SMT CBI LED LTLM11KF1H310U 規格書 - 琥珀色 - 2.0V 典型值 - 72mW 最大值

1. 產品概述
1.1 核心特性
1.2 目標應用
2. 技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
2.2 電氣與光學特性
3. 分級系統說明
3.1 發光強度分級
3.2 波長分級
4. 性能曲線分析
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
4.2 發光強度 vs. 順向電流
4.3 溫度依存性
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
5.2 極性識別
6. 焊接與組裝指南
6.1 儲存條件
6.2 迴焊溫度曲線
6.3 清潔
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
7.2 料號
8. 應用設計考量
8.1 驅動電路設計
8.2 熱管理
9. 技術比較與差異化
10. 常見問題 (FAQ)
10.1 黑色外殼的目的是什麼？
10.2 我可以用 20mA 而非 10mA 來驅動這顆 LED 嗎？
10.3 為什麼袋子打開超過 168 小時後需要烘烤？
11. 實務設計範例
12. 工作原理

1. 產品概述

LTLM11KF1H310U 是一款專為表面黏著技術 (SMT) 組裝製程設計的電路板指示燈 (CBI)。它由一個整合了發光二極體的黑色塑膠直角外殼（支架）所構成。此元件專為需要在印刷電路板 (PCB) 上提供清晰狀態指示的應用而設計。

1.1 核心特性

SMT 相容性：專為自動化取放與迴焊製程設計。
增強對比度：黑色外殼材料提升了點亮的指示燈相對於 PCB 背景的視覺對比度。
高效率：提供低功耗與高發光效率。
環保合規：這是一款符合 RoHS（有害物質限制）指令的無鉛產品。
光學設計：採用發射琥珀色光的 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體晶片，搭配白色擴散透鏡，以實現均勻、寬廣的視角。
可靠性：元件經過加速至 JEDEC（聯合電子元件工程委員會）濕度敏感等級 3 的預處理，確保在焊接過程中能抵抗濕氣引起的損壞。

1.2 目標應用

此指示燈 LED 適用於廣泛的電子設備，包括：

電腦周邊設備與主機板
通訊設備與網路設備
消費性電子產品
工業控制系統與儀器儀表

2. 技術參數分析

除非另有說明，所有規格均定義在環境溫度 (TA) 為 25°C 的條件下。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能對元件造成永久損壞的極限。不保證在此條件下運作。

功率消耗 (Pd)：最大值 72 mW。
峰值順向電流 (IFP)：最大值 80 mA。此額定值適用於工作週期 ≤ 1/10 且脈衝寬度 ≤ 0.1 ms 的脈衝條件下。
連續順向電流 (IF)：最大值 30 mA DC。
工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
焊接溫度：在迴焊過程中可承受 260°C 最長 5 秒鐘。

2.2 電氣與光學特性

這些是標準測試條件下的典型性能參數。

發光強度 (Iv)：在順向電流 (IF) 為 10 mA 時，最小值 8.7 mcd，典型值 30 mcd，最大值 50 mcd。為分級目的，Iv 分級代碼標示於每個包裝袋上。
視角 (2θ1/2)：40 度。這是發光強度降至其軸向峰值一半時的全角。
峰值發射波長 (λP)：典型值 608 nm。這是光譜功率分佈達到最大值的波長。
主波長 (λd)：在 IF=10 mA 時，最小值 598 nm，典型值 605 nm，最大值 612 nm。這是人眼感知的、定義顏色（琥珀色）的單一波長。
光譜線半寬度 (Δλ)：典型值 18 nm。這表示發射光的光譜純度或頻寬。
順向電壓 (VF)：在 IF = 10 mA 時，最小值 1.8 V，典型值 2.0 V，最大值 2.6 V。
逆向電流 (IR)：在逆向電壓 (VR) 為 5V 時，最大值 10 μA。重要注意事項：此元件並非設計用於逆向偏壓下操作；此測試條件僅用於特性描述。

