LTW-C281DS5 白光SMD LED規格書 - 尺寸2.8x1.0x0.35mm - 電壓2.55-3.15V - 功率70mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供特定型號表面黏著裝置（SMD）發光二極體（LED）的完整技術資訊。此產品是一款專為現代電子組裝製程設計的超薄型、高亮度白光LED。其主要應用於空間與效率至關重要的緊湊型電子設備中，例如背光照明、狀態指示燈及一般照明。

此元件的核心優勢在於其極薄的輪廓、與自動化取放機器的相容性，以及符合RoHS（有害物質限制）與綠色產品標準。目標市場涵蓋消費性電子產品、通訊設備，以及各種需要可靠、低剖面指示燈光的嵌入式系統。

2. 深入技術參數分析

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條件。這些並非正常操作條件。

• 功率耗散（Pd）：70 mW。這是LED封裝在不影響性能或導致故障的情況下，能以熱量形式耗散的最大功率。
• 峰值順向電流（I_FP）：100 mA。這是最大允許的瞬時順向電流，通常在脈衝條件下指定（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度），以防止半導體接面過熱。
• 直流順向電流（I_F）：20 mA。這是建議用於可靠長期運作的最大連續順向電流。
• 逆向電壓（V_R）：5 V。施加超過此值的逆向電壓可能導致LED接面立即且災難性的故障。
• 操作與儲存溫度：此元件額定環境操作溫度範圍為-30°C至+80°C，並可在-55°C至+105°C的溫度下儲存。
• 紅外線迴焊：在迴焊製程中，此元件可承受最高260°C的峰值溫度，時間最長不超過10秒。

2.2 電氣與光學特性

除非另有說明，這些參數均在環境溫度（T_a）為25°C、順向電流（I_F）為5 mA的標準測試條件下量測。

• 發光強度（I_V）：範圍從最小值45.0 mcd到典型最大值180.0 mcd。此參數使用近似CIE明視覺響應曲線的濾光片，量測人眼感知的LED亮度。
• 視角（2θ_1/2）：130度。這是發光強度降至0度（軸向）量測值一半時的全角度。如此寬的視角表示其具有朗伯或近朗伯發光模式，適合區域照明。
• 色度座標（x, y）：典型值為x=0.294，y=0.286。這些座標在CIE 1931色度圖上定義了白光的色點，表示其為冷白色或中性白色色溫。
• 順向電壓（V_F）：在5 mA電流下，範圍從2.55 V（最小）到3.15 V（最大）。這是LED導通電流時兩端的電壓降。特定單元的實際值取決於其分級代碼。
• 逆向電流（I_R）：當施加5V逆向電壓時，最大值為10 μA。低逆向電流是理想的。

3. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED會根據關鍵性能參數進行分級。這讓設計師能夠選擇符合特定顏色、亮度及電氣特性要求的元件。

3.1 順向電壓（V_F）分級

V_F分為六個等級（V1至V6），每個等級在I_F= 5mA時有0.1V的範圍，從2.55V到3.15V。每個等級的容差為±0.05V。當多個LED並聯連接時，選用相同V_F等級的LED有助於維持均勻的電流分配。

3.2 發光強度（I_V）分級

發光強度分為三個等級（P, Q, R），在I_F= 5mA時，最小值分別為45.0、71.0及112.0 mcd。R等級的最大值為180.0 mcd。每個等級的容差為±15%。此分級對於需要多個LED亮度一致的應用至關重要。

3.3 色調（色度）分級

色點在CIE 1931色度圖上定義於六個區域（S1至S6）。每個等級是由特定（x, y）座標邊界定義的四邊形。座標的容差為±0.01。此系統確保了顏色均勻性，這對於背光照明和美觀照明應用至關重要。提供的圖表可視化地標示了這些S1-S6區域。

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為視角，圖1為色度），但其典型行為可基於標準LED物理特性進行描述。

• I-V（電流-電壓）特性：順向電壓（V_F）與順向電流（I_F）呈現對數關係。一旦超過導通電壓，V_F的微小增加會導致I_F大幅增加。V_F也具有負溫度係數，意味著它會隨著接面溫度升高而略微下降。
• 發光強度 vs. 電流：在正常工作範圍內，光輸出（I_V）通常與順向電流成正比。然而，在極高電流下，由於半導體材料中熱量增加和效率下降效應，效率可能會降低。
• 溫度依賴性：基於InGaN的白光LED的發光強度通常會隨著接面溫度升高而降低。這對於高功率或高密度應用中的熱管理是一個關鍵因素。

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。一個關鍵規格是其0.35 mm的超薄輪廓。提供了詳細的尺寸圖，指定了長度、寬度、高度、焊墊尺寸及其位置公差（通常為±0.10 mm）。

5.2 焊墊設計與極性

規格書包含建議的PCB（印刷電路板）佈局焊接焊墊尺寸。正確的焊墊設計對於形成可靠的焊點和機械強度至關重要。元件具有陽極和陰極端子；組裝時必須注意正確的極性以確保正常功能。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊參數

此元件完全相容於紅外線（IR）迴焊製程。提供了建議的溫度曲線，關鍵參數包括預熱區（150-200°C）、最高峰值溫度260°C，以及液相線以上時間不超過10秒。溫度曲線應符合JEDEC標準以防止熱衝擊。

