LTW-010DCG-TR LED 資料手冊 - 3.0x1.6x1.6mm - 3.4V - 120mW - 白光 - 英文技術文件

1. 產品概述

LTW-010DCG-TR是一款表面黏著型白光發光二極體(LED)，設計作為高效能且緊湊的光源。它結合了LED技術固有的長使用壽命與高可靠性，以及足以在多種應用中取代傳統照明的高亮度水準。此元件採用適合自動化組裝製程的封裝，為設計師將固態照明整合至其產品中提供了靈活性。

1.1 核心優勢與目標市場

此元件的主要優勢包括其高發光強度、寬廣視角，以及與標準紅外線（IR）和氣相迴流焊接製程的相容性。其EIA標準封裝確保能輕鬆整合至現有生產線。本產品歸類為綠色環保且無鉛，符合RoHS指令。目標應用廣泛，從汽車與便攜式照明（例如閱讀燈、手電筒）到建築、裝飾與信號用途（例如側光式標誌、交通信標、筒燈）皆涵蓋在內。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 Absolute Maximum Ratings

這些額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限條件，不適用於正常操作。

• Power Dissipation (Pd): 120 毫瓦。這是 LED 封裝在不超過其熱限值的情況下，能以熱量形式消散的最大功率。
• 峰值順向電流 (I_F(PEAK)): 100 mA。此電流僅在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）允許，以防止過熱。
• DC Forward Current (I_F): 30 mA。這是為確保長期可靠運作所建議的最大連續順向電流。
• Reverse Voltage (V_R): 5 V。在反向偏壓下超過此電壓可能導致立即故障。
• 工作溫度範圍 (T_opr): -30°C 至 +85°C。保證裝置在此環境溫度範圍內能正常運作。
• 儲存溫度範圍 (T_stg): -40°C 至 +100°C。
• 迴焊條件： 可承受260°C峰值溫度達10秒，相容於無鉛焊接製程曲線。

2.2 電氣光學特性

這些參數是在25°C環境溫度與20 mA正向電流（I_F）的標準測試條件下量測，此條件為一通用參考基準。

• 發光強度 (I_V): 2200 mcd (最小值), 3000 mcd (典型值)。此為LED在特定方向上的感知亮度量測。測試使用經過濾波以匹配CIE明視覺響應曲線的感測器。
• 視角 (2θ_1/2): 115度（典型值）。此為發光強度降至0度（軸向）強度一半時的全角。較寬的視角表示光型更為擴散。
• 色度座標 (x, y)： x=0.295, y=0.282（典型值）。這些座標在CIE 1931色度圖上定義了LED的白點。這些數值容差為±0.01。
• 順向電壓 (V_F): 2.7 V (最小值), 3.4 V (最大值) 於 I_F=20mA。這是LED在導通指定電流時的順向壓降。這是驅動電路設計的一個關鍵參數。

3. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。這讓設計師能選擇符合特定應用在顏色與亮度均勻性要求的元件。

3.1 順向電壓 (V_F) 分檔

VF分檔代碼（V1至V7）是依據LED在20mA下的順向電壓進行分類。每個檔位的電壓範圍為0.1V（例如V1：2.7-2.8V，V7：3.3-3.4V），各檔位容差為±0.1V。這有助於設計穩定的恆流驅動器。

3.2 發光強度 (I_V) 分檔

IV分檔代碼 (S3至S10) 是根據LED在20mA電流下的發光強度進行分類。分檔範圍從S3 (2200-2300 mcd) 到S10 (2900-3000 mcd)。每個分檔內的發光強度與光通量容差為±10%。mcd數值僅供參考。

3.3 色度 (色座標) 分選

色階表（例如 A1、C1、D4）在 CIE 1931 色度圖上定義了特定的四邊形區域。每個色階都定義了 x 和 y 的角點座標，以確保 LED 的白光色點落在受控範圍內。每個色調（x, y）區間均採用 ±0.01 的容差。這對於需要多顆 LED 呈現一致白光外觀的應用至關重要。

