SMD LED LTSA-S020ZGWTA 規格書 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.9V - 90mW - 綠色霧面 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款專為自動化印刷電路板組裝及空間受限應用所設計的表面黏著元件（SMD）LED 之規格。此元件配備霧面透鏡並發射綠光，適用於各種需要指示燈或照明功能的電子設備。

1.1 主要特點

• 符合 RoHS 環保標準。
• 以 12mm 載帶包裝，捲繞於 7 吋直徑捲盤上，適用於自動化組裝。
• 預處理至 JEDEC 濕度敏感等級 2a。
• 參考 AEC-Q101 Rev D 進行資格認證，適用於汽車應用。
• 標準 EIA 封裝外型，確保相容性。
• 與積體電路相容的驅動電流。
• 設計上與自動取放設備相容。
• 適用於紅外線迴焊製程。

1.2 目標應用

此 LED 預期用於廣泛的電子設備，包括但不限於無線電話、行動電話、筆記型電腦及網路系統。特別提及適用於工程車輛的配件應用。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

所有額定值均在環境溫度（Ta）為 25°C 下指定。超過這些限制可能導致永久性損壞。

• 功率消耗（Pd）：90 mW
• 峰值順向電流（I_F(峰值)）：50 mA（於 1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度下）
• 連續順向電流（I_F）：20 mA 直流
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +100°C
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C

2.2 電氣與光學特性

典型性能是在指定測試條件下，於 Ta=25°C 時量測。

• 發光強度（I_V）：250 - 640 mcd（於 I_F= 2 mA 時的典型值）。使用近似 CIE 明視覺響應曲線的感測器/濾光片量測。
• 視角（2θ_1/2）：110 度。定義為發光強度降至軸向值一半時的離軸角度。
• 峰值發射波長（λ_p）：518 nm（來自光譜量測）。
• 主波長（λ_d）：523 - 538 nm（於 I_F= 2 mA 下）。代表感知的顏色。公差為 ±1 nm。
• 光譜線半高寬（Δλ）：35 nm。
• 順向電壓（V_F）：2.0 - 2.9 V（於 I_F= 2 mA 下）。公差為 ±0.1 V。
• 逆向電壓（V_z）：6 - 8 V（於 I_z= 10 μA 下）。注意：此元件並非為逆向操作設計；此參數僅用於紅外線測試。
• 逆向電流（I_R）：最大 10 μA（於 V_R= 5V 下）。
• 靜電放電耐受電壓：2000 V（人體放電模型）。

3. 分級系統說明

為確保顏色與亮度一致性，元件會根據關鍵參數進行分級。批次標籤標示了 V_f、I_V及顏色（W_d）的分級代碼。

3.1 順向電壓（V_f）分級

於 I_F= 2 mA 下量測。每個分級內的公差為 ±0.1V。

• H3：2.0 V（最小）至 2.3 V（最大）
• H4：2.3 V（最小）至 2.6 V（最大）
• H5：2.6 V（最小）至 2.9 V（最大）

3.2 發光強度（I_V）分級

於 I_F= 2 mA 下量測。每個分級內的公差為 ±11%。

• T1：250 mcd（最小）至 400 mcd（最大）
• T2：400 mcd（最小）至 640 mcd（最大）

3.3 主波長（W_d）分級

於 I_F= 2 mA 下量測。每個分級內的公差為 ±1 nm。

• AQ：523 nm（最小）至 528 nm（最大）
• AR：528 nm（最小）至 533 nm（最大）
• AS：533 nm（最小）至 538 nm（最大）

4. 性能曲線分析

本規格書包含典型特性曲線以輔助設計。這些曲線說明了順向電流與發光強度之間的關係，以及光線的空間分佈（輻射圖）。空間分佈圖對於理解霧面透鏡所產生的照明輪廓至關重要，它顯示了光線如何在 110 度視角內分散。設計師可以使用 I_V對 I_F曲線來估算不同驅動電流下的亮度，確保 LED 滿足應用需求且不超過最大額定值。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 符合標準 SMD 封裝外型。關鍵尺寸（單位：毫米）包括本體尺寸約為 2.0 x 1.25 mm，高度為 0.8 mm。除非另有說明，公差通常為 ±0.2 mm。應參考詳細的尺寸圖以進行精確的焊墊圖案設計。

5.2 建議的 PCB 焊墊設計

提供了適用於紅外線或氣相迴焊的焊墊圖案建議。遵循此圖案對於形成正確的焊點、確保機械穩定性以及促進操作期間的散熱至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊溫度曲線

對於無鉛焊接製程，建議的溫度曲線遵循 J-STD-020。關鍵參數包括：

• 預熱溫度：150°C 至 200°C。
• 預熱時間：最長 120 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C。
• 液相線以上時間：最長 10 秒（建議最多進行兩次迴焊循環）。

注意：最佳溫度曲線取決於具體的 PCB 設計、元件、焊錫膏及迴焊爐。建議針對特定組裝進行特性分析。

6.2 手工焊接

若需進行手工焊接：

• 烙鐵溫度：最高 300°C。
• 焊接時間：每支接腳最長 3 秒（僅限一次）。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，請在室溫下使用酒精類溶劑，如乙醇或異丙醇。浸泡時間不應超過一分鐘。避免使用未指定的化學清潔劑。