6.2 儲存與處理

• 濕度敏感性：LED包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中。一旦打開原始包裝袋，元件應在672小時（28天）內使用，或若儲存時間更長，則在焊接前應在60°C下烘烤至少20小時。
• ESD（靜電放電）預防措施：LED對靜電敏感。處理過程中必須採取適當的ESD控制措施，例如接地工作站、手腕帶和導電容器。
• 清潔：如果焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑，如乙醇或異丙醇，在室溫下清潔少於一分鐘。未指定的化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡。

7. 包裝與訂購資訊

LED以8mm寬的凸版載帶供應，捲繞在直徑7英吋（178mm）的捲盤上。每捲包含5000個元件。對於少於整捲的數量，最小包裝數量為500個。載帶和捲盤規格符合ANSI/EIA 481-1標準，確保與自動化送料器相容。

8. 應用說明與設計考量

8.1 典型應用場景

此LED非常適合空間受限的應用，例如行動裝置鍵盤背光、超薄筆記型電腦或平板電腦的狀態指示燈、汽車儀表板的面板指示燈，以及消費性電子產品中的裝飾照明。其寬視角使其適合均勻照亮小區域或導光板。

8.2 電路設計考量

• 電流限制：LED是電流驅動裝置。串聯限流電阻或恆流驅動電路對於防止超過最大直流順向電流至關重要，否則會導致快速劣化。
• 熱管理：儘管功率耗散較低，確保LED散熱焊墊（如有）下方有足夠的PCB銅面積或散熱孔有助於散熱，維持光輸出和使用壽命。
• 並聯連接：由於V_F的差異，通常不建議直接並聯連接LED。如有必要，使用相同V_F等級的LED，並為每個LED串聯一個小阻值的電阻，有助於平衡電流。

9. 技術比較與差異化

此LED的主要差異化因素是其0.35mm的厚度，這對於標準SMD LED來說是極低的。與較厚的封裝（例如0.6mm或1.0mm）相比，這使得最終產品的設計可以更加纖薄。在此薄型輪廓內結合高亮度（5mA下高達180 mcd），提供了優良的亮度與尺寸比。針對顏色和強度定義的分級結構提供了普通未分級或寬鬆分級的LED可能無法保證的一致性水準。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 峰值順向電流與直流順向電流有何不同？

直流順向電流（20 mA）是連續操作的安全限制。峰值順向電流（100 mA）是一個高得多的值，僅允許在低工作週期（10%）下進行極短脈衝（0.1ms）。超過直流電流額定值，即使時間很短，也可能導致永久損壞。

10.2 如何解讀色度分級代碼（S1-S6）？

S代碼定義了CIE色度圖上的區域。S1和S2代表較冷的白色調（藍色成分較高），而S5和S6代表較暖的白色調（黃色/紅色成分較高）。S3和S4通常位於中性白色區域。設計師應根據其應用所需的色溫來指定所需的分級代碼。

10.3 我可以用烙鐵代替迴焊嗎？

使用烙鐵進行手工焊接是可能的，但不建議用於批量生產。如有必要，烙鐵頭溫度不得超過300°C，且每個引腳的焊接時間必須限制在最多3秒。必須注意避免對元件施加機械應力和過度的局部熱量。

11. 實用設計與使用範例

範例1：行動裝置狀態指示燈：設計師需要一個單一、明亮的白光LED來指示充電狀態。他們選擇R亮度等級的LED以獲得高可見度。他們使用微控制器的GPIO腳位，透過一個計算出的串聯電阻（（電源電壓 - V_F）/ 0.01A）以10 mA驅動它。他們選擇V3電壓等級（2.75-2.85V）的LED以獲得可預測的行為。0.35mm的高度適合裝置的超薄邊框。

範例2：小型LCD背光：工程師需要使用導光板從側面均勻照亮一個2英吋單色LCD。他們沿著一邊放置四個LED。為確保顏色和亮度均勻，他們指定所有LED必須來自相同的色調等級（例如S4）和相同的發光強度等級（例如Q）。它們串聯連接，並由設定為15 mA的恆流驅動器驅動，以確保輸出一致並簡化電路。

12. 技術原理介紹

此LED基於InGaN（氮化銦鎵）半導體技術。白光LED的核心通常是一個發藍光的InGaN晶片。一層螢光粉層（通常由摻雜鈰的釔鋁石榴石（YAG）組成）沉積在此晶片頂部。當晶片發出的藍光激發螢光粉時，會將一部分藍色光子下轉換為黃光。剩餘的藍光與發射的黃光組合，被人眼感知為白光。螢光粉的特定混合決定了相關色溫（CCT），從而產生冷、中性或暖白光。超薄封裝是透過先進的晶圓級封裝和成型技術實現的。

13. 產業趨勢與發展

消費性電子產品中SMD LED的趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）、更小佔位面積和更薄輪廓發展，使得最終產品越來越纖薄。同時，業界也高度關注提高顯色指數（CRI）以獲得更好的光品質，以及更嚴格的分級容差以減少生產批次中的顏色和亮度差異。此外，將驅動IC直接整合到LED封裝中（"LED模組"或"智慧型LED"）以簡化設計也變得越來越普遍。底層的InGaN技術也在不斷改進，以提高功率密度和可靠性。環境法規持續推動有害物質的消除，使RoHS合規性成為標準要求。