3. 分級系統說明

本產品採用分級系統以確保顏色與性能的一致性。

3.1 發光強度分級

發光強度 (Iv) 被分為不同等級，特定等級代碼印於產品的包裝袋上。這讓設計師能為其應用選擇亮度一致的 LED，這對於希望外觀均勻的多指示燈面板至關重要。

3.2 波長分級

主波長 (λd) 的指定範圍為 598 nm 至 612 nm。雖然本規格書未明確詳述為獨立的分級，但最小/典型/最大值顯示了生產批次間色座標（色調）的受控變化。對於有嚴格顏色要求的應用，建議諮詢製造商以獲取特定分級的可用性。

4. 性能曲線分析

典型性能曲線（參見規格書）說明了關鍵參數之間的關係。雖然具體圖表未在此重現，但我們分析其含義。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

AlInGaP LED 的 I-V 曲線通常呈現指數關係。在 10mA 時典型順向電壓 (VF) 為 2.0V，這是計算驅動電路中串聯限流電阻值的關鍵設計參數。

4.2 發光強度 vs. 順向電流

在正常工作範圍內（直至額定連續電流），發光強度通常隨順向電流線性增加。在 10mA 以上操作將產生更高亮度，但也會增加功率消耗和接面溫度，這可能影響壽命和色偏。

4.3 溫度依存性

LED 性能對溫度敏感。AlInGaP LED 的發光強度通常隨接面溫度升高而降低。指定的工作溫度範圍 -40°C 至 +85°C 定義了保證所發布規格時的環境條件。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外型尺寸

此元件採用直角（90度）安裝配置，使光線能平行於 PCB 表面發射。這非常適合側光式面板或從機殼側面觀看的狀態指示燈。外殼材料指定為黑色塑膠。除非規格書中提供的詳細機械圖另有註明，關鍵尺寸公差為 ±0.25mm。

5.2 極性識別

作為表面黏著元件，極性由捲帶包裝上元件焊盤的物理設計以及 PCB 上對應的焊墊佈局來指示。設計師必須嚴格遵守建議的焊墊圖案，以確保自動化組裝時方向正確，並防止逆向偏壓。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存條件

密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度 (RH)。在帶有乾燥劑的密封防潮袋 (MBB) 中，保存期限為一年。
已開封包裝：若 MBB 被打開，儲存環境不得超過 30°C 和 60% RH。元件應在暴露後 168 小時（7 天）內進行紅外線迴焊。若儲存超過 168 小時，強烈建議在 SMT 組裝前進行 60°C、48 小時的烘烤，以去除吸收的濕氣，並防止在迴焊過程中發生 "爆米花" 損壞。

6.2 迴焊溫度曲線

建議採用符合 JEDEC 標準的迴焊曲線，以確保可靠的焊點而不損壞 LED。曲線中的關鍵參數包括：

預熱/均溫：150°C 至 200°C，最長 100 秒。
液相線以上時間 (T_L=217°C)：60 至 150 秒。
峰值溫度 (T_P)：最大值 260°C。
在指定分級溫度 5°C 內的時間 (T_C=255°C)：最大值 30 秒。
從 25°C 到峰值的總時間：最大值 5 分鐘。

注意：超過峰值溫度或高溫時間可能導致塑膠透鏡變形或 LED 晶粒災難性故障。

6.3 清潔

若需進行焊後清潔，僅應使用如異丙醇 (IPA) 等酒精類溶劑。強烈或侵蝕性的化學清潔劑可能損壞塑膠外殼或透鏡。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

載帶：元件以 13 吋捲盤供應。載帶由黑色導電聚苯乙烯合金製成，厚度為 0.40mm ±0.06mm。
每捲數量：1,400 顆。
內盒：包含 3 捲（總計 4,200 顆），每捲密封在帶有乾燥劑和濕度指示卡的防潮袋 (MBB) 中。
外箱：包含 10 個內盒（總計 42,000 顆）。

7.2 料號

基礎料號為LTLM11KF1H310U。此字母數字代碼唯一識別產品的特定屬性，包括封裝類型、顏色、亮度分級和其他製造代碼。

8. 應用設計考量

8.1 驅動電路設計

LED 是電流驅動元件。為確保穩定一致的光輸出，必須由電流源或更常見的、帶有串聯限流電阻的電壓源來驅動。

推薦電路：一種簡單有效的驅動方法是將 LED 與一個電阻串聯到直流電源 (V_CC)。電阻值 (R_S) 可使用歐姆定律計算：R_S= (V_CC- V_F) / I_F，其中 V_F是 LED 的順向電壓（設計餘裕建議使用典型值 2.0V），I_F是所需的順向電流（例如 10mA）。