4. 性能曲線分析

資料手冊中引用的典型特性曲線對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。雖然具體圖表未在文中重現，但其含義是標準的。

• I-V 曲線： 顯示了順向電流與順向電壓之間的關係。它是非線性的，其導通電壓約等於低電流時的 V。_F 該曲線有助於熱管理和驅動器設計。
• 發光強度 vs. 順向電流： 通常顯示光輸出隨電流增加而增加，但在極高電流下可能因熱效應而飽和或效率降低。
• 發光強度 vs. 環境溫度： 顯示光輸出通常隨著接面溫度升高而降低。這種降額對於設計在高溫環境下運作的應用至關重要。
• 視角分佈圖： 一幅極座標圖，說明光強度的空間分佈。

5. 機械與封裝資訊

5.1 外型尺寸

封裝尺寸長度為3.0mm，寬度為1.6mm，高度為1.6mm，除非另有說明，公差為±0.1mm。陰極通常可透過封裝上的標記或凹口來識別。精確的放置與焊墊設計應參考詳細的尺寸圖。

5.2 建議的PCB焊接墊

本焊墊圖案設計適用於紅外線或氣相迴焊。此焊墊佈局經過優化，可形成可靠的焊點、提供良好的散熱效果及機械穩定性。遵循此建議對於製造良率與長期可靠性至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊接參數

本元件相容於紅外線迴流焊接。參考（依據 J-STD-020D）建議的無鉛迴流溫度曲線，峰值溫度為 260°C，持續 10 秒。遵循建議的升溫速率、預熱及冷卻階段至關重要，以防止熱衝擊並避免損壞 LED 封裝或螢光粉。

6.2 清潔

若焊接後需要進行清潔，僅應使用指定的化學藥劑。LED可在常溫下浸入乙醇或異丙醇中，時間不超過一分鐘。未指定的化學液體可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

6.3 儲存與處理

本產品根據 JEDEC J-STD-020 標準評定為濕度敏感等級 (MSL) 3。需採取預防措施，以防止在迴焊過程中因濕氣造成損壞（「爆米花效應」）。

• 密封包裝： 儲存於≤30°C且≤90%相對濕度環境中。若儲存於原裝附乾燥劑的防潮袋內，保存期限為一年。
• 已開封包裝： 儲存於≤30°C且≤60%相對濕度環境中。元件暴露於工廠環境條件後，必須在168小時（7天）內進行回焊。應監控濕度指示卡。
• 靜電防護注意事項： LED 對靜電放電 (ESD) 敏感。建議使用接地手腕帶或防靜電手套進行操作。所有設備和機械必須妥善接地。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲帶與捲盤規格

元件以12毫米寬的壓紋載帶供應，捲盤直徑為7英吋（178毫米）。每捲最多可容納2000件。包裝符合EIA-481-1-B規範。載帶附有封蓋膠帶以密封空穴，且每捲最多允許連續兩個元件缺失。

7.2 零件編號與標記

零件編號為 LTW-010DCG-TR。每個包裝袋上均標示有光通量分級代碼，以供追溯與分檔識別。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

此LED需要恆流源以實現最佳運作與使用壽命。可使用簡單的串聯電阻搭配穩定電源供應，計算公式為 R = (V_supply - V_F) / I_F為了在溫度變化下獲得更好的效率和穩定性，建議使用專用的LED驅動IC，特別是在驅動多個串聯或並聯的LED時。最大直流電流不應超過30mA。

8.2 熱管理設計考量

儘管功耗相對較低（最大120mW），但適當的熱設計對於維持光輸出和使用壽命至關重要。建議的PCB焊盤有助於熱傳導。對於大電流或高環境溫度的應用，請確保PCB上有足夠的銅箔面積用於散熱。以低於最大值的電流驅動LED，可以顯著提高效能和壽命。

