目錄
1. 產品概述
LTW-C191TLA 是一款表面黏著元件 (SMD) LED,專為需要緊湊外形與高亮度的現代電子應用而設計。此產品屬於超薄晶片 LED 類別,具有僅 0.55mm 的極低剖面高度。它採用 InGaN (氮化銦鎵) 技術產生白光,在性能與微型化之間取得平衡,適合空間受限的設計。
此 LED 的核心優勢包括其符合 RoHS (有害物質限制) 指令,使其成為環保的綠色產品。其超薄外形允許整合到日益輕薄的消費性電子產品、顯示器背光與指示燈應用中。封裝以 8mm 載帶形式提供,捲繞於 7 英吋直徑的捲盤上,確保與大量生產中常用的高速自動化取放組裝設備相容。此外,其設計可承受標準紅外線 (IR) 迴流焊接製程,便於可靠的 PCB 貼裝。
目標市場涵蓋廣泛的產業,包括消費性電子產品 (例如智慧型手機、平板電腦、穿戴式裝置)、汽車內飾照明、一般標誌以及控制面板指示燈,這些應用都需要可靠、明亮且緊湊的光源。
2. 技術參數深度解析
2.1 絕對最大額定值
在超出這些限制的條件下操作可能導致永久性損壞。關鍵額定值是在環境溫度 (Ta) 為 25°C 時指定的。
- 功率耗散 (Pd):70 mW。這是 LED 在不發生性能衰退的情況下,能以熱量形式耗散的最大功率。
- 峰值順向電流 (IF(PEAK)):100 mA。這是最大允許的瞬時電流,通常在脈衝條件下 (1/10 工作週期,0.1ms 脈衝寬度)。此值顯著高於連續電流額定值。
- 直流順向電流 (IFF):
- 20 mA。這是建議用於可靠長期運作的最大連續順向電流。降額因子:
- 0.25 mA/°C。對於環境溫度高於 25°C 的情況,最大允許直流順向電流必須按此因子線性降低,以防止過熱。R逆向電壓 (VR
- ):5 V。施加超過此值的逆向偏壓可能損壞 LED 接面。
- 操作溫度範圍:-20°C 至 +80°C。LED 設計用於正常運作的環境溫度範圍。
- 儲存溫度範圍:-40°C 至 +85°C。非運作狀態下的儲存溫度範圍。
紅外線焊接條件:
260°C 持續 10 秒。建議的最大迴流溫度曲線峰值溫度與時間。F2.2 電氣與光學特性
- 這些參數定義了 LED 在典型操作條件下的性能 (Ta=25°C, IVF=10mA)。
- 發光強度 (IV):112.0 - 300.0 mcd (毫燭光)。這是人眼感知的 LED 亮度度量。寬廣的範圍表示使用了分級系統 (見第 3 節)。測量遵循 CIE 人眼響應曲線。
- 視角 (2θ1/2
- ):F130 度。這是發光強度降至其最大值 (軸上) 一半時的全角。130 度的角度表示寬廣、擴散的光線發射模式。色度座標 (x, y):
- x=0.31, y=0.32。這些在 CIE 1931 色度圖上的座標定義了發射光的白點 (顏色)。適用 ±0.01 的公差。R順向電壓 (VF
):2.80 - 3.40 V。在 10mA 驅動下,LED 兩端的電壓降。此範圍也受分級影響。
逆向電流 (I
R
):F10 μA (最大)。當施加最大逆向電壓 (5V) 時流動的小量漏電流。
靜電放電 (ESD) 注意事項:
- LED 對靜電和電壓突波敏感。在操作和組裝過程中,必須遵循適當的 ESD 處理程序,包括使用接地腕帶、防靜電墊和設備接地,以防止潛在或災難性故障。 VF3. 分級系統說明
- 為確保生產中的性能一致性,LED 會根據關鍵參數被分類到不同的級別中。LTW-C191TLA 使用三維分級系統。 VF3.1 順向電壓 (V
- F VF) 分級
LED 根據其在 10mA 下的順向電壓降進行分類。這有助於設計一致的電流驅動電路,特別是在多個 LED 串聯使用時。
級別 2:VV
F
- = 2.8V 至 3.0V級別 3:
- VF
- = 3.0V 至 3.2V級別 4:
- VF
= 3.2V 至 3.4V
每個級別的公差為 ±0.1V。
3.2 發光強度 (I
V
) 分級
- LED 根據其亮度輸出進行分類。級別代碼標示在包裝上。級別 R1:
- 112 mcd 至 146 mcd級別 R2:
- 146 mcd 至 180 mcd級別 S1:
180 mcd 至 240 mcd
級別 S2:
240 mcd 至 300 mcd
每個級別的公差為 ±15%。
3.3 色調 (顏色) 分級
白光 LED 在色溫 (暖白、冷白等) 上可能略有差異。這由 CIE 1931 圖上的色度座標 (x, y) 定義。規格書定義了幾個色調級別 (A0, B3, B4, B5, B6, C0),並有特定的座標邊界。色度圖上的圖形表示顯示了這些級別涵蓋的區域。色調在 x 和 y 座標上的公差均為 ±0.01。此分級對於需要多個 LED 顏色外觀一致的應用至關重要。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用了特定的圖形曲線 (例如,圖 6 用於視角,圖 1 用於色度),但典型的性能趨勢可以從參數中推斷出來。
電流 vs. 發光強度 (I-V 曲線):
對於 InGaN LED,發光強度通常隨順向電流增加而增加,但並非線性關係。在建議的直流電流 (20mA) 以上操作可能導致效率下降加劇、接面溫度升高以及壽命縮短。溫度依賴性:
LED 的發光輸出和順向電壓對溫度敏感。隨著接面溫度升高,發光強度通常會降低,而順向電壓可能略微下降。0.25 mA/°C 的降額因子是管理此熱效應的直接措施。