並聯連接的重要注意事項：當從單一電壓源驅動多個 LED 時，強烈建議為每個 LED 使用獨立的限流電阻。不建議將 LED 直接並聯而不使用個別電阻，因為不同元件間的順向電壓 (V_F) 存在自然差異。這種差異可能導致嚴重的電流不平衡，其中一個 LED 可能比其他 LED 消耗更多電流，導致亮度不均，以及 V_F.

最低的 LED 可能過度應力而失效。

8.2 熱管理

雖然功率消耗相對較低（最大 72mW），但適當的熱設計可延長 LED 壽命並保持顏色穩定性。確保 PCB 有足夠的銅面積連接到 LED 的散熱焊墊（如有）或一般板面區域以作為散熱片，特別是在較高電流或較高環境溫度下操作時。

9. 技術比較與差異化

此 SMT CBI LED 透過幾個關鍵屬性實現差異化：直角外型：
與垂直於電路板發光的頂視 LED 不同，此直角設計最適合側向發光應用，節省機殼內的垂直空間。AlInGaP 技術：
使用 AlInGaP 產生琥珀色光，相較於濾光 GaP 等舊技術，提供了高效率與出色的色彩飽和度。白色擴散透鏡：
擴散透鏡提供了寬廣、均勻的視角（40°），並柔化了明亮晶粒的外觀，創造出悅目的指示燈光。JEDEC MSL3 等級：

預處理至濕度敏感等級 3，確保了在標準 SMT 組裝環境中的可靠性。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 黑色外殼的目的是什麼？

黑色外殼有兩個主要功能：1) 它增加了點亮的 LED 與周圍區域的視覺對比度，使指示燈更易被注意到。2) 它有助於防止在密集的 PCB 上相鄰指示燈之間的光線洩漏或 "串擾"。

10.2 我可以用 20mA 而非 10mA 來驅動這顆 LED 嗎？_F可以，絕對最大連續順向電流額定值為 30 mA。以 20 mA 操作將產生比 10mA 測試條件更高的發光強度。然而，您必須據此重新計算串聯電阻值，確保總功率消耗 (V_F* I

) 不超過 72mW，並考慮因接面溫度升高對長期可靠性的潛在影響。

10.3 為什麼袋子打開超過 168 小時後需要烘烤？

表面黏著塑膠封裝會從大氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣可能迅速汽化，產生內部壓力，可能導致封裝分層、晶粒破裂或損壞焊線——這種現象稱為 "爆米花效應"。在元件進行迴焊前，於 60°C 烘烤 48 小時可以安全地驅除這些吸收的濕氣。

11. 實務設計範例情境：

為一個由 5V 電源軌供電的設備設計一個電源 "開啟" 指示燈。目標是以 LED 的典型電流 10mA 操作。選擇元件：
選擇 LTLM11KF1H310U，因其為直角琥珀色光。 R_S計算串聯電阻：_CC= (V_F- V_F) / I_F= (5V - 2.0V) / 0.010A = 300 歐姆。最接近的標準 E24 電阻值為 300Ω 或 330Ω。使用 330Ω 將導致電流略低：I
≈ (5V - 2.0V) / 330Ω ≈ 9.1mA，這是安全且在規格內的。檢查功率消耗：_R在電阻上：P_F²= I²* R = (0.0091)_LED* 330 ≈ 0.027W（標準 1/8W 或 1/10W 電阻已足夠）。在 LED 上：P_F= V_F* I
≈ 2.0V * 0.0091A ≈ 18.2mW，遠低於最大值 72mW。PCB 佈局：

根據建議的焊墊圖案放置元件。確保極性（陽極/陰極）與焊盤圖案匹配。在焊墊周圍提供一些小的銅箔區域以輔助散熱。

12. 工作原理

此 LED 基於半導體 p-n 接面的電致發光原理運作。主動區由 AlInGaP 組成。當施加超過接面內建電位的順向電壓時，電子和電洞分別從 n 型和 p 型層注入主動區。這些電荷載子以輻射方式復合，以光子的形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色）——在此例中為琥珀色（約 605 nm）。產生的光隨後由整合的白色塑膠透鏡進行塑形和擴散，以達到所需的視角和外觀。

