目錄
1. 產品概述
LTLMR4EW2DA 是一款專為現代電子組裝設計的高亮度表面黏著型 LED 燈珠。它採用峰值發光波長為 630nm 的紅色 AllnGaP 晶片，並封裝於擴散型外殼中。其主要設計目標是提供強烈且集中的照明，適用於需要清晰可見度而無需額外二次光學元件的應用。
此元件的核心優勢包括其高發光強度輸出（在標準 20mA 驅動電流下可達 12000 mcd）以及低功耗。封裝採用先進的環氧樹脂技術，提供卓越的防潮與抗紫外線能力，增強了其在室內外使用的可靠性。它完全符合無鉛、無鹵素與 RoHS 環保標準。
目標市場涵蓋廣泛的標誌與顯示應用。其典型 25° 的窄且受控視角，使其特別適用於視訊訊息看板、交通標誌以及各種資訊顯示板，這些應用需要定向光線與高對比度。
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 LED 永久損壞的極限。在此條件下操作不保證其性能。
- 功率消耗 (Pd)：120 mW。此為元件在環境溫度 (TA) 25°C 下，可作為熱量消散的最大功率。
- 直流順向電流 (IF)：50 mA。可施加的最大連續順向電流。
- 峰值順向電流：120 mA。此僅允許在脈衝條件下（工作週期 ≤ 1/10，脈衝寬度 ≤ 10µs）使用。
- 降額：當環境溫度超過 45°C 時，直流順向電流必須以每攝氏度 0.75 mA 的速率線性降低，以防止過熱。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。可靠操作的環境溫度範圍。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
- 迴流焊條件：可承受最高 260°C 的峰值溫度，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
除非另有說明，這些參數均在 TA=25°C 和 IF=20mA 下量測，代表典型性能。
- 發光強度 (Iv)：範圍從 7200 mcd（最小值）到 12000 mcd（最大值），並提供典型值。分級極限適用 ±15% 的測試公差。
- 視角 (2θ1/2)：典型值 25°，範圍 20° 至 30°。此為發光強度降至軸向值一半時的全角，定義了光束擴散範圍。
- 峰值發光波長 (λP)：典型值 630 nm。此為光譜功率分佈最高的波長。
- 主波長 (λd)：介於 618 nm 至 630 nm 之間。此為人眼感知的單一波長，定義了紅色色彩。
- 光譜線半寬度 (Δλ)：典型值 15 nm。此表示發射光的光譜純度或色彩飽和度。
- 順向電壓 (VF)：在 20mA 下介於 1.8V 至 2.4V 之間。此為 LED 工作時的跨元件電壓降。
- 逆向電流 (IR)：在逆向電壓 (VR) 5V 下，最大值為 10 µA。此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅用於漏電流測試。
3. 分級系統規格
LED 根據關鍵性能參數進行分級，以確保生產批次內的一致性。
3.1 發光強度分級
分級由 IF=20mA 時的最小與最大發光強度值定義。
- 分級代碼 X：7200 mcd（最小值）至 9300 mcd（最大值）。
- 分級代碼 Y：9300 mcd（最小值）至 12000 mcd（最大值）。
- 測試時，每個分級極限適用 ±15% 的公差。
3.2 順向電壓分級
分級由 IF=20mA 時的順向電壓範圍定義。
- 分級代碼 1A：1.8V（最小值）至 2.0V（最大值）。
- 分級代碼 2A：2.0V（最小值）至 2.2V（最大值）。
- 分級代碼 3A：2.2V（最小值）至 2.4V（最大值）。
- 每個分級極限適用 ±0.1V 的公差。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考了特定的圖形數據，但典型的關係可描述如下：
