LTW-C230DS2 反向貼裝SMD LED 規格書 - 氮化銦鎵白光 - 2.6-3.1V - 72mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTW-C230DS2 是一款專為反向貼裝應用設計的表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED）。它採用超亮氮化銦鎵（InGaN）晶片來產生白光。此元件以業界標準的8mm載帶包裝於7英吋直徑的捲盤上，使其完全相容於自動化取放組裝設備與大量生產線。作為一款綠色產品，它符合有害物質限制（RoHS）指令。

此LED的主要設計優勢在於其反向貼裝配置，允許創新的照明設計，將LED安裝在PCB與主要元件相反的一側。其與紅外線（IR）迴焊製程的相容性，確保了可以使用標準表面黏著技術（SMT）工作流程進行整合，無需特殊處理或焊接技術。

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

元件的操作極限定義於環境溫度（Ta）為25°C時。超過這些額定值可能會導致永久性損壞。

• 功率消耗（Pd）：72 mW。這是LED封裝在不導致性能劣化的情況下，能以熱能形式消散的最大功率。
• 峰值順向電流（IFP）：100 mA。此電流僅允許在脈衝條件下使用，工作週期為1/10，脈衝寬度為0.1ms，以防止過熱。
• 連續直流順向電流（IF）：20 mA。這是建議用於連續操作的最大電流。
• 操作溫度範圍：-30°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍：-55°C 至 +105°C。
• 紅外線迴焊條件：可承受峰值溫度260°C達10秒，符合常見的無鉛焊錫溫度曲線。

重要注意事項：此元件並非設計用於反向電壓偏壓下操作。嚴禁持續施加反向電壓。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數是在Ta=25°C及標準測試電流（IF）為2 mA的條件下量測。

• 發光強度（Iv）：範圍從18.0 mcd（最小值）到45.0 mcd（典型值）。這是光源的感知亮度，由經過濾鏡匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）的感測器量測。
• 視角（2θ1/2）：130度。此寬視角表示擴散的光線發射模式，適用於區域照明而非聚焦光束。
• 色度座標（x, y）：色點定義於CIE 1931色度圖上的特定區域內。典型值為x=0.294，y=0.286。必須根據分級系統考慮容差。
• 順向電壓（VF）：在IF=2mA時，範圍從2.6V（最小值）到3.1V（最大值）。此參數對於驅動電路設計至關重要。
• 反向電流（IR）：當施加5V反向電壓（VR）時，最大值為10 μA。此測試僅用於特性描述；元件不得在反向偏壓下操作。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED會根據量測到的參數進行分級。LTW-C230DS2採用三維分級系統。

3.1 順向電壓（VF）分級

LED根據其在2 mA時的順向電壓降，被分類到不同的級別（A10, B10, B11, 12, 13）。每個級別的範圍為0.1V（例如，B10：2.70V至2.80V）。每個級別適用±0.1V的容差。這使得設計師可以為均流應用選擇具有更緊密VF匹配的LED。

3.2 發光強度（IV）分級

LED根據亮度分為級別（M, N）。級別M涵蓋18-28 mcd，級別N涵蓋28-45 mcd（IF=2mA）。每個級別適用±15%的容差。此分級代碼標示在包裝袋上以供識別。

3.3 色調（顏色）分級

白色色點由CIE 1931圖上的色度座標（x, y）定義。LED被分為四個象限：S1、S2、S3和S4。每個級別在色度圖上定義一個特定的平行四邊形區域。級別內每個座標的容差為±0.01。此系統確保發出的白光落在可預測且一致的顏色區域內。

4. 性能曲線分析

規格書參考了說明關鍵參數之間關係的典型性能曲線。雖然提供的文本未詳細說明具體圖表，但標準的LED曲線通常包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加而增加，通常以非線性方式，最終達到飽和。
• 順向電壓 vs. 順向電流：展示二極體的I-V特性，顯示指數關係和導通電壓。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降，這是熱管理的關鍵因素。
• 視角分佈圖：顯示光強度角度分佈的極座標圖。

這些曲線對於預測在標準測試點之外的不同操作條件下的實際性能至關重要。

5. 機械與包裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED符合EIA標準封裝尺寸。所有關鍵機械尺寸均在規格書圖紙中提供（提供的文本未完全詳述，但通常包括長度、寬度、高度和焊墊間距）。除非另有說明，公差一般為±0.10 mm。透鏡顏色為黃色。

