目錄
1. 產品概述
LTLMR4YW2DA 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。它採用黃光AllnGaP（磷化鋁銦鎵）半導體材料，產生峰值波長為594nm的光線。元件封裝於擴散式黃色環氧樹脂透鏡內，此設計旨在提供受控的窄輻射圖形，無需額外的二次光學元件。這使其特別適用於需要精確光線方向和高軸向光強度的應用。
此LED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16,000 mcd）以及低功耗帶來的高光效。封裝採用先進的環氧樹脂模塑技術，提供卓越的防潮和抗紫外線能力，增強了在各種環境下的長期可靠性。本產品完全符合RoHS指令，為無鉛且無鹵素。
此元件的目標市場包括專業標誌與顯示系統的製造商。其主要應用於視訊訊息標誌、交通號誌以及其他需要高可見度、色彩一致性和可靠性的訊息標誌。典型的25°窄視角確保光線向前集中，最大化標誌正前方觀看者感知的亮度。
2. 技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
為確保可靠性，元件規定在嚴格限制內操作。在環境溫度（TA）為25°C時，最大功耗為120 mW。直流順向電流不應超過50 mA。對於脈衝操作，在特定條件下允許120 mA的峰值順向電流：工作週期為1/10或更少，且脈衝寬度不超過10ms。操作溫度範圍為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍為-40°C至+100°C。組裝的一個關鍵額定值是迴焊條件，允許最高峰值溫度260°C持續10秒，相容於標準無鉛迴焊曲線。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數在TA=25°C和IF=20mA下量測。發光強度（Iv）的典型範圍為7,200至16,000毫燭光（mcd），具體數值由分級流程決定。視角（2θ1/2）定義為強度降至軸向值一半時的全角，典型值為25°，公差為±2°。黃光的主波長（λd）規定在583.5 nm至593.5 nm之間，典型峰值發射波長（λP）為594 nm，光譜半高寬（Δλ）為15 nm。在測試電流下，順向電壓（VF）範圍從最小值1.8V到最大值2.4V。反向電流（IR）在反向電壓（VR）為5V時限制為最大10 μA，請注意此元件並非設計用於反向偏壓操作。
3. 分級系統規格
LED根據分級進行分類，以確保生產批次內的色彩和亮度一致性。這使設計師能夠選擇符合特定應用均勻性要求的元件。
3.1 發光強度（Iv）分級
LED根據其在20mA下量測的發光強度進行分類。分級代碼為：代碼X（7,200 - 9,300 mcd）、代碼Y（9,300 - 12,000 mcd）和代碼Z（12,000 - 16,000 mcd）。每個分級界限適用±15%的公差。
3.2 主波長（Wd）分級
為控制色彩一致性，LED根據主波長進行分級。分級為：Y1（583.5 - 586.0 nm）、Y2（586.0 - 588.5 nm）、Y3（588.5 - 591.0 nm）和Y4（591.0 - 593.5 nm）。每個分級界限適用±1nm的公差。
3.3 順向電壓（Vf）分級
順向電壓也進行分級，以輔助電流調節的電路設計。分級為：1A（1.8 - 2.0V）、2A（2.0 - 2.2V）和3A（2.2 - 2.4V）。每個界限適用±0.1V的公差。
4. 機械與封裝資訊
4.1 外型尺寸
封裝本體為正方形，每邊尺寸為4.2mm ±0.2mm。包含透鏡的總高度為6.9mm ±0.5mm。引腳從封裝底部伸出，引腳間距（引腳伸出處）為3.65mm ±0.2mm。法蘭下方允許最大樹脂突出量為1.0mm。除非另有說明，所有尺寸均包含±0.25mm的一般公差。
4.2 極性識別
元件有三個引腳（P1, P2, P3）。P1和P3指定為陽極（+），P2指定為陰極（-）。在PCB佈局和組裝過程中必須注意正確的極性。
5. 焊接與組裝指南
5.1 迴焊曲線
此LED適用於無鉛迴焊製程。建議的曲線參數為：預熱/均溫溫度從150°C至200°C，最長120秒。高於液相線溫度（TL= 217°C）的時間應在60至150秒之間。封裝本體峰值溫度（TP）不得超過260°C，且在指定分類溫度（TC= 255°C）±5°C內的時間應最長30秒。從25°C到峰值溫度的總時間不應超過5分鐘。
5.2 手工焊接
若需手工焊接，請使用烙鐵頭溫度不超過315°C的烙鐵。每個引腳的焊接時間應限制在最長3秒，且每個焊點僅應執行一次，以防止對LED造成熱損傷。
5.3 清潔
若需進行焊後清潔，僅使用酒精類溶劑，如異丙醇。應避免使用強烈或侵蝕性的化學清潔劑，因其可能損壞環氧樹脂透鏡或封裝標記。
6. 儲存與處理
6.1 濕度敏感性
根據JEDEC標準J-STD-020，此元件被歸類為濕度敏感等級3（MSL3）。LED以密封的防潮袋（MBB）供應，內含乾燥劑和濕度指示卡。當在未開封的MBB中，於<30°C和<90%相對濕度（RH）條件下儲存時，保存期限為12個月。
6.2 車間壽命與烘烤
防潮袋開封後，\"車間壽命\"即開始計算。LED必須儲存在<30°C和<60% RH的環境中，且所有焊接或高溫製程必須在168小時（7天）內完成。若符合以下任一條件，則需要進行烘烤：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的環境中。建議的烘烤條件為60°C ±5°C持續20小時，且烘烤應僅執行一次。長時間暴露於環境空氣中會氧化引腳上的鍍銀層，影響可焊性。未使用的LED應重新與乾燥劑一起密封在防潮袋中。
