LTW-C193SS2 SMD LED 規格書 - 0.4mm 超薄尺寸 - 順向電壓 2.5-2.9V - 白光 - 35mW 功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTW-C193SS2 是一款專為現代緊湊型電子應用設計的表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED）。其特點是外形極其纖薄，高度僅為 0.40 毫米，非常適合空間限制嚴苛的應用。此元件採用 InGaN（氮化銦鎵）半導體材料來產生白光，提供高亮度水準。它包裝在 8 毫米寬的載帶上，並捲繞於直徑 7 英吋的捲盤，便於與電子製造中常用的高速自動化取放組裝設備相容。

此 LED 被歸類為綠色產品，並符合有害物質限制（RoHS）指令。其設計與標準紅外線（IR）迴焊製程相容，這是將表面黏著元件安裝到印刷電路板（PCB）上的主流方法。其封裝符合電子工業聯盟（EIA）標準，確保與業界標準的貼裝系統具有機械相容性。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限值。對於 LTW-C193SS2，這些值是在環境溫度（Ta）為 25°C 下指定的。最大連續功耗為 35 毫瓦（mW）。在連續操作下，直流順向電流不應超過 10 mA。對於脈衝操作，允許的峰值順向電流為 50 mA，但僅在特定條件下：工作週期為 1/10（10%）且脈衝寬度為 0.1 毫秒。超過這些電流限制可能導致接面溫度過高、半導體材料加速劣化以及災難性故障。

此元件的額定工作溫度範圍為 -20°C 至 +80°C。儲存溫度範圍更寬，為 -40°C 至 +85°C，表示 LED 在不施加電源的情況下可以保存的條件。一個重要注意事項指出，在應用電路中讓 LED 在逆向偏壓條件下工作可能導致損壞或故障。因此，電路設計必須確保 LED 在正常使用時不會承受逆向電壓。

2.2 電氣與光學特性

電氣和光學特性是在標準測試條件 Ta=25°C 和順向電流（IF）為 2 mA 下測量的，此條件是比較 LED 性能的通用參考點。

• 發光強度（Iv）：此參數測量人眼感知的光輸出亮度。LTW-C193SS2 的 Iv 在 2mA 下最小值為 18.0 毫燭光（mcd），最大（典型）值為 71.0 mcd。特定單位的實際 Iv 值在其包裝袋上進行了分類和標記。
• 視角（2θ1/2）：定義為發光強度為 0 度（軸上）強度一半時的全角。此 LED 具有 130 度的寬視角，提供寬廣、擴散的光型，適合背光和指示燈應用。
• 色度座標（x, y）：這些座標定義了白光在 CIE 1931 色度圖上的色點。典型值為 x=0.29 和 y=0.31。這些座標的容差為 ±0.01。顏色是使用近似 CIE 標準觀測者眼睛響應曲線的光譜儀測量的。
• 順向電壓（VF）：當流過指定的順向電流時，LED 兩端的電壓降。在 IF=2mA 時，VF 範圍從最小值 2.50 伏特到最大值 2.90 伏特。此參數對於設計 LED 的限流電路非常重要。
• 逆向電流（IR）：施加逆向電壓時流過的小漏電流。在逆向電壓（VR）為 5V 時，其最大值指定為 10 微安培（μA）。規格書明確指出此測試條件僅用於特性描述，該元件並非為逆向操作而設計。

規格書包含關於靜電放電（ESD）的重要注意事項。LED 對 ESD 敏感，處理程序應包括使用腕帶、防靜電手套和正確接地的設備，以防止損壞。

3. 分級系統說明

為了管理半導體製造過程中的自然變異，LED 會被分類到不同的性能等級中。LTW-C193SS2 使用基於順向電壓（VF）、發光強度（Iv）和色調（色度）的三維分級系統。

