LTLMH4 EV7DA 表面黏著型LED燈珠規格書 - 尺寸4.2x4.2x2.0mm - 電壓2.2V - 功率120mW - 紅色624nm - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTLMH4 EV7DA是一款專為嚴苛照明應用設計的高亮度表面黏著型LED燈珠。它採用先進的封裝技術，在緊湊且符合產業標準的SMD封裝形式中提供卓越的光學性能。此元件專為相容於自動化表面黏著組裝線與標準無鉛迴焊製程而設計。

此LED採用特殊透鏡封裝，提供圓形與橢圓形兩種配置，能提供受控的輻射圖形。此設計對於看板應用特別有利，因為它能在無需額外外部光學透鏡的情況下實現窄視角，與標準SMD或PLCC封裝相比，提供了成本與空間優勢。封裝採用先進的環氧樹脂材料，提供優異的防潮性與紫外線防護，確保在室內外環境中均具備長期可靠性。

1.1 核心特色與優勢

• 高發光強度輸出：在20mA下提供典型發光強度4200 mcd，實現明亮可見的顯示效果。
• 能源效率：具備低功耗與高發光效率。
• 環境耐受性：優異的防潮性與具備UV防護的封裝，增強了耐用性。
• 環保合規性：完全符合RoHS指令，且為無鉛、無鹵素。
• 光學設計：採用擴散型封裝的紅光AlInGaP晶片，主波長為624nm。整合式透鏡提供典型的70/45度視角（如特性曲線所定義）。
• 製造準備度：額定為MSL3（濕度敏感等級3），在適當的預防措施下適合標準SMT處理。

1.2 目標應用與市場

此元件專門針對資訊顯示系統中需要高可見度與可靠性的應用。其主要使用案例包括：

• 視訊訊息看板：適用於大型室內外顯示器。
• 交通號誌：適用於可變訊息標誌與交通控制指示器。
• 一般訊息看板：包括廣告看板、資訊面板與導引系統。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能對元件造成永久損壞的應力極限。不保證在或超過這些極限下操作。

• 功率耗散 (Pd)：最大值120 mW。
• 峰值順向電流 (I_F(PEAK))：120 mA，僅允許在脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10ms）。
• 直流順向電流 (I_F)：連續50 mA。
• 降額：當環境溫度 (T_A) 高於45°C時，直流順向電流必須以每°C 0.75 mA的速率線性降額。
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
• 迴焊條件：根據指定的溫度曲線，可承受峰值溫度260°C，最長10秒。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在環境溫度 (T_A) 為25°C下指定，定義了元件的典型性能。

• 發光強度 (I_V)：2000-5700 mcd，在 I_F= 20mA時典型值為4200 mcd。測量遵循CIE人眼響應曲線，保證值已包含±15%的測試公差。
• 視角 (2θ_1/2)：70/45度（典型）。這是發光強度降至軸向值一半時的全角，測量公差為±2度。
• 峰值發射波長 (λ_P)：634 nm（典型）。
• 主波長 (λ_d)：618-630 nm，典型值為624 nm。這是定義感知顏色的單一波長，源自CIE色度圖。
• 譜線半寬度 (Δλ)：15 nm（典型），表示紅光發射的光譜純度。
• 順向電壓 (V_F)：1.8-2.4 V，在 I_F= 20mA時典型值為2.2 V。
• 逆向電流 (I_R)：在逆向電壓 (V_R) 5V下，最大值為10 μA。重要注意事項：此元件並非設計用於逆向偏壓下操作；此測試條件僅用於漏電流特性分析。

2.3 熱特性

有效的熱管理對於LED性能與壽命至關重要。在45°C以上每°C 0.75 mA的降額規格，凸顯了需要足夠的PCB熱設計，特別是在以最大直流電流或接近最大直流電流操作時。強烈建議將焊盤佈局中的第三焊盤（P3/陽極）連接到散熱焊盤或散熱器，以利於操作期間的熱量散逸。

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會進行分級。LTLMH4 EV7DA使用兩個獨立的分級系統。

3.1 發光強度分級

LED根據其在20mA下測量的發光強度進行分類。分級代碼標示在包裝袋上。

• ES級：2000 - 2600 mcd
• ET級：2600 - 3400 mcd
• EU級：3400 - 4400 mcd
• EV級：4400 - 5700 mcd

注意：每個分級的上下限適用±15%的公差。

3.2 順向電壓分級

LED亦根據其在20mA下的順向電壓降進行分級，以協助電路設計進行電流匹配。

• 1A級：1.8 - 2.0 V
• 2A級：2.0 - 2.2 V
• 3A級：2.2 - 2.4 V

注意：每個分級的上下限適用±0.1V的公差。

4. 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。雖然具體圖表未在文字中重現，但它們通常包含以下關係，除非另有說明，否則均在25°C下測量：