5.2 焊接焊墊佈局

提供了建議的焊接焊墊尺寸，以確保在迴焊過程中獲得適當的機械附著力和散熱效果。遵循這些指南可防止墓碑效應並確保可靠的焊點。

5.3 載帶與捲盤規格

元件以帶有保護蓋帶的凸版載帶供應，捲繞在7英吋（178mm）直徑的捲盤上。標準捲盤數量為3000件。包裝遵循ANSI/EIA-481規範。關鍵注意事項包括：空穴會被密封、剩餘元件最小包裝數量為500件、以及每捲盤最多允許連續缺失兩個元件。

6. 組裝與操作指南

6.1 焊接製程

此元件完全相容於紅外線（IR）迴焊。建議採用以下溫度曲線：

• 預熱：150-200°C。
• 預熱時間：最長120秒。
• 峰值溫度：最高260°C。
• 峰值溫度時間：最長10秒（迴焊不應執行超過兩次）。

若使用烙鐵進行手動維修，烙鐵頭溫度不應超過300°C，且每次操作的接觸時間應限制在3秒內。實際的溫度曲線必須根據具體的PCB設計、錫膏和使用的迴焊爐進行特性分析。

6.2 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。未指定的化學品可能會損壞LED封裝。可接受的方法包括將LED在室溫下浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。

6.3 儲存與濕度敏感性

LED是濕度敏感性元件（MSL 2a）。

• 密封包裝：儲存於≤30°C且≤90% RH的環境。請在一年內使用。
• 已開封包裝：儲存於≤30°C且≤60% RH的環境。元件應在暴露後的672小時（28天）內進行IR迴焊。若從原包裝取出後儲存超過一週，應儲存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥器中。已開封儲存超過一週的元件，在組裝前需要在大約60°C下烘烤至少20小時，以去除吸收的水分並防止迴焊時發生爆米花效應。

6.4 靜電放電（ESD）預防措施

LED容易受到靜電和電湧的損壞。建議操作時使用腕帶或防靜電手套。所有設備，包括工作站和機器，都必須妥善接地。

7. 應用說明與設計考量

7.1 典型應用

此LED適用於消費性電子產品、辦公設備、通訊裝置和家電中的一般照明與指示。其反向貼裝能力為鍵盤、面板和顯示器提供了獨特的背光解決方案，在這些應用中光源需要隱藏或安裝在PCB的次要側。

7.2 設計考量

• 電流限制：務必使用串聯的限流電阻或恆流驅動器。請勿直接連接到電壓源。最大連續直流電流為20 mA。
• 熱管理：雖然功率消耗較低（72mW），但確保焊墊有足夠的PCB銅箔面積有助於散熱，從而維持光輸出和使用壽命。
• 光學設計：130度的視角提供了寬廣的擴散照明。若需要更聚焦的光線，則需要二次光學元件（透鏡或導光板）。
• 分級選擇：對於需要均勻顏色和亮度的應用，請向製造商指定單一級別或緊密組合的級別。

7.3 應用限制

對於需要高可靠性的應用，特別是故障可能危及生命或健康的應用（例如航空、醫療、運輸安全系統），請諮詢製造商。本產品設計用於標準的商業和工業環境。

8. 常見問題（FAQ）

問：反向貼裝LED與標準頂視SMD LED有何不同？
答：反向貼裝LED設計安裝在PCB的反面，其發光面朝下對著電路板。然後光線透過PCB上的孔或開口射出。標準頂視LED則從其安裝的板面垂直向外發光。

問：我可以連續以20mA驅動此LED嗎？
答：可以，20mA是額定的最大連續直流順向電流。為了獲得最佳壽命和可靠性，通常建議以較低的電流（例如10-15mA）驅動，因為這可以減少熱量產生。

問：為什麼發光強度是在如此低的電流（2mA）下指定的？
答：2mA是表徵LED在低功率下亮度的常見標準測試條件，便於不同LED型號之間的比較和一致的分級。在最大操作電流20mA下，亮度將按比例提高。

問：我該如何解讀色度座標（x=0.294，y=0.286）？
答：這些座標在CIE 1931色彩空間圖上標示一個點。這個特定點落在白色區域內。確切的感知白色（例如冷白、中性白）取決於精確的位置。分級系統（S1-S4）將具有緊密匹配座標的LED分組，以確保顏色一致性。

問：此LED需要散熱片嗎？
答：由於其功率消耗低（72mW），通常不需要專用的散熱片。然而，良好的PCB佈局實踐，例如為散熱焊墊使用足夠的銅箔，對於將熱量從LED接面導出至關重要，特別是在高環境溫度環境下或以最大電流驅動時。