目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 主要特點
- 1.2 可用料號
- 2. 機械與封裝資訊
- 3. 絕對最大額定值
- 4. 電氣與光學特性
- 4.1 典型性能數據
- 顯示每個波長發射的光強度，定義了8500K白光的顏色特性。
- LED在CIE 1931圖上被分類到特定的色度區域（等級）。規格書定義了等級L1和L5的座標。每個定義的分級內，（x, y）座標適用±0.01的公差。
- LED根據其在60 mA下的總光輸出進行分類。
- 光通量範圍（lm）於 I_F = 60 mA
- 最小值
- 曲線特徵
- 平均升溫速率（T_Smax 至 T_p）
- 最大 3°C/秒
- 若需在原始包裝袋外長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。
- 1000 小時
- 始終使用恆流源驅動LED，而非恆壓源。典型驅動電流為60 mA，但電路必須將最大連續電流限制在80 mA。使用與電壓源串聯的限流電阻是一種簡單方法，但為確保在溫度與電壓變化下的穩定性，建議使用專用的LED驅動IC。
- 熱管理：
- 9.1 產品定位
- . Technical Comparison and Trends
- .1 Product Positioning
- .2 Industry Context
1. 產品概述
本產品是一款廣視角、標準尺寸的表面黏著元件（SMD）LED封裝。其設計旨在結合發光二極體固有的長壽命與高可靠性，以及足以在多種應用中取代傳統照明技術的亮度水準。此封裝提供設計靈活性，並適用於整合至自動化組裝製程。
1.1 主要特點
- 採用8mm載帶包裝於7英吋直徑捲盤，便於自動化處理。
- 完全相容於標準自動貼片設備。
- 適用於紅外線（IR）與氣相迴流焊接製程。
- 符合EIA（電子工業聯盟）標準封裝尺寸。
- 設計相容於積體電路（IC）驅動位準。
- 作為綠色產品製造，無鉛且符合RoHS（有害物質限制）指令。
1.2 可用料號
本文件涵蓋的特定料號為LTW-K140SXR85，其對應於相關色溫（CCT）為8500開爾文（K）的白光LED。
2. 機械與封裝資訊
本元件採用標準EIA封裝外型。透鏡顏色為黃色，光源基於InGaN（氮化銦鎵）技術發射藍光，並透過黃色透鏡內的螢光粉塗層轉換為白光。
注意事項：
- 所有尺寸圖與公差均以毫米為單位提供。
- 尺寸的標準公差為±0.1毫米，除非圖面上另有明確說明。
3. 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。所有數值均在環境溫度（Ta）25°C下指定。
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率消耗 | Po | 280 | mW |
| 連續順向電流 | IF | 80 | mA |
| 脈衝順向電流 | IFP | 105 | mA |
| 操作溫度範圍 | TT_opr | -40 至 +80 | °C |
| 儲存溫度範圍 | TT_stg | -40 至 +100 | °C |
| 接面溫度 | Tj | ≤100 | °C |
重要注意事項：
- 不得在長時間反向電壓條件下操作本元件。
- 脈衝順向電流額定值（105 mA）適用於特定條件：1/10工作週期且脈衝寬度不超過100微秒（μs）。
4. 電氣與光學特性
本節詳述LED在典型操作條件下（主要在順向電流（I_F）為60 mA時）的關鍵性能參數。F= 60 mA。
4.1 典型性能數據
| 參數 | 符號 | 數值 | 單位 | 測試條件 |
|---|---|---|---|---|
| 色度座標 | x, y | 典型值 0.292, 0.306 | - | IFI_F = 60mA |
| 光通量 | Φv | 最小值：19.4，典型值：23.0，最大值：29.0 | lm | |
