LTLMR4TBTV3DA LED 燈珠規格書 - 尺寸 4.2x4.2x6.9mm - 電壓 2.5-3.5V - 藍光 470nm - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款高亮度藍光表面黏著LED燈珠的規格。此元件專為相容標準表面黏著技術（SMT）組裝線而設計，適用於要求可靠性能與可控光分佈的應用。該元件採用特殊透鏡封裝，提供窄視角，使其特別適合需要精確光束控制而無需額外二次光學元件的看板照明。結構採用先進環氧樹脂材料，提供增強的防潮與抗紫外線能力，有助於元件在各種操作環境下的長壽命與穩定性。

1.1 核心優勢

• 高光通量輸出：提供適合高能見度應用的強烈亮度。
• 能源效率：在維持高發光效率的同時，以低功耗運作。
• 環保合規：製造過程無鉛、無鹵素，完全符合RoHS指令。
• 堅固結構：具備優異的防潮特性，提升可靠性。
• 優化光學設計：整合式透鏡提供典型的35度視角，實現可控的光線發射。

1.2 目標應用

此LED主要針對需要一致、明亮且聚焦照明的標誌與顯示應用。典型使用案例包括視訊訊息看板、交通資訊標誌，以及各種形式的室內外訊息看板。

2. 技術參數分析

以下章節針對元件指定的關鍵電氣、光學及熱參數提供詳細、客觀的解讀。理解這些數值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應力極限。不保證在或超過這些極限下運作。

• 功率耗散（P_D）：85 mW。這是元件在環境溫度（T_A）為25°C時，能以熱形式耗散的最大功率。
• 順向電流：連續運作時，不得超過25 mA的直流順向電流（I_F）。僅在脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10µs）允許100 mA的更高峰值順向電流。
• 熱降額：當環境溫度高於45°C時，最大允許直流順向電流必須以每攝氏度0.62 mA的速率線性降低。這對於防止熱失控至關重要。
• 溫度範圍：元件額定工作溫度範圍為-40°C至+85°C，並可在-40°C至+100°C的環境中儲存。
• 迴流焊接：元件可承受最高260°C的迴流焊溫度曲線峰值溫度，持續時間最長10秒，這與常見的無鉛焊接製程相符。

2.2 電氣與光學特性

這些是在T_A=25°C及指定測試條件下測得的典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：當驅動電流I_F= 20 mA時，範圍從最小值3200 mcd到典型最大值7200 mcd。保證值適用±15%的測試公差。
• 視角（2θ_1/2）：定義為強度降至軸向值一半時的全角。典型值為35°，範圍為30°至40°，測量公差為±2°。
• 波長：峰值發射波長（λ_P）典型值為464 nm。決定感知顏色的主波長（λ_d）範圍為460 nm至480 nm。頻譜帶寬（Δλ）典型值為25 nm。
• 順向電壓（V_F）：在I_{F= 20 mA時，介於2.5 V至3.5 V之間。設計者在設計驅動電路時必須考慮此範圍。}
• 逆向電流（I_R）：當施加5V逆向電壓（V_R）時，最大值為10 µA。請務必注意，此元件並非設計用於逆向偏壓操作。

3. 分級系統規格

為確保生產應用中的顏色與亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 發光強度分級

LED根據其在20 mA下的最小發光強度分為三個等級（U, V, W）：

- 等級 U：3200 - 4200 mcd

- 等級 V：4200 - 5500 mcd

- 等級 W：5500 - 7200 mcd

每個等級界限適用±15%的公差。

3.2 主波長分級

LED亦根據其主波長分為五組（B1至B5），以控制顏色變化：

- 等級 B1：460 - 464 nm

- 等級 B2：464 - 468 nm

- 等級 B3：468 - 472 nm

- 等級 B4：472 - 476 nm

- 等級 B5：476 - 480 nm

每個等級保持±1 nm的嚴格公差。

4. 機械與封裝資訊

4.1 外型尺寸

此元件具有緊湊的表面黏著佔位面積。關鍵尺寸包括本體尺寸約為4.2 mm x 4.2 mm，總高度為6.9 mm ±0.5 mm。引腳從封裝體伸出的間距有規定，法蘭下方最大樹脂突出量為1.0 mm。所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，標準公差為±0.25 mm。

4.2 極性識別與焊墊設計

此元件有三個端子：P1（陽極）、P2（陰極）和P3（陽極）。在PCB佈局與組裝過程中，正確的極性方向至關重要。提供了建議的焊墊圖案，以確保可靠的焊點形成以及適當的熱連接與電氣連接。設計包含圓角焊墊（R0.5）以減輕焊料芯吸與應力集中。明確說明此LED設計用於迴流焊接至PCB上，不適合浸焊製程。

5. 焊接與組裝指南

正確的處理與組裝對於維持元件可靠性與性能至關重要。

5.1 濕度敏感性與儲存

根據JEDEC J-STD-020標準，此元件被歸類為濕度敏感等級（MSL）3級。未開封的防潮袋可在<30°C和90% RH條件下儲存長達12個月。開袋後，LED必須保存在<30°C且<60% RH的環境中，且所有焊接必須在168小時（7天）內完成。如果濕度指示卡顯示>10% RH、車間壽命超過168小時，或元件曾暴露於>30°C和60% RH的環境，則需要在60°C ±5°C下烘烤20小時。烘烤應僅執行一次。

