目錄
1. 產品概述
LTLMR4EVX3DA 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。它採用峰值發光波長為 626nm 的紅色 AllnGaP 晶片，並封裝於紅色擴散型外殼中。此元件旨在提供卓越的發光強度輸出，同時維持低功耗與高效率。
此 LED 的核心優勢在於其整合式光學設計。封裝具備特定的透鏡幾何結構，可提供受控的窄視角（典型值為 35°），在許多看板應用中無需額外的外部光學元件。這造就了適用於訊息顯示的理想平滑輻射圖形。此外，元件採用先進的環氧樹脂技術製造，提供優異的防潮與抗紫外線能力，增強了其在室內外使用的可靠性。本產品完全符合 RoHS 指令，為無鉛且無鹵素。
目標市場主要包括電子標誌的製造商，例如需要一致、明亮且集中的紅色照明的視訊訊息標誌、交通號誌及各種資訊顯示看板。
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對元件造成永久損壞的應力極限。操作應始終維持在此範圍內。
- 功率耗散 (Pd)：最大值 120 mW。此為在環境溫度 (TA) 25°C 下，封裝能以熱形式散發的總功率。
- 直流順向電流 (IF)：連續操作下最大值為 50 mA。
- 峰值順向電流：最大值 120 mA，但僅限於脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10µs）。
- 降額：當環境溫度每升高 1°C 超過 45°C 時，最大直流順向電流必須線性降低 0.75 mA。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。此元件額定在此環境溫度範圍內運作。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
- 迴流焊條件：可承受峰值溫度 260°C 最長 10 秒，與標準無鉛迴流焊製程相容。
2.2 電氣與光學特性
這些為在 TA=25°C 及 IF=20mA 下測量的典型性能參數，除非另有說明。
- 發光強度 (Iv)：範圍從最小值 5500 mcd 到典型最大值 12000 mcd。Iv 值是使用過濾以匹配 CIE 明視覺響應曲線的感測器測量。對保證值應用 ±15% 的測試公差。
- 視角 (2θ1/2)：典型值 35°（最小值 30°，最大值 40°）。此為發光強度降至其軸向（中心）值一半時的全角。測量公差為 ±2°。
- 峰值發光波長 (λP)：典型值 634 nm。此為發光光譜最高點對應的波長。
- 主波長 (λd)：介於 618 nm 至 630 nm 之間。此為人眼感知的單一波長，由 CIE 色度座標計算得出，定義顏色為紅色。
- 光譜線半寬度 (Δλ)：典型值 15 nm。此表示發射光的光譜純度或頻寬。
- 順向電壓 (VF)：在 IF=20mA 時介於 1.8 V 至 2.4 V 之間。此為 LED 運作時的跨元件電壓降。
- 逆向電流 (IR)：當施加 5V 逆向電壓 (VR) 時，最大值為 10 µA。重要事項：此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此測試僅供特性分析。
3. 分級系統規格
為確保生產批次的一致性，LED 會根據關鍵參數進行分級。這讓設計師能選擇符合特定應用在亮度與電壓方面要求的元件。
3.1 發光強度 (Iv) 分級
在 IF=20mA 下，LED 分為三個強度等級。等級代碼標示於包裝上。
- 等級 W：5500 mcd（最小值）至 7200 mcd（最大值）
- 等級 X：7200 mcd（最小值）至 9300 mcd（最大值）
- 等級 Y：9300 mcd（最小值）至 12000 mcd（最大值）
每個等級界限的公差為 ±15%。
3.2 順向電壓 (VF) 分級