3.1 順向電壓（VF）分級

LED 被分為四個 VF 等級（Y1, Y2, Y3, Y4），每個等級代表整體 2.50V 至 2.90V 規格內的 0.1V 範圍。例如，Y1 等級包含在 IF=2mA 時 VF 介於 2.50V 和 2.60V 之間的 LED。每個等級的容差為 ±0.1V。批次內一致的 VF 有助於確保當 LED 由恆壓源驅動或在簡單的並聯配置中使用時（儘管強烈建議使用恆流驅動），亮度均勻。

3.2 發光強度（Iv）分級

定義了三個 Iv 等級（M, N, P）。M 等級涵蓋範圍 18.0-28.0 mcd，N 等級涵蓋 28.0-45.0 mcd，P 等級涵蓋 45.0-71.0 mcd，均在 IF=2mA 下測量。每個等級的容差為 ±15%。對於需要均勻亮度的應用，例如多 LED 背光陣列或狀態指示燈面板，選擇來自相同 Iv 等級的 LED 至關重要。

3.3 色調（色度）分級

白色色點在 CIE 1931 色度圖上被分為六個區域（S1 至 S6）。每個等級由四組（x, y）座標指定的四邊形區域定義。例如，S2 等級涵蓋大約在 x:0.274-0.294 和 y:0.258-0.319 之間的座標。規格書中的圖表直觀地繪製了這些等級。（x, y）座標的容差為 ±0.01。在多 LED 應用中，使用來自相同色調等級的 LED 對於避免可見的顏色差異至關重要。

4. 機械與包裝資訊

4.1 封裝尺寸

此 LED 採用標準晶片 LED 封裝格式。關鍵尺寸包括總高度 0.40 毫米。規格書提供了詳細的尺寸圖，包含所有關鍵測量值，包括焊盤間距、元件寬度和透鏡尺寸。所有尺寸均以毫米為單位提供，除非另有說明，一般容差為 ±0.10 毫米。注意事項指出，陰極識別標記（白色標記）可能部分被透鏡覆蓋，因此在貼裝時需要仔細辨別方向。

4.2 建議焊接焊盤佈局

提供了 PCB 的建議焊盤圖案（佔位面積），以確保在迴焊過程中形成可靠的焊點。給出了建議的焊盤尺寸和間距，以實現適當的焊錫圓角和機械強度。注意事項建議錫膏印刷的鋼網最大厚度為 0.10 毫米，以防止錫膏沉積過多和潛在的橋接。

4.3 載帶與捲盤包裝

LED 以帶有保護蓋帶的凸起載帶供應，捲繞在直徑 7 英吋（178 毫米）的捲盤上。載帶寬度為 8 毫米。標準捲盤容量為 5000 件。包裝符合 ANSI/EIA 481-1 規範。關鍵包裝注意事項包括：空穴用蓋帶密封；剩餘物料的最小訂購量為 500 件；每捲最多允許連續兩個缺失元件（空穴）。

5. 焊接與組裝指南

5.1 迴焊溫度曲線

此 LED 與紅外線迴焊相容。絕對最大焊接條件為峰值溫度 260°C，最長 10 秒。提供了建議的迴焊溫度曲線，通常包括預熱階段、溫度爬升、峰值迴焊區和冷卻期。規格書強調，最佳曲線取決於具體的 PCB 設計、錫膏和使用的爐子，並建議進行板級特性分析。

5.2 手工焊接

如果需要進行手工焊接，應極其小心地操作。建議的烙鐵頭最高溫度為 300°C，每個焊點的最大焊接時間為 3 秒。手工焊接應僅進行一次，以避免對 LED 封裝造成熱應力損壞。

5.3 清洗

焊接後的清洗應小心進行。僅應使用指定的清洗劑。規格書建議在室溫下使用乙醇或異丙醇。LED 浸泡時間應少於一分鐘。未指定的化學液體可能會損壞塑膠封裝或透鏡材料。

6. 儲存與處理

密封包裝的儲存：處於原始未開封防潮包裝（含乾燥劑）中的 LED，應儲存在 30°C 或以下、相對濕度（RH）90% 或以下的環境中。在此條件下的保存期限為一年。

已開封包裝的儲存：一旦防潮袋被打開，LED 對環境濕度敏感。儲存環境不應超過 30°C 和 60% RH。強烈建議從原始包裝中取出的 LED 應在 672 小時（28 天）內進行紅外線迴焊。

