
• 主波長（Wd）：範圍從440nm到460nm，屬於藍光光譜。
• 視角（2θ1/2）：典型值為130度，定義了發射光的角度擴散範圍。
• 熱阻，接面至外殼（Rth jc）：典型值為9.5 °C/W，測量公差為±10%。此參數對於計算工作功率下的接面溫升至關重要。

5. 分級代碼與分類系統

LED根據關鍵參數進行分類（分級）以確保一致性。分級代碼標示於每個包裝袋上。

5.1 順向電壓（Vf）分級

LED根據其在350mA下的順向電壓分為五個等級（V1至V5），每個等級涵蓋從2.8V到3.8V的0.2V範圍。等級內公差為±0.1V。

5.2 輻射通量（Φe）分級

LED根據輻射通量分為六個等級（W1至W6），每個等級代表在350mA下從510mW到690mW的30mW範圍。輻射通量公差為±10%。

5.3 主波長（Wd）分級

定義了四個波長等級（D4I至D4L），每個等級涵蓋從440nm到460nm的5nm範圍。主波長公差為±3nm。

6. 典型性能曲線與分析

本規格書提供了數張圖表，說明元件在不同條件下的性能（除非註明，否則均在25°C下）。

6.1 相對輻射通量 vs. 順向電流

此曲線顯示光學輸出（輻射通量）隨順向電流增加而增加，但最終會飽和，並在極高電流下因效率下降與熱效應而可能減少。在典型值350mA附近操作，能在輸出與效率之間取得良好平衡。

6.2 相對光譜分佈

此圖描繪了藍光LED的窄發射光譜特性，中心圍繞主波長（例如450nm）。對於單色LED，其光譜寬度（半高全寬）通常很窄。

6.3 輻射圖樣（視角）

極座標圖說明了空間強度分佈，確認了寬廣的130度視角。此類封裝的圖樣通常為朗伯型或接近朗伯型。

6.4 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）

此基本曲線顯示了二極體電流與電壓之間的指數關係。順向電壓隨電流增加而增加，並且也與溫度相關。

6.5 相對輻射通量 vs. 接面溫度

這是熱管理的關鍵曲線。它顯示LED的光學輸出會隨著接面溫度（Tj）升高而降低。需要有效的散熱設計，以盡可能保持低接面溫度，確保穩定、長期的光輸出與可靠性。

7. 組裝與應用指南

7.1 焊接建議

此元件適用於迴焊或手工焊接。提供了詳細的迴焊溫度曲線，指定了預熱、浸潤、迴焊（有最高溫度限制）與冷卻的時間與溫度限制。關鍵注意事項包括：避免快速冷卻速率、使用盡可能低的焊接溫度、以及將迴焊次數限制在最多三次。手工焊接應在最高300°C下進行，最多2秒，且僅能執行一次。不建議或保證浸焊。

7.2 建議PCB焊墊佈局

提供了用於PCB設計的詳細焊墊圖樣（佔位面積）。這包括兩個電氣焊墊（陽極與陰極）以及中央大型散熱焊墊的尺寸與間距。正確的焊墊設計對於機械穩定性、電氣連接，以及最重要的，從LED封裝到PCB的有效熱傳遞至關重要。

7.3 驅動電路考量

LED是電流驅動元件。為了確保多個LED並聯連接時的亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個獨立的限流電阻（電路模型A）。不鼓勵將LED直接並聯而不使用個別電阻（電路模型B），因為個別元件的順向電壓（Vf）微小差異可能導致亮度不匹配。LED必須在順向偏壓下操作；必須避免持續反向電流以防止損壞。

7.4 清潔與處理

若需清潔，僅應使用酒精類溶劑，如異丙醇。未指定的化學清潔劑可能損壞LED封裝。此元件不應在高硫含量環境（例如某些密封件、黏著劑）、高濕度（超過85% RH）、結露或腐蝕性大氣中使用，因為這些條件可能使鍍金電極劣化並影響可靠性。

8. 包裝規格

LED以捲帶包裝供應，用於自動化組裝。規格書包含載帶（凹槽尺寸、間距）與捲盤（直徑、軸心尺寸）的詳細尺寸。關鍵包裝注意事項：凹槽以蓋帶密封、7英吋捲盤最多可容納500顆、剩餘料最小訂購量為100顆、每捲盤最多允許連續缺失兩個元件。包裝符合EIA-481-1-B標準。

9. 應用情境與設計注意事項

9.1 典型應用

此高功率藍光LED適用於需要明亮、高效藍光的應用。這包括建築照明、標誌、汽車輔助照明（用於混色）、娛樂/舞台照明，以及作為專業醫療或工業設備中的主要光源。其藍光發射也是與螢光粉結合在螢光粉轉換型白光LED封裝中產生白光的基礎。

9.2 關鍵設計考量

• 熱管理：低熱阻（9.5°C/W）凸顯了有效熱路徑的必要性。PCB應在散熱焊盤下方使用熱導孔連接至大面積銅箔或外部散熱器，以使接面溫度遠低於最高125°C。
• 電流驅動：使用恆流驅動器，而非恆壓源。建議操作電流為350mA，但驅動器設計應考慮最大順向電壓（最高3.8V）與所需的電流調節。
• 光學設計：寬廣的130度視角可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）來實現特定應用所需的理想光束圖樣。
• 分級以確保一致性：對於色彩或亮度均勻性至關重要的應用（例如多LED陣列），在採購時應指定嚴格的輻射通量（Φe）與主波長（Wd）分級代碼。

10. 技術原理與背景

LTPL-C035BH450基於半導體技術，特別是使用氮化銦鎵（InGaN）等材料，當電子在元件的能隙間與電洞復合時，會發射藍光光譜。主波長由半導體層的精確組成決定。高功率額定值是透過高效的晶片設計、有效提取光線並管理熱量的封裝，以及穩固的內部互連來實現。此類LED的趨勢是朝向更高效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）、更高功率密度，以及在更高操作溫度下改善可靠性，這是由於磊晶生長、封裝材料以及用於白光轉換的螢光粉技術的進步所驅動。