• 相對發光強度 vs. 順向電流 (I-V曲線)：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在較高電流下由於熱效應與效率下降而呈現次線性增長。
• 順向電壓 vs. 順向電流：顯示二極體的V-I特性。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示隨著接面溫度上升，光輸出會下降，這是熱設計的關鍵因素。
• 視角圖形（參照圖6）：說明空間輻射圖形，確認典型70/45度視角，此處強度降至峰值的50%。
• 光譜分佈（參照圖1）：顯示發射光譜，中心位於634 nm峰值波長，並具有指定的15 nm半寬度。

這些曲線讓設計師能夠預測在非標準操作條件（不同電流、溫度）下的性能，對於優化驅動電路與熱管理至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外型尺寸

此封裝具有緊湊的佔位面積，適合高密度PCB佈局。

• 封裝本體尺寸：4.2mm ±0.2mm (長) x 4.2mm ±0.2mm (寬)。
• 總高度：最大6.2mm ±0.5mm。
• 離板高度：從PCB表面到法蘭底部，標稱值為0.45mm。
• 引腳間距：2.0mm ±0.5mm（測量引腳從封裝伸出的位置）。
• 樹脂突出：封裝法蘭下方最多可能有1.0mm的樹脂突出。
• 一般公差：除非圖面另有規定，否則為±0.25mm。

5.2 極性識別與焊盤設計

此元件具有三個電氣焊盤：

• P1： Anode.
• P2： Cathode.
• P3：陽極（重複）。

建議的焊接焊盤圖案包含一個用於P3的圓形焊盤（R0.5）。關鍵設計注意事項：強烈建議將焊盤P3連接到PCB上的散熱器或冷卻機構。其主要功能是在操作期間將熱量從LED接面散發出去，從而提高性能與壽命。此焊盤應納入PCB的熱管理策略中。

6. 焊接與組裝指南

6.1 濕度敏感性與儲存

根據JEDEC J-STD-020，此元件被歸類為濕度敏感等級3 (MSL3)。

• 密封袋儲存：在原始防潮袋中的LED，可在<30°C與90% RH條件下儲存長達12個月。
• 車間壽命：打開袋子後，元件必須在168小時（7天）內完成焊接，並保持在<30°C與60% RH的條件下。
• 烘烤要求：若符合以下任一條件，則需要在60°C ±5°C下烘烤20小時：濕度指示卡顯示>10% RH；車間壽命超過168小時；或元件暴露於>30°C與60% RH的環境中。烘烤應僅執行一次。
• 處理：未使用的LED應與乾燥劑一起儲存在重新密封的防潮袋中。長時間暴露會使鍍銀引腳氧化，影響可焊性。

6.2 迴焊溫度曲線

建議的無鉛迴焊溫度曲線對於可靠組裝且不損壞LED至關重要。

• 預熱/均熱：溫度從150°C（最低）到200°C（最高），最長120秒。
• 液相時間 (t_L)：溫度高於217°C的時間應為60-150秒。
• 峰值溫度 (T_P)：最高260°C。
• 分類溫度時間 (t_P)：在指定分類溫度（255°C）±5°C內的時間不應超過30秒。
• 總升溫時間：從25°C到峰值溫度的時間應最長5分鐘。

重要限制：

• 迴焊次數不得超過兩次。
• 此元件專為迴焊設計，且不適合浸焊.
• 在焊接過程中，當LED處於高溫時，避免對其施加外部機械應力。
• 避免從峰值溫度快速冷卻，以防止熱衝擊。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。避免使用可能損壞環氧樹脂透鏡或封裝的強烈或侵蝕性化學清潔劑。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED以產業標準的凸版載帶供應，適用於自動化取放組裝。

• 載帶寬度 (W)：16.0mm ±0.3mm。
• 口袋間距 (P)：8.0mm ±0.1mm。
• 捲盤尺寸：載帶纏繞在直徑330mm ±2mm的捲盤上。
• 每捲數量：1,000顆。
• 標籤：捲盤貼有靜電放電 (ESD) 警告標籤，因為這些是靜電敏感元件，需要安全的處理程序。

8. 應用與設計建議

8.1 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為了在驅動多個LED（尤其是並聯配置）時確保亮度均勻，強烈建議強烈建議為每個LED串聯一個限流電阻（電路模型A）。不建議直接從電壓源驅動LED而不進行電流調節（電路模型B），因為順向電壓 (V_F) 的自然變異（即使在同一分級內）會導致V

較低的LED汲取不成比例的更多電流，從而導致亮度不匹配和潛在的過電流損壞。_{電阻值 (R) 可使用歐姆定律計算：R = (V}電源_F- V_F) / I_F，其中 I_F是期望的工作電流（例如20mA），而 V