7. 包裝規格
LED以凸版載帶供應，適用於自動化取放組裝。載帶尺寸標準化：凹槽間距為8.0mm ±0.1mm，載帶寬度為16.0mm ±0.3mm。每捲包含1,000顆LED。捲盤隨後以保護材料包裝：一捲LED放入一個防潮袋中，內含乾燥劑和濕度指示卡。三個這樣的防潮袋裝入一個內箱，總計3,000顆。最後，十個內箱裝入一個外運紙箱，每個外箱總計30,000顆。包裝上清楚標示靜電放電（ESD）警告，表明元件為敏感元件，需要安全的處理程序。
8. 應用說明與設計考量
8.1 典型應用電路
為確保穩定操作和長壽命，必須使用恆流源驅動LED，而非恆壓源。基本的電流限制可使用簡單的串聯電阻，計算公式為 R = (V電源- VF) / IF。然而，對於需要在溫度或電源電壓變化下保持亮度穩定的應用，建議使用專用的LED驅動IC或基於電晶體的恆流電路。最大直流電流不應超過50 mA。對於接近功耗極限的設計，必須仔細注意降額曲線，該曲線規定在環境溫度高於45°C時，每攝氏度線性降額0.75 mA。
8.2 熱管理
雖然此封裝並非主要設計為功率LED，但PCB上的有效熱管理對於維持性能和壽命仍然重要。PCB焊墊設計應遵循建議的佈局，以確保良好的焊點形成和將熱量從LED導出。在LED的散熱墊（若適用）下方使用帶有散熱孔的PCB，或確保有足夠的銅箔連接到陰極/陽極焊墊，皆有助於散熱。在高環境溫度下以或接近其最大額定值操作LED，將降低其有效壽命，並可能導致色偏或強度下降。
8.3 光學設計考量
內建的擴散透鏡和窄視角消除了許多標誌應用中對二次光學元件的需求，簡化了組裝並降低成本。輻射圖形相對平滑。設計師在規劃陣列中LED間距時，應考慮角度強度分佈，以實現均勻照明而無暗點。透鏡的擴散特性有助於最小化像素化或個別LED熱點，在訊息看板上創造更無縫的視覺外觀。
9. 技術比較與差異化
與標準SMD（表面黏著元件）或PLCC（塑膠引腳晶片載體）封裝LED相比，此燈珠式封裝在定向照明方面具有明顯優勢。標準SMD LED通常具有更寬的視角（例如120°），將光線分散到更大區域，這對於需要從特定方向觀看的應用效率較低。LTLMR4YW2DA的25°視角集中了光通量，在相同的總光輸出（流明）下，軸向發光強度（燭光）顯著更高。這使其在如交通號誌等應用中更有效率，因為觀看者通常位於號誌前方的一個窄錐形區域內。整合式透鏡和SMD本體中堅固的通孔式引腳，在光學控制、機械強度和自動化組裝相容性之間提供了良好的平衡。
10. 常見問題（FAQ）
問：峰值波長和主波長有何不同？
答：峰值波長（λP）是發射光譜強度達到最大值時的單一波長。主波長（λd）源自CIE色度圖，代表對人類觀察者而言，與LED顏色相同的單色光的波長。對於像此黃光AllnGaP類型的窄光譜LED，兩者通常非常接近，但λd是色彩規格中更相關的參數。
問：我可以用電壓源驅動此LED嗎？
答：強烈不建議。LED是電流驅動元件。其順向電壓有公差且隨溫度變化。直接連接到電壓源，即使串聯了針對典型VF計算的電阻，如果實際VF處於其範圍的低端，可能導致電流過大，從而損壞LED。務必使用限流機制。
問：為什麼MSL3等級和烘烤製程很重要？
答：吸收到塑膠封裝中的濕氣在高溫迴焊過程中可能迅速汽化，導致內部分層、破裂或\"爆米花效應\"，從而引發立即或潛在的故障。遵守MSL3處理程序（168小時車間壽命、適當儲存以及必要時的烘烤）對於確保組裝良率和長期現場可靠性至關重要。
問：訂購時如何解讀分級代碼？
答：分級代碼（例如，Iv=Z, Wd=Y3, Vf=2A）讓您可以指定應用所需的性能範圍。對於需要極高且均勻亮度的標誌，您可能指定Iv=Z。對於多個標誌之間或大型陣列內部的關鍵色彩匹配，您將指定一個嚴格的主波長分級，如Y2或Y3。請向供應商諮詢可用的分級組合。
11. 工作原理
LTLMR4YW2DA基於AllnGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術。當施加超過二極體導通閾值的順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入主動區域。在此，它們復合，以光子的形式釋放能量。主動區域中AllnGaP合金的特定能隙決定了發射光的波長，在本例中位於可見光譜的黃光區域（約590nm）。圍繞半導體晶粒的擴散環氧樹脂透鏡用於將光從高折射率材料中提取出來，將輻射圖形塑造成窄光束，並保護精密的半導體結構免受機械和環境損壞。
12. 產業背景與趨勢
像LTLMR4YW2DA這樣的表面黏著型LED燈珠代表了LED市場中一個成熟且優化的領域，填補了低功率指示燈LED和高功率照明LED之間的空白。此領域的趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明或燭光）、通過更嚴格的分級改善色彩一致性，以及增強可靠性指標，例如在各種操作條件下更長的壽命（L70, L90）。同時，在維持或增加光輸出的同時持續推動小型化，使得高解析度顯示器和標誌能夠實現更精細的像素間距。此外，相容於日益嚴格的環境法規（超越RoHS，考慮如REACH等物質）以及能夠承受更高溫度的迴焊曲線以用於先進PCB組裝，仍然是關鍵的發展驅動力。
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。 |