SMD LED LTSA-E67RUWETU 規格書 - 白光 InGaN，黃色透鏡 - 50mA，170mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTSA-E67RUWETU 是一款高亮度表面黏著型 LED，專為自動化組裝製程與空間受限的應用而設計。其採用 InGaN（氮化銦鎵）技術的白光光源，封裝於黃色透鏡內。此組合旨在滿足現代電子設備對可靠、緊湊照明解決方案的需求。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的特點在於其與自動化取放設備及標準紅外線（IR）迴焊製程相容，使其非常適合大量生產。其主要目標市場包括消費性電子產品、網路系統，以及特別重要的汽車配件應用。此元件符合 AEC-Q101 標準（修訂版 D），強調了其適用於元件可靠性至關重要的汽車環境。其他特點包括符合 RoHS 規範、以 8mm 載帶包裝於 7 吋捲盤上，以及預處理至 JEDEC 濕度敏感等級 2a，確保在儲存與組裝過程中的穩定性。

2. 深入技術參數分析

對電氣、光學及熱規格進行詳細檢視，對於正確的電路設計與熱管理至關重要。

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。其規格是在環境溫度（Ta）為 25°C 下定義。最大連續順向電流（DC）為 50 mA。在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度），允許的峰值順向電流為 100 mA。最大功耗為 170 mW。元件的操作與儲存溫度範圍額定為 -40°C 至 +100°C。超過這些極限，特別是接面溫度，可能導致災難性故障或光輸出與使用壽命的顯著劣化。

2.2 電氣與光學特性

在 Ta=25°C 及標準測試電流（IF）30mA 下測量，此元件展現的典型發光強度範圍從最小值 1800 mcd 到最大值 3550 mcd。順向電壓（VF）通常落在 2.8V 至 3.4V 之間，每個電壓分級（bin）的容差為 ±0.1V。視角（2θ1/2）定義為強度為軸向值一半的角度，為 120 度，表示寬廣、擴散的光發射模式。色度座標在 CIE 1931 圖上指定為 x=0.3197，y=0.3131，定義了其白點。在 VR=5V 下，反向電流（IR）最大值為 10 µA，而靜電放電（ESD）耐受電壓使用人體模型（HBM）為 2000V。必須注意，此元件並非設計用於反向偏壓下操作；反向電壓測試條件僅供參考。

2.3 熱特性

有效的熱管理對於 LED 性能與壽命至關重要。從接面到環境的熱阻（RθJA）典型值為 280 °C/W，測量於厚度 1.6mm、具有 16mm² 銅焊墊的 FR4 基板上。更重要的是，從接面到焊點的熱阻（RθJS）為 130 °C/W。此較低的值在設計上更為相關，因為它代表了從 LED 晶片到印刷電路板（PCB）的主要熱傳導路徑。絕對最大接面溫度（TJ）為 125°C。設計人員必須確保操作接面溫度（使用功耗與熱阻計算得出）遠低於此極限，以確保可靠性。

3. 分級系統說明

LTSA-E67RUWETU 採用全面的分級系統，根據順向電壓（VF）、發光強度（IV）和色座標對元件進行分類。這使得設計師能為其應用選擇性能一致的 LED。

3.1 順向電壓（VF）分級

元件分為三個電壓等級：H（2.8V - 3.0V）、J（3.0V - 3.2V）和 K（3.2V - 3.4V）。每個等級的容差為 ±0.1V。從相同 VF 等級中選擇 LED，有助於確保當多個 LED 並聯時電流分佈均勻。

3.2 發光強度（IV）分級

強度分級確保一致的亮度水平。分級為：X1（1800 - 2240 mcd）、X2（2240 - 2800 mcd）和 Y1（2800 - 3550 mcd）。每個分級內的容差為 ±11%。這允許根據輸出需求進行分級，可能影響不同產品等級的成本與選擇。

3.3 色座標分級

最複雜的方面是顏色分級。規格書提供了詳細的色度座標表，定義了 CIE 1931 圖上的多個四邊形區域（分級），例如 LL、LK、ML、MK、NL、NK 等。每個分級由四個（x，y）座標點定義。典型色點（x=0.3197，y=0.3131）落在其中幾個分級內（例如 LL、LK、ML）。分級內色調座標的容差指定為 ±0.01。這種嚴格的控制對於顏色一致性至關重要的應用（例如指示燈群組或多個 LED 同時觀看的背光）至關重要。

4. 機械與包裝資訊

4.1 封裝尺寸與極性

此 LED 符合 EIA 標準 SMD 封裝外形。所有尺寸均以毫米為單位提供，除非另有說明，一般容差為 ±0.2 mm。一個關鍵的設計注意事項是，陽極引線框架也作為 LED 的主要散熱片。這意味著 PCB 上的陽極焊墊必須設計具有足夠的熱質量，並可能連接到散熱孔或平面，以有效散熱。在佈局時正確識別陽極和陰極對於正確操作和最佳熱性能至關重要。