LED 亦根據其在 IF=20mA 時的順向電壓降進行分級。
- 等級 1A：1.8 V（最小值）至 2.0 V（最大值）
- 等級 2A：2.0 V（最小值）至 2.2 V（最大值）
- 等級 3A：2.2 V（最小值）至 2.4 V（最大值）
每個等級界限的公差為 ±0.1V。
4. 性能曲線分析
雖然提供的文字未詳述具體的圖形曲線，但可從電氣/光學特性部分推斷此類 LED 的典型性能趨勢。關鍵關係包括：
- IV 曲線（電流 vs. 電壓）：順向電壓 (VF) 與順向電流 (IF) 呈現對數關係。在建議的 20mA 下操作可確保元件維持在其指定的 VF 範圍與功率耗散極限內。
- 發光強度 vs. 電流 (Iv-IF)：發光強度通常隨順向電流增加而增加，但在極高電流下可能因效率下降與熱效應而呈現次線性關係。在指定直流電流或以下操作對於維持性能與壽命至關重要。
- 溫度相依性：發光強度通常隨接面溫度升高而降低。針對超過 45°C 的順向電流的降額規格，是管理此熱效應並防止過熱的直接措施。
- 光譜分佈：發射光譜以 634nm（峰值）為中心，典型半寬度為 15nm，表示為相對窄頻的紅光光源。主波長（618-630nm）決定了感知的色點。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
LTLMR4EVX3DA 為表面黏著元件，具有以下關鍵尺寸（單位：毫米，括號內為英吋）：
- 封裝本體尺寸：4.2 ±0.2 [0.17±0.01]（長）x 4.2 ±0.2 [0.17±0.01]（寬）。
- 總高度：6.9 ±0.5 [0.27±0.02]。
- 引腳（端子）寬度：0.45 [0.02]。
- 引腳間距：測量引腳從封裝伸出的位置。法蘭下方的突出樹脂最大為 1.0mm [0.04"]。
除非另有說明，一般公差為 ±0.25mm [.010"]。
5.2 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）。雙陽極配置常見於提供熱與電氣設計的靈活性。提供建議的焊墊圖案以確保正確焊接與熱管理。特別建議將焊墊 P3 連接至散熱片或冷卻機構，以協助運作時的散熱，這對於維持性能與可靠性至關重要。
6. 焊接與組裝指南
6.1 儲存與處理（MSL3）
根據 JEDEC J-STD-020，此元件分類為濕度敏感等級 3 (MSL3)。
- 密封袋儲存：在 <30°C 和 90% RH 條件下，最多可儲存 12 個月。
- 車間壽命：打開防潮袋後，若保持在 <30°C / 60% RH 條件下，元件必須在 168 小時（7 天）內完成焊接。
- 烘烤：若濕度指示卡顯示 >10% RH、車間壽命超過 168 小時，或零件暴露於 >30°C / 60% RH 環境，則需要烘烤。建議烘烤條件：60°C ±5°C 烘烤 20 小時。烘烤應僅執行一次。
- 未使用的 LED 應與乾燥劑一同儲存在重新密封的防潮袋中，以防止鍍銀引腳氧化。
6.2 焊接參數
迴流焊（建議）：
- 預熱：150–200°C
- 預熱時間：最長 120 秒。
- 峰值溫度：最高 260°C。
- 峰值時間：最長 10 秒。
- 最大迴流次數：2 次。
手動焊接（烙鐵）：
- 烙鐵溫度：最高 315°C。
- 焊接時間：每個焊點最長 3 秒。
- 最大手動焊接次數：1 次。
重要注意事項：此 LED 專為迴流焊設計，不適用於浸焊。避免在 LED 高溫時施加外部應力，並避免從峰值溫度快速冷卻。
6.3 清潔
若需清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。
7. 包裝與訂購資訊
LTLMR4EVX3DA 以凸版載帶包裝供應，適用於自動化取放組裝。載帶尺寸規格與標準 SMT 設備相容。每捲總計 1,000 顆。包裝規格確保元件在運輸與處理過程中受到保護且方向正確。