13. 技術趨勢

像此類指示燈 LED 的發展遵循了光電子和 SMT 組裝的廣泛趨勢：效率提升：
持續的材料科學改進旨在產生更高的發光效率（每單位電輸入功率產生更多光輸出），從而允許更低的工作電流和降低系統能耗。微型化：
持續推動更小的封裝佔位面積和高度，以適應不斷縮小的消費性和工業電子產品。可靠性增強：
封裝材料、晶粒貼裝技術和防潮性（更高的 MSL 等級）的改進，有助於延長操作壽命並在惡劣環境中保持穩健性。整合化：

LED規格術語詳解

LED技術術語完整解釋

一、光電性能核心指標

術語	單位/表示	通俗解釋	為什麼重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦電能發出的光通量，越高越節能。	直接決定燈具的能效等級與電費成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源發出的總光量，俗稱"亮度"。	決定燈具夠不夠亮。
發光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。	影響光照範圍與均勻度。
色溫（CCT）	K（開爾文），如2700K/6500K	光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。	決定照明氛圍與適用場景。
顯色指數（CRI / Ra）	無單位，0–100	光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。	影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。
色容差（SDCM）	麥克亞當橢圓步數，如"5-step"	顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。	保證同一批燈具顏色無差異。
主波長（Dominant Wavelength）	nm（奈米），如620nm（紅）	彩色LED顏色對應的波長值。	決定紅、黃、綠等單色LED的色相。
光譜分佈（Spectral Distribution）	波長 vs. 強度曲線	顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。	影響顯色性與顏色品質。

二、電氣參數

術語	符號	通俗解釋	設計注意事項
順向電壓（Forward Voltage）	Vf	LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。	驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。
順向電流（Forward Current）	If	使LED正常發光的電流值。	常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。
最大脈衝電流（Pulse Current）	Ifp	短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。	脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。
反向電壓（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。	電路中需防止反接或電壓衝擊。
熱阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。	高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。
靜電放電耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。	生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。

三、熱管理與可靠性

術語	關鍵指標	通俗解釋	影響
結溫（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED晶片內部的實際工作溫度。	每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小時）	亮度降至初始值70%或80%所需時間。	直接定義LED的"使用壽命"。
流明維持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段時間後剩餘亮度的百分比。	表徵長期使用後的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麥克亞當橢圓	使用過程中顏色的變化程度。	影響照明場景的顏色一致性。
熱老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因長期高溫導致的封裝材料劣化。	可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。

四、封裝與材料

術語	常見類型	通俗解釋	特點與應用
封裝類型	EMC、PPA、陶瓷	保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。	EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。
晶片結構	正裝、倒裝（Flip Chip）	晶片電極佈置方式。	倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。
螢光粉塗層	YAG、矽酸鹽、氮化物	覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。	不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。
透鏡/光學設計	平面、微透鏡、全反射	封裝表面的光學結構，控制光線分佈。	決定發光角度與配光曲線。

五、質量控制與分檔

術語	分檔內容	通俗解釋	目的
光通量分檔	代碼如 2G、2H	按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。	確保同一批產品亮度一致。
電壓分檔	代碼如 6W、6X	按順向電壓範圍分組。	便於驅動電源匹配，提高系統效率。
色區分檔	5-step MacAdam橢圓	按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。	保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。
色溫分檔	2700K、3000K等	按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。	滿足不同場景的色溫需求。

六、測試與認證

術語	標準/測試	通俗解釋	意義
LM-80	流明維持測試	在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。	用於推算LED壽命（結合TM-21）。
TM-21	壽命推演標準	基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。	提供科學的壽命預測。
IESNA標準	照明工程學會標準	涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。	行業公認的測試依據。
RoHS / REACH	環保認證	確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。	進入國際市場的准入條件。
ENERGY STAR / DLC	能效認證	針對照明產品的能效與性能認證。	常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。

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