橘色SMD LED LTSA-G6SVUAETU 規格書 - 車規等級 - 140mA - 3.2V 典型值 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款專為自動化組裝製程與空間受限應用所設計之高亮度表面黏著LED的完整技術規格。此元件的主要目標市場為汽車產業，特別是對於可靠性與各種環境條件下效能至關重要的配件應用。

此元件採用InGaN（氮化銦鎵）技術製造黃色光源，再透過橘色透鏡濾光以產生最終輸出色彩。此組合能實現高效的光產生與精確的色彩控制。封裝設計與標準紅外線迴焊製程相容，使其適用於印刷電路板（PCB）上的大量生產。

1.1 核心特色與優勢

• 汽車級認證：此元件參照AEC-Q101D標準進行認證，該標準定義了汽車應用中分離式半導體的應力測試資格。這確保了在車輛典型嚴苛環境下的可靠性。
• 符合RoHS規範：材料與製造製程符合有害物質限制指令，使其適用於具有嚴格環保法規的全球市場。
• 製造就緒性：元件以標準EIA封裝格式供應，包裝於12mm載帶上並捲繞於7英吋直徑的捲盤。此包裝與自動化取放設備相容，可簡化組裝生產線。
• 熱管理：陰極導線架設計亦兼具散熱片功能，有助於散發半導體接面的熱能，這對於維持效能與使用壽命至關重要。
• IC相容性：電氣特性設計與標準積體電路驅動電壓及電流相容。

2. 技術參數與特性

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不保證在此條件下操作。

• 功率消耗（Pd）：900 mW
• 直流順向電流（IF）：250 mA
• 峰值順向電流：500 mA（於脈衝條件下：1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）
• 逆向電壓（VR）：此元件並非設計用於逆向操作。施加逆向偏壓可能導致立即故障。
• 操作溫度範圍（Topr）：-40°C 至 +110°C
• 儲存溫度範圍（Tstg）：-40°C 至 +110°C

2.2 熱特性

熱阻是關鍵參數，表示熱能從半導體接面傳遞到環境的效率。數值越低對熱管理越有利。

• 接面至環境熱阻（RθJA）：45 °C/W（典型值）。於FR4基板（1.6mm厚）上搭配16mm²銅墊進行量測。
• 接面至焊點熱阻（RθJS）：25 °C/W（典型值）。此較低數值表示從晶片經由引腳到PCB有更直接的熱傳導路徑。
• 最高接面溫度（Tj）：150 °C。半導體內部的溫度不得超過此限制。

2.3 於25°C下的電光特性

這些參數於標準測試條件下量測（Ta=25°C，IF=140mA），定義了LED的核心效能。

• 發光強度（Iv）：範圍從4.5 cd（最小值）到11.2 cd（最大值），典型值在此範圍內。強度使用經過濾鏡匹配CIE明視覺響應曲線的感測器進行量測。
• 視角（2θ½）：120度（典型值）。此寬視角表示為朗伯或近朗伯發光模式，適用於需要廣泛照明而非聚焦光束的應用。
• 色度座標（Cx, Cy）：典型值為x=0.56，y=0.42。這些位於CIE 1931色度圖上的座標定義了橘色色點。
• 順向電壓（VF）：於140mA時範圍從2.8V到3.6V，典型值約為3.2V。在其特定分級內公差為±0.1V。
• 逆向電流（IR）：當施加5V逆向電壓時為10 µA（最大值）。此測試僅用於特性描述，因為此元件並非設計用於逆向偏壓操作。

3. 分級系統說明

為確保生產中的色彩與亮度一致性，LED根據關鍵參數被分類至不同分級。批次代碼格式為Vf/Iv/色調（例如：24/EA/A20）。

3.1 順向電壓（Vf）分級

LED根據其在測試電流140mA下的順向電壓降進行分組。

• 分級 24：2.8V ≤ Vf< 3.0V
• 分級 64：3.0V ≤ Vf< 3.2V
• 分級 A4：3.2V ≤ Vf< 3.4V
• 分級 E4：3.4V ≤ Vf ≤ 3.6V

每個分級內的公差為±0.1V。

3.2 發光強度（Iv）分級

LED根據其量測的光輸出進行分類。

• 分級 DA：4.5 cd ≤ Iv<5.6 cd（13.1 lm 至 16.0 lm）
• 分級 DB：5.6 cd ≤ Iv<7.1 cd（16.0 lm 至 20.6 lm）
• 分級 EA：7.1 cd ≤ Iv<9.0 cd（20.6 lm 至 26.1 lm）
• 分級 EB：9.0 cd ≤ Iv ≤ 11.2 cd（26.1 lm 至 32.5 lm）