- IV 曲線（電流 vs. 電壓）：順向電壓 (VF) 隨順向電流 (IF) 呈對數增加。在建議的 20mA 下操作可確保最佳效率與壽命，避免在接近最大額定值的高電流下產生過多熱量。
- 溫度依賴性：發光強度通常隨接面溫度升高而降低。順向電流的降額規格（高於 45°C 時每度 0.75 mA）是管理此熱效應並維持性能的直接措施。
- 光譜分佈：發射光譜以 630nm（峰值）為中心，半寬度相對較窄，為 15nm，這是 AllnGaP 材料的特性，從而產生飽和的紅色光。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
此 LED 採用帶有圓形或橢圓形透鏡的表面黏著封裝。關鍵尺寸包括：
- 封裝本體尺寸：長寬均為 4.2mm ±0.2mm。
- 總高度：6.9mm ±0.5mm。
- 引腳間距：3.65mm ±0.2mm（量測引腳從封裝伸出的位置）。
- 法蘭下方樹脂突出部分最大為 1.0mm。
- 除非另有說明，所有尺寸均包含 ±0.25mm 的預設公差。
5.2 極性辨識
此元件有三個引腳 (P1, P2, P3)。P1 和 P3 被指定為陽極 (+)，P2 被指定為陰極 (-)。在 PCB 佈局與組裝期間，正確的極性方向至關重要。
6. 焊接與組裝指南
6.1 儲存與操作
根據 JEDEC J-STD-020 標準，此元件被歸類為濕度敏感等級 (MSL) 3。
- 未開封的防潮袋可在 <30°C 和 90% RH 條件下儲存長達 12 個月。
- 開封後，元件必須儲存在 <30°C 和 60% RH 的環境中，並必須在 168 小時（7 天）內完成焊接。
- 如果濕度指示卡顯示 >10% RH、車間壽命超過 168 小時，或暴露於 >30°C/60% RH 環境，則需要在 60°C ±5°C 下烘烤 20 小時。烘烤應僅執行一次。
- 操作時請採取適當的靜電放電 (ESD) 防護措施。
6.2 焊接製程
此 LED 與標準無鉛迴流焊溫度曲線相容。
- 迴流焊溫度曲線：峰值溫度 (Tp) 不應超過 260°C。高於液相線溫度 (Tl=217°C) 的時間應在 60 至 150 秒之間。處於峰值溫度 ±5°C 範圍內的時間最長為 30 秒。
- 手工焊接：如有必要，可使用最高溫度 315°C 的烙鐵，每個引腳焊接時間不超過 3 秒，且僅限一次。
- 清潔：如果需要進行焊後清潔，建議使用異丙醇或類似的醇基溶劑。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以凸版載帶包裝供應，便於自動貼裝。
- 載帶：寬度為 16.0mm ±0.3mm。口袋間距為 8.0mm ±0.1mm。
- 捲盤：每捲盤包含 1,000 顆 LED。
- 防潮保護：每捲盤均與乾燥劑和濕度指示卡一同包裝在防潮袋內。
- 紙箱包裝：每內箱裝 3 捲盤（共 3,000 顆）。每外運紙箱裝 10 個內箱（總計 30,000 顆）。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 視訊訊息看板：由於高亮度和窄光束角，非常適合用於像素化顯示。
- 交通標誌與信號：適用於需要高可見度與可靠性的輔助照明或狀態指示器。
- 資訊顯示板：用於公共交通資訊系統、零售廣告看板及工業狀態面板。
8.2 設計考量
- 限流：始終使用串聯限流電阻或恆流驅動器，將順向電流維持在建議的 20mA 或以下，以進行連續操作。
- 熱管理：確保足夠的 PCB 銅箔面積或散熱孔以散熱，特別是在高環境溫度或接近最大額定值下操作時。請遵守高於 45°C 時的電流降額曲線。
- 光學設計：25° 視角提供定向光線。如需更寬的照明，可能需要多顆 LED 或擴散板。