8. 應用說明與設計考量
8.1 典型應用
- 視訊訊息標誌與大型顯示器。
- 交通號誌與道路標誌。
- 資訊與廣告訊息看板。
- 其他需要高亮度、集中式紅色指示燈的電子設備。
8.2 驅動電路設計
LED 是電流驅動元件。為確保驅動多顆 LED 時亮度均勻，特別是在並聯配置中，強烈建議為每顆 LED 串聯一個限流電阻（電路模型 A）。不建議在沒有個別電流調節的情況下並聯驅動 LED（電路模型 B），因為個別 LED 之間順向電壓 (VF) 特性的微小差異，可能導致電流分配顯著不同，進而造成亮度不均。
8.3 熱管理
適當的熱設計至關重要。超過最大接面溫度將降低光輸出並縮短壽命。請利用建議的焊墊圖案，將散熱焊墊 (P3) 連接到 PCB 上的銅箔或專用散熱片，以有效散發最大 120mW 的功率。
9. 技術比較與差異化
LTLMR4EVX3DA 透過其整合式光學設計，與標準 SMD 或 PLCC 型 LED 區分開來。其封裝本身提供了受控的窄視角（35°），這是看板應用的關鍵優勢。這消除了為實現聚焦光束而添加次級外部透鏡所帶來的成本、複雜性與對準問題。相較於具有更寬視角的通用型 LED，其高發光強度、預定義輻射圖形與堅固防潮封裝的結合，使其成為針對標誌應用優化的專用解決方案。
10. 常見問題 (FAQ)
Q1：我可以在沒有限流電阻的情況下驅動此 LED 嗎？
A1：不行。LED 必須以受控電流驅動。將其直接連接到電壓源將導致過量電流流過，可能立即損壞元件。請務必使用串聯電阻或恆流驅動器。
Q2：為什麼視角對標誌應用很重要？
A2：窄且受控的視角確保光線導向觀看者，而非浪費在照亮預期觀看區域以外的區域。這提高了標誌的感知亮度與效率，特別是在定向觀看時。
Q3：MSL3 是什麼意思？為什麼需要烘烤？
A3：MSL3 表示元件會從空氣中吸收濕氣。在迴流焊過程中，這些被困住的濕氣會迅速轉變為蒸汽，導致內部分層或 "爆米花效應"，從而損壞封裝。烘烤可在高溫焊接製程前去除這些吸收的濕氣。
Q4：我可以使用此 LED 進行逆向電壓指示嗎？
A4：不行。此元件並非設計用於逆向操作。逆向電流 (IR) 規格僅供測試用途。施加連續逆向電壓可能會損壞 LED。
11. 實務設計案例研究
考慮設計一個緊湊型 "EXIT" 出口標誌。設計要求字母具有明亮、均勻的紅色照明。使用 LTLMR4EVX3DA，可以在擴散板後方放置一個 LED 陣列。由於其 35° 視角，每顆 LED 的光線將向前聚焦，最大限度地減少溢散並確保高效率。陣列中的每顆 LED 將以串並聯配置驅動，每個串聯支路共用一個限流電阻，由穩定的直流電源供電。窄光束有助於在標誌表面維持均勻亮度，而不產生熱點。MSL3 等級要求規劃組裝流程，以便在打開捲盤後的 168 小時車間壽命內完成焊接。
12. 運作原理
發光二極體 (LED) 是透過電致發光發光的半導體元件。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子與電洞在主動區（對於紅光由 AllnGaP 組成）內復合。此復合過程以光子（光粒子）的形式釋放能量。光的特定波長（顏色）由半導體材料的能隙能量決定。擴散封裝在封裝材料內含有螢光粉或散射粒子，以擴大光提取並使發光表面呈現更均勻的外觀。
13. 技術趨勢
用於標誌與照明的 LED 技術總體趨勢持續朝向更高光效（每瓦更多流明）、改善色彩一致性與更高可靠性發展。封裝技術不斷演進以更好地管理熱量提取，從而允許更高的驅動電流與更小佔位面積下的更大光輸出。同時也著重於開發能在更寬溫度範圍與更長壽命週期內維持性能的材料與結構。對於像紅色 AllnGaP 類型的有色 LED，研究目標在於提高其在更高電流密度下的效率，並增強色點隨時間與操作條件的穩定性。
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。 |