7. 儲存與操作注意事項

7.1 儲存條件

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度環境。若置於含乾燥劑的防潮袋中，請在包裝日期起一年內使用。
• 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% 相對濕度環境。元件應在暴露於空氣後 168 小時（7 天）內進行迴焊。
• 長期儲存（已開封）：儲存於含乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。
• 烘烤：若暴露時間超過 168 小時，請在焊接前以約 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除濕氣並防止迴焊時發生 "爆米花效應"。

7.2 應用注意

此 LED 專為普通電子設備設計。未經事先諮詢及特定資格認證，不建議用於故障可能危及生命或健康的安全關鍵應用（例如航空、醫療生命維持系統）。

8. 包裝與訂購資訊

8.1 載帶與捲盤規格

• 載帶寬度：12 mm。
• 捲盤直徑：7 吋。
• 每捲數量：2000 顆。
• 最小訂購量：剩餘批次為 500 顆。
• 包裝標準：符合 EIA-481-1-B 標準。空穴以蓋帶密封。最多允許連續兩個元件缺失。

9. 應用建議與設計考量

將此 LED 整合至設計時，請考慮以下事項：

• 限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器將順向電流限制在安全值，通常為或低於 20 mA 直流最大值。計算電阻時應考慮 V_F分級。
• 熱管理：雖然功率消耗較低（90 mW），但仍需確保 PCB 提供足夠的散熱措施，尤其是在高環境溫度或接近最大電流下操作時。
• 光學設計：霧面透鏡提供寬廣且均勻的視角，適合面板指示燈。若需聚焦光線，可能需要二次光學元件。
• 靜電放電保護：儘管額定值為 2kV HBM，在敏感環境中仍應實施標準的 ESD 處理程序，並在必要時加入電路保護（例如 TVS 二極體）。

10. 技術比較與差異化

此 LED 透過其功能組合實現差異化：AEC-Q101 資格認證參考使其成為汽車配件應用的候選元件。預處理至 MSL 2a 增強了標準迴焊製程的可靠性。詳細的分級系統相較於未分級元件，允許在生產批次中實現更嚴格的顏色與亮度匹配。搭配霧面透鏡的 110 度寬視角，非常適合需要寬廣、無眩光照明的應用。

11. 常見問題（基於技術參數）

問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長（518 nm）是光譜曲線中功率輸出最大的點。主波長（523-538 nm）源自 CIE 色度圖，代表最能匹配人眼感知光色的單一波長，這與人類視覺更為相關。

問：我可以持續以 20 mA 驅動此 LED 嗎？
答：可以，20 mA 是在 25°C 下的最大連續直流順向電流額定值。為確保可靠操作，特別是在較高的環境溫度下，建議降低電流使用。務必參考功率消耗限制（90 mW）。

問：如果元件不適用於逆向操作，為何會有逆向電壓額定值？
答：V_z額定值（6-8V）主要是內部品質保證（紅外線測試）的測試參數。它表示崩潰電壓。在電路設計中，您應確保 LED 絕不承受逆向偏壓，因為即使很小的逆向電流也可能降低其性能。

問：如何解讀標籤上的分級代碼 "H4/T2/AR"？
答：這表示一個特定批次，其中 LED 的順向電壓介於 2.3V 至 2.6V 之間（H4），發光強度介於 400 至 640 mcd 之間（T2），主波長介於 528 至 533 nm 之間（AR）。

12. 實務設計與使用案例

情境：設計消費級路由器的狀態指示燈。LED 需要為綠色、從各個角度皆可見，且能可靠地持續運作。此元件符合需求。使用 5-10 mA 的驅動電流將提供充足的亮度，同時遠低於限制值，確保長期可靠性。設計師將根據典型的 V_F（例如 H4 分級的 2.5V）和供應電壓（例如 3.3V）選擇限流電阻。寬廣的視角確保無論路由器如何擺放，狀態皆清晰可見。載帶與捲盤包裝便於在路由器主 PCB 上進行高效的自動化組裝。

13. 工作原理

這是一種半導體發光二極體（LED）。當施加超過其閾值的順向電壓時，電子與電洞在主動區（由發射綠光的 InGaN 組成）內復合，以光子（光）的形式釋放能量。特定的材料成分決定了發射光的波長（顏色）。霧面環氧樹脂透鏡封裝了半導體晶粒，提供環境保護、機械支撐，並將光輸出塑造成寬廣且均勻的光束。

14. 技術趨勢

光電產業在與此類元件相關的幾個關鍵領域持續進步：提高發光效率（每瓦產生更多光輸出）、改善顏色一致性與更嚴格的分級公差、針對汽車和工業市場增強可靠性與更高溫操作能力，以及進一步的封裝微型化。朝向更高效率及 LED 在通用照明和汽車應用中更廣泛採用的趨勢，推動了半導體材料與封裝技術的持續改進。