8.3 光學設計考量

115度的視角可產生寬廣的漫射光束。若應用需要更集中的光束，則必須使用透鏡或反射器等二次光學元件。當多顆LED並排使用時，應考慮其色度分檔，以避免產生可見的色差。

9. 技術比較與差異化

LTW-010DCG-TR 的差異化優勢在於其結合了高典型發光強度（3000mcd）與極寬的視角（115°）。許多競爭對手的 LED 要麼提供高強度但光束狹窄，要麼提供寬光束但強度較低。這使得它非常適合需要良好整體流明輸出和寬廣照明覆蓋範圍、且無需二次光學元件的應用。其與標準 SMD 組裝和迴焊製程的相容性，是大規模量產的關鍵優勢。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 發光強度（mcd）與光通量（lm）有何區別？

發光強度測量特定方向上的亮度（單位為燭光），而光通量測量所有方向的總可見光輸出（單位為流明）。本資料手冊主要規範強度。其寬廣視角意味著總光通量能在廣泛區域內被有效利用。

10.2 我可以持續以30mA驅動這個LED嗎？

是的，30mA是建議的最大直流順向電流。然而，為了提高可靠性和延長使用壽命，建議以較低的電流（例如20mA，即測試條件）驅動。請務必考量環境溫度與散熱設計。

10.3 我該如何解讀顏色分檔表？

該表格定義了CIE色度圖上的區域。為確保顏色匹配，訂購時請指定所需的顏色等級（例如C1）。同一等級的LED其色度座標將落在定義的四邊形區域內，以確保視覺一致性。

10.4 如果超過5V反向電壓會發生什麼？

施加超過5V的反向電壓可能導致LED接面立即且災難性的損壞。確保電路設計能防止反向偏壓情況至關重要，若LED連接至交流電源或可能出現反向電壓的電路，可考慮並聯使用保護二極體。

11. 實務設計與應用案例

案例：設計便攜式工作燈
對於需要均勻、廣域照明的電池供電工作燈而言，LTW-010DCG-TR 是一個極佳的選擇。設計師會選擇來自嚴格光強分檔（例如 S8-S10）和單一色度分級（例如 C2）的 LED，以確保亮度與顏色的一致性。他們會設計一個使用升壓轉換器的恆流驅動器，以高效驅動 3-4 顆串聯的 LED，電源來自 3.7V 鋰離子電池，並將電流設定在 20-25mA，以平衡輸出與電池壽命。其 115 度的寬廣角度消除了對擴散片的需求，簡化了機械設計。MSL-3 等級要求規劃組裝流程，必須在打開防潮袋後一週內完成 LED 的焊接。

12. 運作原理介紹

像 LTW-010DCG-TR 這樣的白光 LED，其工作原理通常是螢光粉轉換。該器件的核心是一個半導體晶片（通常基於氮化銦鎵 - InGaN），在正向偏壓時會發出藍光或紫外光譜的光。這道初級光隨後照射到封裝內部的螢光粉層上。螢光粉吸收一部分初級光，並以較長波長的光（黃光、紅光）形式再次發射。未轉換的藍光與螢光粉發射的光混合後，被人眼感知為白光。確切的混合比例決定了相關色溫（CCT）與色度座標。

13. 技術趨勢

固態照明產業持續發展，趨勢聚焦於提升光效（每瓦流明數）、改善顯色指數（CRI）以獲得更自然的光線，以及實現更高的可靠性和更長的使用壽命。同時也朝著微型化和更高功率密度的方向驅動。此外，具備可調白光（可調CCT）和連線功能的智慧照明整合正變得越來越普遍。像LTW-010DCG-TR這樣的元件代表了市場中成熟且具成本效益的區塊，在這些先進趨勢於高端產品中發展的同時，為標準照明應用提供了可靠的性能。