- 極性檢查：驗證 PCB 焊盤圖案與陽極/陰極配置相符（P1/P3 = 陽極，P2 = 陰極），以防止反向連接。
9. 技術比較與差異化
與標準 SMD（例如 0603、0805）或 PLCC（塑膠引腳晶片載體）封裝 LED 相比，LTLMR4EW2DA 在標誌應用中提供顯著優勢：
- 更高發光強度：在緊湊的封裝中提供顯著更高的 mcd 輸出，減少達到特定亮度水平所需的 LED 數量。
- 整合式光束控制：模製透鏡提供一致的 25° 視角，無需額外的二次光學元件，簡化了機械設計並降低了組裝成本。
- 增強環境穩健性：與標準 LED 封裝相比，先進的環氧樹脂配方提供更好的防潮與抗紫外線能力，提高了在戶外或惡劣環境中的使用壽命。
10. 常見問題 (FAQ)
Q1：峰值波長與主波長有何不同？
A1：峰值波長 (λP) 是 LED 發射最多光功率的物理波長。主波長 (λd) 是基於人眼敏感度（CIE 曲線）計算出的值，定義了感知的色彩。對於此紅色 LED，兩者非常接近（630nm vs. 618-630nm）。
Q2：我可以在沒有電阻的情況下用 3.3V 電源驅動此 LED 嗎？
A2：不行。順向電壓僅為 1.8-2.4V。將其直接連接到 3.3V 會導致過大電流，超過最大額定值並損壞 LED。必須使用限流電阻或穩壓器。
Q3：MSL 3 對我的生產製程意味著什麼？
A3：MSL 3 表示元件對濕氣吸收敏感。從密封袋中取出後，您有 168 小時（1 週）的時間在工廠車間條件（<30°C/60% RH）下完成迴流焊製程。如果超過此時間，元件在使用前必須進行烘烤，以防止焊接過程中發生 "爆米花" 損壞。
Q4：視角是如何量測和指定的？
A4：視角 (2θ1/2) 是發光強度至少為軸向（0°）直接量測強度一半時的全角寬度。典型的 25° 角意味著光線集中在相對較窄的錐形區域內，這對於定向照明應用非常理想。
11. 實務設計與使用案例
案例：設計緊湊型狀態指示面板
一位工程師正在為工業設備設計一個控制面板，該面板需要數個高可見度的紅色狀態指示燈。空間有限，且指示燈需要在明亮環境光下可見。選擇 LTLMR4EW2DA 是因為其高發光強度（高達 12000 mcd）確保了可見度。窄 25° 視角意味著光線不會浪費在操作員視線直接範圍之外的區域。表面黏著封裝允許自動化 PCB 組裝，降低成本。設計師實施了一個簡單的電路，使用 5V 電源、一個計算為約 18mA 的限流電阻（提供低於 20mA 的安全餘量），並遵循 MSL3 操作指南以確保組裝良率。環氧樹脂的防潮性確保了在可能潮濕的工業環境中的可靠性。
12. 技術原理介紹
LTLMR4EW2DA 基於磷化鋁銦鎵 (AllnGaP) 半導體晶片。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子與電洞復合，以光子形式釋放能量。AllnGaP 層的特定成分決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長——在本例中為紅色光譜（約 624-630nm）。擴散透鏡封裝材料摻雜了散射粒子，以擴大從晶片提取的光線，並與透明透鏡相比，創造出更均勻、不那麼刺眼的外觀，同時封裝形狀控制了最終的光束角度。
13. 產業趨勢與發展
指示燈與標誌用 LED 的趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明或燭光）、更高的可靠性以及更小的外形尺寸發展。業界也越來越重視直接整合到封裝中的精確光學控制，正如此元件定義的視角所見，以簡化終端產品設計。環保法規持續推動有害物質的消除，使 RoHS、無鉛和無鹵素合規成為標準。此外，封裝材料的進步旨在增強對熱循環、濕氣和紫外線照射的抵抗力，延長產品壽命，特別是針對此 LED 所瞄準的戶外應用。
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。 |