延長儲存與烘烤：對於在原始包裝袋外儲存超過 672 小時的情況，LED 應保存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥器中。如果 LED 暴露在環境條件下超過 672 小時，則必須在焊接前以約 60°C 烘烤至少 20 小時，以去除吸收的水分並防止在迴焊過程中發生 "爆米花" 現象（封裝開裂）。

7. 應用建議與設計考量

7.1 典型應用場景

超薄外形（0.4mm）使此 LED 非常適合垂直空間至關重要的應用。主要應用包括：行動裝置（手機、平板電腦）的超薄背光、穿戴式電子產品、緊湊型消費電子產品中的狀態指示燈，以及薄型工業控制介面中的面板照明。其寬視角對於需要均勻、擴散照明而非聚焦光束的應用非常有益。

7.2 電路設計考量

• 電流驅動：始終使用恆流源驅動 LED，而非恆壓源，以確保穩定的光輸出並防止熱失控。建議的工作電流等於或低於 10 mA 直流最大值。
• 限流電阻：當使用簡單的電壓源串聯電阻時，使用公式 R = (電源電壓 - LED_VF) / 期望電流 計算電阻值。為了保守設計，應使用規格書中的最大 VF（2.9V），以確保電流不超過期望值。
• ESD 保護：如果組裝或最終產品可能在非 ESD 控制的環境中處理，則應在連接到 LED 陽極/陰極的 PCB 線路上加入 ESD 保護二極體。
• 熱管理：儘管功耗很低，但仍應確保 PCB 焊盤有足夠的散熱設計，特別是當多個 LED 緊密放置在一起或環境溫度較高時。這有助於維持較低的接面溫度，從而保持 LED 的使用壽命和顏色穩定性。

7.3 光學設計考量

對於指示燈應用，需考慮 130 度的寬視角。可能需要導光板或擴散片來塑造光輸出或隱藏離散的 LED 點光源。對於背光應用，分級選擇（Iv 和色調）至關重要。使用來自單一、嚴格等級的 LED，以在顯示器或面板上實現均勻的亮度和顏色。

8. 可靠性與壽命因素

雖然規格書未提供特定的 L70 或 L50 壽命評級（光通維持率降至 70% 或 50% 的小時數），但 LED 的壽命主要受其工作接面溫度影響。影響可靠性的關鍵因素包括：

• 工作電流：在額定電流（10mA DC）或以下驅動 LED 至關重要。在此額定值以上工作會使接面溫度呈指數級增長，並加速光通衰減和色偏。
• 環境溫度：在指定範圍上限（+80°C）附近工作將縮短有效壽命。在較高的環境溫度下降低工作電流是一個良好的做法。
• 焊接製程遵循：遵循建議的迴焊曲線並避免過度的手工焊接熱量，可以防止內部焊線損壞和封裝分層，這些是常見的故障模式。
• ESD 與電氣過應力：正確的處理和電路保護可以防止立即的災難性故障或表現為現場早期故障的潛在損壞。

9. 技術比較與市場背景

LTW-C193SS2 屬於超薄晶片 LED 類別。其主要區別特徵是其 0.40 毫米的高度。與通常高度為 0.6-0.8 毫米的標準 0603 或 0402 封裝 LED 相比，此元件顯著降低了外形尺寸。用於白光的 InGaN 技術通常比舊技術（如在不同基板上的螢光粉轉換藍光）提供更高的效率和更好的顯色性選項。130 度的寬視角是沒有內建透鏡的晶片 LED 的標準，適用於許多通用照明應用。與競爭產品相比的關鍵選擇標準將是厚度、亮度（給定電流下的 Iv）、順向電壓及其分級系統的細緻度這幾項的特定組合，這使得在要求嚴苛的應用中能夠實現精確的顏色和亮度匹配。