LTW-C181LDS5-GE SMD LED 資料手冊 - 1.6x0.8x0.55mm - 3.15V - 76mW - 白光 - 英文技術文件

1. 產品概述

LTW-C181LDS5-GE 是一款表面黏著元件 (SMD) LED 燈，專為現代空間受限的電子應用而設計。它屬於一系列為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝製程優化的微型元件。此元件的主要設計目標是微型化、與大批量製造的相容性，以及在各種消費性和工業電子設備中的可靠性能。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 提供多項關鍵優勢，使其適合自動化生產線。其僅 0.55 毫米高度的超薄外形，對於內部空間極為寶貴的應用（如超薄手機、平板電腦和筆記型電腦）至關重要。該元件採用業界標準的 8 毫米載帶包裝於 7 英寸直徑捲盤上，完全兼容自動化取放設備，可簡化組裝流程並降低製造成本。此外，其設計兼容紅外線 (IR) 迴焊製程，此為大規模生產表面黏著電子產品的標準製程。目標市場廣泛，涵蓋電信設備（例如行動電話和無線電話）、辦公室自動化設備、網路系統、家電以及室內標誌或顯示器應用。

1.2 功能與應用

此LED採用超亮InGaN（氮化銦鎵）白光晶片製成。此半導體材料以其高效率和產生明亮白光的能力而聞名。該元件符合RoHS（有害物質限制）指令，意味著其不含鉛、汞、鎘等特定有害物質。其I.C.（積體電路）兼容性表示可直接由低壓邏輯電路驅動。典型應用不僅限於簡單的狀態指示燈，更延伸至功能照明，例如鍵盤背光、微型顯示器，以及為控制面板上的符號或信號提供照明。

2. 封裝尺寸與機械規格

LTW-C181LDS5-GE的實體外型由標準的EIA（電子工業聯盟）封裝尺寸定義。透鏡顏色為黃色，而光源本身為InGaN白光晶片。黃色透鏡與白光晶片的組合有助於塑造光輸出，並可能調整色彩特性。元件本體的所有關鍵尺寸均以毫米為單位提供，標準公差為±0.1毫米（除非另有說明）。這種精確的尺寸控制確保了PCB組裝過程中一致的放置和焊接效果。

3. 額定值與特性

本節定義了 LED 在特定測試條件下的操作限制和性能參數。

3.1 絕對最大額定值

這些額定值代表應力極限，超過此極限可能對元件造成永久性損壞。它們是在環境溫度 (Ta) 為 25°C 時指定的。最大功耗為 76 毫瓦 (mW)。連續操作時，直流順向電流不應超過 20 mA。對於脈衝操作，在嚴格的 1/10 工作週期和 0.1ms 脈衝寬度下，允許的峰值順向電流為 100 mA。該元件可在 -20°C 至 +105°C 的環境溫度範圍內工作，並可在 -40°C 至 +105°C 的溫度下儲存。組裝的一個關鍵額定值是紅外線焊接條件，規定為可承受 260°C 最多 10 秒，這與典型的無鉛 (Pb-free) 迴焊曲線相符。

3.2 無鉛製程建議之IR迴焊溫度曲線

成功的焊點需要特定的溫度曲線。對於無鉛焊接，建議預熱階段溫度達到 150-200°C。迴焊期間的元件本體峰值溫度不得超過 260°C，且高於此峰值溫度的時間應限制在最多 10 秒。必須注意，不同的 PCB 設計、焊錫膏和爐型需要進行曲線特性分析；所提供的數值是基於元件層級驗證測試的指導原則。

3.3 電氣與光學特性

這些是在環境溫度Ta=25°C、順向電流(IF)為5 mA（一種常見的測試與工作條件）下測得的典型性能值。發光強度(Iv)是感知亮度的度量，範圍從最小值112.0毫燭光(mcd)到最大值224.0 mcd。視角(2θ1/2)定義為發光強度降至其峰值一半時的角度，為130度，表示光束模式非常寬廣。在5mA下，順向電壓(VF)通常落在2.70V至3.15V之間。CIE 1931色度圖上的色度座標為x=0.284和y=0.272，這定義了白色色彩空間中的一個特定點。逆向電流(IR)非常低，在逆向電壓(VR)為5V時最大值為2微安培(μA)。重要說明指出，色度座標容差為±0.01，且本元件並非設計用於逆向偏壓下操作；VR測試僅供參考。

4. Bin Rank System

由於半導體製造的自然變異，LED會根據性能進行分級，以確保最終用戶的一致性。LTW-C181LDS5-GE採用三維分級系統。

4.1 順向電壓 (Vf) 分級

LED根據其在5mA下的順向電壓降進行分組。等級代碼A涵蓋2.70V至2.85V，等級B涵蓋2.85V至3.00V，等級C涵蓋3.00V至3.15V。每個等級均適用±0.1V的容差。

4.2 發光強度 (Iv) 分級

此分級根據LED的亮度進行分類。R1分級包含112.0至146.0 mcd的LED，R2包含146.0至180.0 mcd，S1包含180.0至224.0 mcd。每個發光強度分級的上下限適用±15%的容差。