4.2 推薦的 PCB 焊接墊

規格書包含用於紅外線迴焊的推薦 PCB 焊墊佈局圖。遵循這些尺寸可確保可靠的焊點、正確的對齊，以及從 LED 的散熱墊（陽極）到 PCB 的有效熱傳遞。

4.3 載帶與捲盤包裝

為自動化組裝，LED 以 8mm 寬的凸版載帶供應，捲繞在直徑 7 吋（178mm）的捲盤上。每捲包含 2000 個元件。包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。關鍵注意事項包括：空的元件口袋用蓋帶密封，每捲最多允許連續兩個缺失元件（燈）。了解載帶間距和捲盤尺寸對於設定自動化組裝設備是必要的。

5. 焊接、組裝與操作指南

5.1 紅外線迴焊溫度曲線

提供了符合 J-STD-020 標準的無鉛焊接製程建議迴焊溫度曲線。此曲線通常包括預熱、熱浸、迴焊（具有峰值溫度限制）和冷卻階段。遵循製造商推薦的溫度曲線對於防止熱衝擊、焊點缺陷或損壞 LED 的內部結構和環氧樹脂透鏡至關重要。

5.2 清潔

如果需要焊後清潔，應僅使用指定的化學品。規格書建議在常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。使用未指定或侵蝕性化學品可能會損壞 LED 的封裝材料，導致變色、開裂或分層。

5.3 儲存與濕度敏感性

根據 JEDEC J-STD-020，本產品分類為濕度敏感等級（MSL）2a。這意味著密封的防潮袋（內含乾燥劑）在開啟後，當儲存在 ≤ 30°C / 60% RH 的條件下時，其車間壽命為 4 週。在使用前的長期儲存，密封袋應保持在 30°C 或以下及 70% 相對濕度或以下。LED 在密封防潮包裝內有建議的一年使用期限。未能遵守這些預防措施可能導致在迴焊過程中發生爆米花現象，即吸收的水分汽化並使封裝破裂。

6. 應用說明與設計考量

6.1 典型應用場景

此 LED 適用於廣泛的電子設備，包括但不限於：無線電話與行動電話、筆記型電腦、網路系統，以及各種汽車配件應用（例如：室內照明、開關背光、狀態指示燈）。其 AEC-Q101 認證使其成為非安全關鍵汽車電子產品的候選元件。

6.2 設計考量

• 限流：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器。順向電壓有一個範圍（2.8-3.4V），因此針對最大 VF 進行設計可確保 LED 在連接到固定電壓源時不會超過其電流額定值。
• 熱管理：陽極是熱路徑。設計 PCB 陽極焊墊時應具有足夠的銅面積。使用散熱孔連接到內部或底層的地/電源平面以散熱。使用 P_Dissipated = VF * IF 和 ΔT = RθJS * P_Dissipated 計算預期的接面溫度。
• ESD 防護：雖然額定為 2kV HBM，但在 PCB 輸入端和操作過程中實施標準的 ESD 防護措施被認為是良好的做法，特別是在非受控環境中。

6.3 重要注意事項

規格書明確指出，這些 LED 適用於普通電子設備。對於需要極高可靠性，且故障可能危及生命或健康的應用（例如：航空、醫療設備、運輸安全系統），在設計導入前需要諮詢製造商。這是強調元件預期使用案例的標準免責聲明。

7. 技術深入探討與分析

7.1 工作原理

LTSA-E67RUWETU 利用 InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片產生白光。通常，這是通過使用塗有黃色螢光粉的藍光 InGaN 晶粒來實現。部分藍光被螢光粉轉換為黃光；藍光與黃光的混合被人眼感知為白光。黃色外部透鏡可能用於進一步調整色溫或擴散光輸出，創造出色度座標所指定的最終感知顏色。

7.2 性能曲線分析

規格書包含空間分佈（輻射模式）曲線（圖 2）。此曲線以圖形方式表示發光強度與視角的函數關係，確認了 120 度視角的規格。它顯示了類似朗伯分佈的圖形，這在具有擴散透鏡的 LED 中很常見，其中強度在 0 度（軸向）最高，並向邊緣平滑遞減。

7.3 回答常見技術問題

問：我可以用 3.3V 直接驅動這個 LED 嗎？

答：沒有限流機制的情況下無法可靠驅動。由於 VF 可能高達 3.4V，3.3V 電源可能無法點亮較高電壓等級（K 級）中的某些元件。對於具有較低 VF（例如 2.9V）的元件，直接施加 3.3V 會導致過大電流，可能超過 50mA 的最大值並損壞 LED。務必使用串聯電阻或恆流驅動器。

問：我該如何解讀像LL或MK這樣的顏色分級代碼？

答：這些是顏色分級表中定義的 CIE 色度圖上特定四邊形的任意標籤。它們代表緊密分組的色點。為了在組裝中獲得一致的外觀，請指定並使用來自相同顏色分級代碼的 LED。

問：RθJS 值低於 RθJA 的意義是什麼？

答：RθJA 包括從接面到焊點的熱阻，再加上從 PCB 到環境空氣的熱阻。RθJS 隔離了 LED 封裝及其與電路板連接的性能。較低的 RθJS 意味著 LED 本身在將熱量傳導到 PCB 方面相對高效。最終的冷卻性能在很大程度上取決於 PCB 設計（銅面積、層數、氣流）。