SMT CBI LED LTL-M11TB1H310U 規格書 - 白光擴散透鏡藍光LED - 10mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTL-M11TB1H310U 是一款表面黏著技術 (SMT) 電路板指示燈 (CBI)。它由一個黑色塑膠直角外殼（支架）組成，設計用於與特定的 LED 燈珠配對。其主要功能是作為電子電路板上的狀態或指示燈。此產品系列提供多樣性，可選擇頂視或直角方向，以及水平或垂直陣列配置，這些陣列可堆疊以便於組裝。

1.1 核心優勢

• 表面黏著設計：支援自動化取放組裝，提升製造效率與一致性。
• 增強對比度：黑色外殼材質能與點亮的 LED 形成高對比度，提升可視性。
• 能源效率：具有低功耗與高發光效率的特性。
• 環保合規：此為符合 RoHS（有害物質限制）指令的無鉛產品。
• 光學設計：採用 InGaN（氮化銦鎵）藍光半導體晶片，搭配白光擴散透鏡以柔化並擴散光線輸出。
• 可靠性篩選：元件經過加速至 JEDEC 濕度敏感等級 3 的預處理，表示其封裝能承受典型的 SMT 製程。

1.2 目標應用

此指示燈 LED 適用於廣泛的普通電子設備，包括：

• 電腦周邊設備與內部元件。
• 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

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。在此條件下操作不保證性能。

• 功耗 (Pd)：最大值 80 mW。這是元件能安全以熱能形式散發的總電功率。
• 峰值順向電流 (I_FP)：最大值 100 mA，但僅限於脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 0.1ms）。
• 直流順向電流 (I_F)：連續操作最大值 20 mA。這是電路設計的關鍵參數。
• 操作溫度 (T_opr)：-40°C 至 +85°C。元件額定在此工業溫度範圍內操作。
• 儲存溫度 (T_stg)：-40°C 至 +100°C。
• 焊接溫度：可承受 260°C 最長 5 秒，與無鉛迴焊溫度曲線相容。

2.2 電氣與光學特性

測量條件為環境溫度 (T_A) 25°C，順向電流 (I_F) 10mA，除非另有說明。

• 發光強度 (I_V)：8.7 mcd（最小），15 mcd（典型），38 mcd（最大）。這是軸向方向感知的亮度。包裝袋上的分類代碼對應實際的發光強度分級。
• 視角 (2θ_1/2)：40 度（典型）。這是發光強度降至軸向值一半時的全角，定義了光束擴散範圍。
• 峰值發射波長 (λ_P)：468 nm（典型）。這是光譜功率輸出最高的波長。
• 主波長 (λ_d)：464 nm（最小），470 nm（典型），476 nm（最大）。這是人眼感知的單一波長，定義了光的顏色，源自 CIE 色度圖。
• 光譜線半寬度 (Δλ)：20 nm（典型）。這表示所發射藍光的光譜純度或頻寬。
• 順向電壓 (V_F)：在 I_F= 10mA 時，2.7 V（最小），3.1 V（典型），3.8 V（最大）。這是 LED 導通時的跨壓。
• 逆向電流 (I_R)：在逆向電壓 (V_R) 5V 時，最大值 10 μA。重要提示：本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. 性能曲線分析

規格書中引用了對設計工程師至關重要的典型特性曲線。雖然具體圖表未在本文中重現，但通常包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示順向電壓與順向電流的關係，對於選擇適當的限流電阻至關重要。
• 相對發光強度 vs. 順向電流：說明光輸出如何隨驅動電流增加，有助於優化亮度與效率。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出的熱降額特性，這對於高溫應用至關重要。
• 光譜分佈：顯示跨波長的相對功率輸出圖，中心位於 468 nm 的峰值波長。

這些曲線讓設計師能夠預測元件在非標準條件（不同電流或溫度）下的行為，是穩健電路設計的基礎。

4. 機械與包裝資訊

4.1 外型尺寸

本元件採用直角 SMT 封裝。關鍵尺寸說明包括：

• 所有尺寸以毫米為單位提供，括號內為英吋。
• 除非另有規定，適用 ±0.25mm (±0.010\") 的一般公差。
• 外殼材質為黑色塑膠。
• 整合的 LED 透過白光擴散透鏡發出藍光。