4.3 色調分級 (色度座標)

這是最複雜的分級方式，它在CIE 1931色度圖上定義區域，以根據LED精確的白光色調進行分組。定義了多個分級區間（例如S1-2、S2-2、S3-1、S3-2、S4-1、S4-2），每個區間指定一個由四對(x, y)座標定義的四邊形區域。這使得設計師能夠為要求白光外觀一致的關鍵應用，選擇顏色匹配極度精準的LED。每個色調分級內的(x, y)座標適用±0.01的容差。

5. 典型性能曲線

資料手冊包含一組圖形化表徵，用以說明元件在不同條件下的行為。這些曲線對於電路設計和熱管理至關重要。它們通常包括順向電壓與順向電流的關係（V-I曲線），該曲線顯示了二極體的非線性特性。同時也展示了發光強度與順向電流的關係，表明亮度如何隨驅動電流變化。另一條關鍵曲線描繪了相對發光強度與環境溫度的關係，顯示光輸出如何隨著接面溫度上升而下降。此熱降額資訊對於確保最終應用中亮度的一致性至關重要。分析這些曲線能讓設計師優化驅動電流，以在亮度、效率和壽命之間取得平衡，並理解其設計的熱限制。

6. 使用者指南與組裝資訊

6.1 清潔

若在焊接後或因污染而需要清潔，僅應使用指定的溶劑，以避免損壞塑膠封裝。建議的方法是將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。必須避免使用刺激性更強或未指定的化學品。

6.2 建議的PCB焊接墊布局

文件中提供了一個圖表，顯示了在PCB上焊接LED的最佳銅墊圖案。此布局能確保形成適當的焊錫圓角、良好的機械強度以及正確的熱消散。遵循此建議是實現可靠焊點並防止墓碑效應（即元件在迴焊過程中一端從焊墊上翹起）的關鍵。

6.3 捲帶包裝規格

本元件採用載帶系統供自動化處理。載帶寬度為8毫米。載帶捲繞於標準7英吋（178毫米）直徑的捲盤上。提供載帶凹槽、封蓋帶及捲盤軸心的詳細尺寸，以確保與送料設備相容。重點注意事項指明：空凹槽已密封、每捲盤包含5000件元件，且包裝符合ANSI/EIA 481規範。

7. 注意事項與可靠性資訊

7.1 預期應用與可靠性

此LED設計用於一般電子設備。對於需要極高可靠性，或故障可能危及生命或健康的應用（例如：航空、醫療設備、運輸安全系統），需要特別諮詢與資格認證，因為這些已超出標準預期用途。

7.2 儲存條件與濕度敏感性

正確儲存對於防止吸濕至關重要，吸濕可能導致元件在高溫迴焊過程中發生封裝破裂（稱為「爆米花效應」）。在原始密封防潮袋（內含乾燥劑）中，LED應儲存於≤30°C且≤90%相對濕度（RH）的環境，並在一年內使用。一旦開封，儲存環境必須為≤30°C且≤60% RH。暴露於環境空氣（離開密封袋）的元件，應在672小時（28天）內完成迴焊，此對應於濕度敏感等級（MSL）2a。若超過此時間窗口，則在組裝前需進行烘烤（約60°C，至少20小時）以去除吸收的濕氣。

7.3 焊接指南

詳細焊接參數再次說明。回焊焊接：預熱至150-200°C，峰值溫度≤260°C，峰值時間≤10秒，最多允許兩次回焊循環。使用烙鐵手工焊接：溫度≤300°C，焊接時間≤3秒，且僅允許一次焊接循環。超出這些限制可能會降低LED性能或造成永久損壞。

7.4 靜電放電 (ESD) 注意事項

此LED對靜電放電和電氣突波敏感。在操作和組裝過程中必須實施適當的ESD控制措施。這包括使用接地腕帶、防靜電墊，並確保所有設備正確接地。未能遵守ESD防護措施可能導致潛在或災難性的元件故障。

8. 設計考量與應用說明

將此LED整合到設計中時，必須考慮幾個因素。其130度的寬視角使其適用於需要廣域照明或寬角度可見性的應用，例如設備上的狀態指示燈。0.55mm的超薄高度非常適合用於堆疊組裝（如手機顯示器）中的背光層。其順向電壓範圍（2.7-3.15V）意味著通常可直接從穩壓的3.3V邏輯電源透過簡單的限流電阻驅動，但建議使用恆流驅動器以獲得最佳穩定性和使用壽命。必須遵守76mW的散熱功率額定值；PCB佈局應提供足夠的銅箔面積用於散熱，尤其是在接近最大電流工作時。完整的分級系統允許在對顏色要求嚴格的應用中進行精確選擇，但設計師在下單時應指定所需的分級代碼。對於鍵盤背光，應使用來自相同光強與色調分級的LED，以確保所有按鍵的亮度和顏色均勻一致。