光譜特性:
作為一款基於 InGaN 的白光 LED,它可能使用藍光發射晶片結合螢光粉塗層來產生白光。色度座標 (x=0.31, y=0.32) 表明其白點可能位於冷白或中性白區域。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
此 LED 採用 EIA (電子工業聯盟) 標準封裝尺寸。關鍵的機械特徵是其 0.55mm 的超薄高度。規格書中提供了詳細的尺寸圖,所有單位均為毫米 (括號內註明英吋)。除非另有說明,否則適用 ±0.10mm (.004") 的標準公差。這些精確的尺寸對於 PCB 佈局和確保自動化機械的正確放置至關重要。
- 5.2 焊墊佈局與極性規格書包含用於 PCB 設計的建議焊接焊墊佈局 (焊盤圖案)。遵循此圖案可確保在迴流過程中形成可靠的焊點和正確的對齊。LED 封裝上會有陽極和陰極標記;組裝時必須觀察正確的極性以確保元件正常工作。焊墊設計也有助於 LED 晶片的散熱。
- 6. 焊接與組裝指南6.1 迴流焊接參數
- 此 LED 與紅外線 (IR) 迴流製程相容。建議的最大條件是峰值溫度 260°C,持續時間不超過 10 秒。建議的溫度曲線包括在 150-200°C 的預熱階段,最長可達 120 秒。關鍵需要注意的是,在此條件下,LED 不應經歷超過兩次的迴流循環。對於使用烙鐵的手動焊接,烙鐵頭溫度不應超過 300°C,接觸時間應限制在 3 秒,且僅限一次。6.2 儲存與操作
- 濕度敏感性:LED 包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中。在密封狀態下,應儲存在 ≤ 30°C 和 ≤ 90% RH 的環境中,並在一年內使用。一旦袋子打開,儲存環境應為 ≤ 30°C 和 ≤ 60% RH。暴露於環境條件下超過 672 小時 (28 天) 的元件,在焊接前應在大約 60°C 下烘烤至少 20 小時,以去除吸收的水分並防止在迴流過程中發生爆米花現象。
6.3 清潔
- 如果需要在焊接後進行清潔,僅應使用指定的溶劑。在常溫下將 LED 浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。未指定的化學清潔劑可能會損壞 LED 封裝或透鏡。7. 包裝與訂購資訊
- 標準包裝格式為 8mm 凸版載帶,捲繞於 7 英吋 (178mm) 直徑的捲盤上。每捲包含 5000 顆 LTW-C191TLA LED。對於少於整捲的數量,最小包裝數量為 500 顆。載帶和捲盤規格符合 ANSI/EIA 481-1-A-1994 標準。載帶使用頂蓋密封空穴。包裝層級通常涉及內紙箱內的防潮袋,然後再裝入主紙箱。8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景背光:
- 適用於超薄顯示器、鍵盤和控制面板中的側光式或直下式背光。狀態指示燈:
消費性電子產品、網路設備和工業控制中的電源、連線和狀態指示燈。
裝飾照明:家電、汽車內飾和建築特色中的重點照明,其中低剖面高度至關重要。一般照明:
可用於陣列,提供低亮度環境照明或工作照明。
8.2 設計考量
電流限制:
始終使用串聯電阻或恆流驅動器將順向電流限制在 20mA 直流或更低。電路必須考慮所用 LED 的順向電壓級別。
熱管理:
儘管其功率低,仍需確保 PCB 提供足夠的散熱措施,尤其是在多個 LED 聚集在一起或在高環境溫度下運作時。請遵循電流降額指南。
光學設計:F130 度的視角提供了廣泛的擴散。對於聚焦光線,將需要二次光學元件 (透鏡、導光板)。VESD 保護:
如果 LED 位於使用者可接觸的區域,除了在組裝過程中進行適當操作外,還應在敏感線路上加入 ESD 保護二極體。
9. 技術比較與差異化
LTW-C191TLA 的主要差異化因素是其
0.55mm 的高度
。與通常高度為 0.8-1.0mm 的標準 0603 或 0402 封裝 LED 相比,這代表了 Z 軸高度的顯著降低,使終端產品更薄。這種超薄外形與相對較高的發光強度 (高達 300 mcd) 的結合是一個關鍵優勢。此外,其與標準 IR 迴流和載帶捲盤包裝的相容性,使其與較厚的同類產品一樣易於組裝,無需可能損壞板上其他元件的特殊低溫製程。F10. 常見問題解答 (基於技術參數)
Q1:我可以將此 LED 驅動在 30mA 以獲得更高亮度嗎?
A:不行。直流順向電流的絕對最大額定值為 20mA。超過此值會增加接面溫度,加速流明衰減,並可能導致過早失效。對於更高的亮度,請選擇發光強度級別更高的 LED (例如 S2),或使用多個 LED。Q2:峰值順向電流和直流順向電流有何區別?A:直流順向電流 (20mA) 用於連續操作。峰值順向電流 (100mA) 是短時間、脈衝的額定值 (1/10 工作週期,0.1ms 脈衝寬度),用於多工或短暫的信號閃爍。長時間的平均電流仍必須遵守功率耗散和熱限制。
Q3:分級為何重要?我應該指定哪個級別?
A:分級確保您應用中的顏色和亮度一致性。對於單一指示燈,任何級別可能都足夠。對於多 LED 陣列 (例如背光),您必須指定相同的 VF、I
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。 |