應保守選擇，通常使用規格書中的最大值（2.4V），以確保在所有條件下電流不超過極限。

8.2 應用中的熱管理

• 為獲得最佳性能與壽命：利用散熱焊盤 (P3)：
• 始終將建議的第三焊盤（P3，陽極）連接到PCB上的銅箔澆注或專用散熱過孔圖案，以作為散熱器。遵守電流降額：
• 對於環境溫度高於45°C的情況，遵守每°C 0.75 mA的降額規則。例如，在65°C環境溫度下，最大連續電流降低至：50 mA - [0.75 mA/°C * (65°C - 45°C)] = 35 mA。PCB佈局：

在LED焊盤周圍使用足夠的銅厚與面積，以將熱量從元件傳導出去。

8.3 光學整合

提供70/45度視角的整合式透鏡，在許多看板應用中消除了對二次光學元件的需求，簡化了機械設計。對於需要不同光束圖形的應用，應參考典型視角數據與輻射圖形曲線來模擬最終的光學輸出。

9. 技術比較與差異化

• 與標準SMD LED（例如3528、5050封裝）或PLCC（塑膠引腳晶片載體）LED相比，LTLMH4 EV7DA在看板應用中提供明顯優勢：卓越的光學控制：
• 專用透鏡封裝提供更窄且更受控的視角（70/45°），無需附加透鏡，降低了系統成本與複雜性。更高的發光強度：
• 典型強度4200 mcd顯著高於通用指示型SMD LED，使其適合高環境光或長觀看距離的應用。堅固的封裝：
• 使用先進的防潮與抗UV環氧樹脂，提供比標準封裝更好的環境保護，這對於戶外看板至關重要。散熱焊盤：

包含專用散熱焊盤（P3）是一項設計特色，旨在提供比許多標準SMD LED更好的熱性能，支援更高的驅動電流與改善的壽命。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1: 峰值波長（634nm）與主波長（624nm）有何不同？

A1: 峰值波長是發射光譜最高點的單一波長。主波長源自色彩科學（CIE圖），代表感知顏色為單一波長。對於此紅光LED，624nm的主波長是應用中顏色規格的關鍵參數。

Q2: 我可以連續以50mA驅動此LED嗎？

A2: 可以，但僅限於環境溫度為45°C或更低時。在更高的環境溫度下，必須根據每°C 0.75 mA的規則對電流進行降額，以防止過熱和加速老化。

Q3: 為什麼即使是恆壓驅動，串聯電阻也是必需的？_FA3: LED的順向電壓 (V_F) 具有公差範圍（1.8-2.4V）。將多個LED直接並聯到電壓源，會導致V

較低的LED汲取不成比例的更多電流，導致亮度不匹配和潛在故障。串聯電阻提供負回饋，穩定流經每個LED的電流。

Q4: 我可以對此LED所在的電路板進行多少次返工？

A4: LED最多可承受兩次迴焊循環。使用烙鐵進行手工焊接/返工（溫度≤315°C，時間≤3秒）不應超過一次。超過這些限制可能會損壞內部打線或環氧樹脂封裝。

11. 設計與使用案例研究

情境：設計高可見度戶外交通訊息看板。需求：

看板必須在100公尺距離、直射陽光下清晰可見。它將使用密集的紅色像素陣列。操作環境範圍為-20°C至+60°C。設計必須確保亮度均勻與長期可靠性。

1. 採用LTLMH4 EV7DA的設計選擇：元件選擇：
2. 高典型發光強度（4200 mcd）滿足陽光下可讀性要求。防潮/抗UV封裝對於戶外使用至關重要。驅動電路：_FLED以矩陣方式排列。每列由一個恆流源驅動。在一列中，LED串聯連接以確保電流相同，避免每個LED都需要獨立電阻，並提高效率。電源電壓的設定需能容納V
3. 壓降的總和加上電流調節器的餘裕。熱管理：
4. 考慮到可能的高環境溫度（最高60°C），驅動電流需降額。使用45°C時的最大額定值50mA，並以每°C 0.75mA降額，在60°C時的最大電流為38.75mA。保守設計將工作電流設定為30mA。PCB設計包含連接到所有LED P3焊盤的大型散熱接地層。此層下方的散熱過孔將熱量傳遞到板子背面，該背面連接到作為散熱器的看板鋁製機殼。分級以確保一致性：
5. 為確保外觀均勻，指定整個生產批次使用單一發光強度分級（例如EU或EV）與單一順向電壓分級（例如2A）的LED，以最小化像素間的差異。製造流程：

將MSL3等級告知合約製造商。如果車間壽命超過，他們需遵循規定的烘烤程序，並嚴格遵守260°C峰值迴焊溫度曲線，以防止封裝損壞。