每個亮度分級的公差為±11%。

3.3 色彩（色調）分級

LED在CIE色度圖上被分類至特定的四邊形區域，以保證精確的色彩一致性。分級（A10, A20, B10, B20）定義了目標橘色色點（典型x=0.56，y=0.42）周圍的小型相鄰區域。每個色調分級內（x, y）座標的公差為±0.01，確保了在外觀均勻性至關重要的應用中達到非常緊密的色彩匹配。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸與極性

此元件使用標準表面黏著封裝。所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，一般公差為±0.2mm。一個關鍵設計要點是陰極導線架內部連接到LED晶粒的主要散熱片。因此，正確識別陰極（通常在封裝上標記或在焊墊圖中指示）不僅對於正確的電氣連接至關重要，對於最佳熱管理也是如此。建議安裝元件時，將足夠的散熱焊墊連接到陰極，以最大化散熱效果。

4.2 建議的PCB焊接墊佈局

提供建議的焊墊圖形（焊墊佈局）用於紅外線迴焊，以確保可靠的焊點形成、迴焊期間適當的自動對位，以及從陰極散熱墊到PCB銅箔的有效熱傳導。

5. 組裝與處理指南

5.1 焊接製程：紅外線迴焊曲線

此元件適用於無鉛焊接製程。建議的迴焊曲線符合J-STD-020標準。關鍵參數通常包括：

• 預熱/升溫區：控制升溫以活化助焊劑並最小化熱衝擊。
• 均溫區：在升高的溫度下保持一段時間，以確保元件與電路板均勻受熱。
• 迴焊區：峰值溫度必須足夠高以形成可靠的焊點，但不得超過LED封裝的最高溫度耐受度（如絕對最大額定值與濕度敏感等級中所定義）。
• 冷卻速率：控制冷卻以固化焊點並最小化應力。

遵循此曲線對於防止熱應力或過高溫度造成的損壞至關重要。

5.2 清潔

若需要組裝後清潔，僅應使用指定的溶劑。在室溫下將LED浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。使用未指定或侵蝕性化學清潔劑可能損壞環氧樹脂透鏡或封裝材料，導致光輸出降低或提早故障。

5.3 濕度敏感性與儲存

根據JEDEC標準J-STD-020，此產品分類為濕度敏感等級（MSL）2。

• 密封包裝：當儲存於其原始防潮袋中並附有乾燥劑時，在≤30°C且≤70%相對濕度下的保存期限為一年。
• 開封後：一旦保護袋被打開，元件應儲存於≤30°C且≤60%相對濕度的環境中。建議在開封後一年內完成紅外線迴焊製程。
• 長期儲存/烘烤：對於儲存於原始包裝外超過一年的元件，建議在焊接前以約60°C烘烤至少48小時，以去除吸收的濕氣並防止迴焊期間發生爆米花現象（封裝破裂）。

6. 包裝與訂購

標準包裝配置為每7英吋捲盤1000顆。元件供應於12mm寬的凸版載帶上，並以蓋帶密封。載帶與捲盤尺寸符合ANSI/EIA-481規範。對於少於整捲的數量，剩餘庫存的最小包裝數量為500顆。此包裝確保與自動化組裝設備送料器的相容性。

7. 應用備註與設計考量

7.1 目標應用

此LED指定用於汽車配件應用。這可能包括需要堅固認證（AEC-Q101）的車內環境照明、儀表板指示燈、開關背光或外部裝飾照明。未經事先諮詢與額外認證，不適用於安全關鍵應用，如頭燈、煞車燈或方向燈。

7.2 電路設計考量

• 電流驅動：LED是電流驅動元件。必須使用恆流源或與電壓源串聯的限流電阻來設定順向電流（IF）。典型操作條件為140mA，但透過適當的熱設計，可驅動至高達最大直流額定值250mA。
• 熱設計：LED中消耗的功率（Pd ≈ VF * IF）會產生熱量。設計者可以使用熱阻值（RθJA，RθJS）計算預期的接面溫度相對於環境溫度的上升（ΔTj = Pd * Rθ）。接面溫度（Tj = Ta + ΔTj）必須保持在150°C以下。最大化PCB上連接到陰極焊墊的銅箔面積是降低RθJS並管理溫度最有效的方法。
• 靜電放電（ESD）防護：雖然提供的規格書摘錄中未明確說明，但InGaN LED可能對靜電放電（ESD）敏感。組裝期間應遵守標準的ESD處理預防措施。

7.3 可靠性與使用壽命

AEC-Q101D認證涉及一系列模擬汽車生命週期的加速應力測試，包括高溫操作壽命（HTOL）、溫度循環與耐濕性測試。這為此元件在充滿挑戰的汽車環境（極端溫度、振動與濕度常見）中使用的可靠性提供了信心。發光強度與順向電壓特性將在數萬小時的操作中逐漸偏移；此偏移速率高度依賴於在操作期間盡可能保持低的接面溫度。