4.2 包裝規格

元件以適合自動化組裝的捲帶包裝形式供應。

• 載帶：由黑色導電聚苯乙烯合金製成，厚度 0.40mm ±0.06mm。10 齒孔間距的累積公差為 ±0.20mm。
• 捲盤容量：每個 13 英吋捲盤包含 1,400 個元件。
• 紙箱包裝：
  • 1 個捲盤與乾燥劑及濕度指示卡一同包裝在防潮袋 (MBB) 內。
  • 3 個防潮袋包裝在一個內箱中（總計 4,200 個元件）。
  • 10 個內箱包裝在一個外箱中（總計 42,000 個元件）。

5. 組裝與應用指南

5.1 儲存與處理

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% RH 環境。請於包裝日期起一年內使用。
• 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH 環境。元件應在暴露於環境空氣後 168 小時（7 天）內進行迴焊。
• 延長儲存/烘烤：若暴露時間 >168 小時，請在焊接前以 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除吸收的水氣並防止迴焊過程中發生 \"爆米花\" 現象。

5.2 焊接製程

迴焊（建議）：

• 預熱：150–200°C，最長 120 秒。
• 峰值溫度：焊點處最高 260°C。
• 液相線以上時間：在峰值溫度區域內最長 5 秒。
• 循環次數：迴焊製程不得超過 2 次。

手工焊接：使用最高溫度 300°C 的烙鐵，時間不超過 3 秒，僅限一次。焊接時避免對引腳施加機械應力。

清潔：若需清潔，請使用異丙醇等酒精類溶劑。

5.3 驅動電路設計

LED 是電流驅動元件。為確保使用多個 LED 時亮度均勻：

• 建議電路 (A)：為每個 LED 串聯一個獨立的限流電阻。這可補償各個 LED 之間順向電壓 (V_F) 的自然差異，確保每個 LED 獲得相同電流，從而發出相同的發光強度。
• 不建議電路 (B)：不建議將多個 LED 並聯共用單一電阻。每個 LED 的 I-V 特性微小差異可能導致顯著的電流不平衡，造成亮度不均。

5.4 靜電放電 (ESD)

本元件易受靜電放電損壞。在組裝和處理過程中必須遵守標準的 ESD 防護措施，包括使用接地工作站、腕帶和導電容器。

6. 設計考量與應用備註

6.1 熱管理

雖然功耗低（最大 80 mW），但將接面溫度維持在限制範圍內對於長期可靠性至關重要。若元件在高環境溫度或接近其最大額定電流下操作，請確保 PCB 有足夠的銅箔面積或散熱孔。

6.2 光學整合

40 度視角與白光擴散透鏡提供了適合面板指示燈的寬廣、柔和照明。黑色外殼能最大限度地減少光導效應和雜散反射，增強開/關對比度。設計師在選擇安裝方向（如提供的直角方向）時，應考慮最終組裝的視角要求。

6.3 可靠性與使用壽命

在絕對最大額定值（特別是直流順向電流和溫度限制）內操作對於可靠性至關重要。JEDEC 等級 3 預處理表明封裝能承受迴焊前典型的工廠環境暴露時間，但必須遵循開封後的儲存與烘烤指南，以防止濕氣引起的故障。

7. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我應該使用多大的電阻值，從 5V 電源以 10mA 驅動此 LED？

A1：使用歐姆定律：R = (V_電源- V_F) / I_F。假設典型 V_F為 3.1V，則 R = (5V - 3.1V) / 0.01A = 190 Ω。為確保在最壞情況下（最小 V_F）電流不超過最大值，請使用 V_F(最小)=2.7V 重新計算：R = (5V - 2.7V) / 0.01A = 230 Ω。一個標準的 220 Ω 電阻是安全且實用的選擇，在典型 V_F.

下產生約 10.5mA 電流。

Q2：我可以用更高的電流脈衝驅動此 LED 以增加亮度嗎？

A2：可以，但必須嚴格在絕對最大額定值範圍內。您可以脈衝驅動至高達 100mA，前提是工作週期 ≤10%（例如，每 1ms 一個 0.1ms 的脈衝），且長時間的平均電流不超過直流額定值或功耗限制。瞬時發光強度將高於 10mA 直流驅動時。

Q3：主波長範圍是 464-476nm。不同元件之間會有可見的顏色差異嗎？