5.2 迴流焊接溫度曲線

建議採用無鉛迴流焊溫度曲線：

- 預熱/均溫：150°C至200°C，最長120秒。

- 液相線以上時間（T_L=217°C）：60至150秒。

- 峰值溫度（T_P）：最高260°C。

- 峰值溫度±5°C內時間：最長30秒。

- 總升溫時間：從25°C升至峰值溫度不應超過5分鐘。

5.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用酒精類溶劑，如異丙醇（IPA）。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 包裝規格

LED以壓紋載帶形式供應，便於自動貼裝。載帶尺寸有明確規定，以確保與標準取放設備相容。每捲包含1,000顆。為便於批量運輸，捲盤進一步包裝：一捲盤連同乾燥劑和濕度指示卡放入一個防潮袋中；三個這樣的袋子裝入一個內箱（總計3,000顆）；十個內箱裝入一個外運輸箱（總計30,000顆）。

7. 應用備註與設計考量

7.1 典型應用場景

此LED非常適合室內外標誌應用，包括視訊訊息看板、交通標誌和一般資訊顯示器。其窄視角與高亮度使其能有效直接照亮看板表面，將光線導向觀看者，同時將溢散光降至最低。

7.2 設計考量

• 電流驅動：建議使用恆流驅動器以維持穩定的光輸出與顏色，因為LED亮度主要取決於電流，而非電壓。
• 熱管理：儘管元件具有良好的防潮性，但適當的PCB熱設計（足夠的銅面積用於散熱）對於管理接面溫度是必要的，尤其是在接近最大額定值或高環境溫度下運作時。請遵守45°C以上的降額曲線。
• 靜電防護：雖然提供的摘要中未明確說明，但在處理和組裝所有半導體元件時，應遵循標準的靜電防護措施。
• 內建透鏡提供可控光束。對於需要不同光束模式的應用，可以考慮二次光學元件，儘管其原生35°角設計已適合許多直視看板應用。8. 技術比較與差異化

與標準SMD或PLCC（塑膠引線晶片載體）LED封裝相比，此元件提供一個關鍵優勢：其整合的橢圓/圓形透鏡封裝提供了可控的窄視角（典型35°），無需額外的外部光學透鏡。這簡化了最終產品的機械設計，減少了零件數量，並可降低整體系統成本。在緊湊的SMD佔位面積內結合高發光強度，加上堅固的防潮封裝，使其在可靠性和光學性能至關重要的嚴苛戶外與半戶外應用中具有優勢。

9. 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（λ

）是發射頻譜最強處的單一波長（典型值464 nm）。主波長（λ_P）是根據CIE圖上的色度座標計算得出的值；它代表與LED感知顏色相匹配的純單色光的單一波長（範圍460-480 nm）。主波長對於顏色規格更為相關。_d問：為何順向電流在45°C以上需要降額係數？

答：降額係數（0.62 mA/°C）對於限制LED內部接面溫度是必要的。隨著環境溫度升高，元件的散熱能力下降。降低工作電流可防止過度熱積聚，從而避免加速老化、降低光輸出或導致災難性故障。

問：我可以將此LED用於逆向電壓指示或保護嗎？

答：不行。規格書明確說明此元件並非設計用於逆向操作。逆向電流（I

）參數僅供測試用途。施加連續逆向電壓可能會損壞LED。_R問：打開防潮袋後的168小時車間壽命有多關鍵？

答：這對可靠性非常關鍵。MSL 3級元件已從大氣中吸收了濕氣。如果它們在168小時窗口期後未經適當烘烤就進行迴流焊接，快速加熱會導致內部濕氣瞬間汽化，可能導致內部分層或"爆米花效應"，從而開裂封裝並導致故障。

10. 運作原理

此元件是一種基於InGaN（氮化銦鎵）半導體材料的發光二極體（LED），該材料生長在基板上，負責其藍光發射。當施加超過元件閾值的順向電壓時，電子和電洞在半導體的主動區複合，以光子（光）的形式釋放能量。InGaN合金的特定成分決定了能隙能量，這直接關係到發射光的波長（顏色）——在本例中約為470 nm（藍光）。環氧樹脂透鏡封裝用於保護半導體晶粒、有效提取光線，並將發射的輻射塑造成所需的視角圖案。

This device is a Light Emitting Diode (LED) based on InGaN (Indium Gallium Nitride) semiconductor material grown on a substrate, which is responsible for its blue emission. When a forward voltage exceeding the device's threshold is applied, electrons and holes recombine in the active region of the semiconductor, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the InGaN alloy determines the bandgap energy, which directly correlates to the wavelength (color) of the emitted light—in this case, around 470 nm (blue). The epoxy lens package serves to protect the semiconductor die, extract the light efficiently, and shape the emitted radiation into the desired viewing angle pattern.