| 視角（半角） | 2θ_1/2典型值 120 | 度 | 順向電壓 | |
| 最小值：2.9，典型值：3.2，最大值：3.5 | VF | V | V |
關鍵應用注意事項：
- 光通量（Φ_v）：v代表使用積分球測量的總可見光輸出。每個包裝袋上標有分級代碼。色度（x, y）：
- 源自1931 CIE色度圖。典型座標應套用±0.01的公差。靜電放電（ESD）：
- LED對ESD敏感。必須使用防靜電手環、防靜電手套及接地設備等適當處理程序以防止損壞。測量公差：
- 光通量測量容許±10%的誤差。順向電壓測量容許±0.1 V的誤差。熱管理：
- 接面至焊墊的熱阻（R_jt）是關鍵參數。當安裝於指定的2.5x2.5x0.17 cm鋁金屬基板（MCPCB）上時，參考值為30°C/W。適當的散熱對於將接面溫度維持在限制內並確保性能與壽命至關重要。4.2 性能曲線分析規格書提供了多種元件性能的圖形表示：相對光譜功率分佈：
顯示每個波長發射的光強度，定義了8500K白光的顏色特性。
輻射圖樣 / 視角特性：
- 說明光強度的角度分佈，確認了120度的廣視角。順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：
- 對電路設計至關重要，顯示驅動電流與LED兩端電壓降的關係。該曲線為非線性，是典型的二極體行為。相對光通量 vs. 接面溫度：
- 展示光輸出如何隨著LED接面溫度升高而降低。這凸顯了熱管理的重要性。順向電壓 vs. 接面溫度：
- 顯示順向電壓隨接面溫度變化而產生的輕微變化。5. 分級與分類系統
- 為確保生產一致性，LED根據關鍵參數進行分級。這使設計師能夠選擇符合特定應用對顏色、亮度及電壓要求的元件。5.1 顏色分級
LED在CIE 1931圖上被分類到特定的色度區域（等級）。規格書定義了等級L1和L5的座標。每個定義的分級內，（x, y）座標適用±0.01的公差。
5.2 光通量分級
LED根據其在60 mA下的總光輸出進行分類。
分級
光通量範圍（lm）於 I_F = 60 mA
最小值
| Φv最大值 | S0FS1 | |
|---|---|---|
| 光通量公差為±10%。 | 5.3 順向電壓分級 | |
| LED亦根據其在60 mA下的順向電壓降進行分類。 | 19.4 | 24.0 |
| 分級 | 24.0 | 29.0 |
順向電壓範圍（V）於 I_F = 60 mA
最小值
最大值
| VFV1 | V2FV3 | |
|---|---|---|
| V4 | 順向電壓公差為±0.1 V。 | |
| 5.4 分級代碼與標示 | 2.9 | 3.1 |
| 完整的分級代碼由每個類別的等級組合而成：電壓 / 光通量 / 顏色（例如：V1/S0/L1）。此完整代碼標示於產品標籤上，以供追溯與選擇。 | 3.1 | 3.2 |
| 6. 焊接與組裝指南 | 3.2 | 3.3 |
| 6.1 迴流焊接溫度曲線 | 3.3 | 3.5 |
本元件相容於無鉛迴流焊接製程。建議的溫度曲線對於防止熱損壞至關重要。
曲線特徵
無鉛組裝規格
平均升溫速率（T_Smax 至 T_p）
最大 3°C/秒
預熱溫度
| 150°C 至 200°C | 預熱時間 |
|---|---|
| 60–180 秒液相線以上時間（T_L = 217°C）60–150 秒P) | 峰值溫度（T_p） |
| 最大 260°C | 峰值溫度±5°C內時間（t_p） |
| 最大 5 秒 | 降溫速率 |
| 最大 6°C/秒L總時間（25°C 至峰值） | 最大 8 分鐘 |
| 6.2 關鍵組裝注意事項P) | 焊接方法： |
| 主要採用迴流焊接。可進行手工焊接，但溫度限制在350°C，最多2秒，且僅限一次。在指定的峰值條件下，迴流焊接最多可執行三次。P) | 溫度參考點： |
| 所有曲線溫度均參考封裝體頂部。 | 濕度敏感性： |
| LED對濕度敏感。若從原始乾燥包裝中取出超過168小時（1週），必須在焊接前於60°C烘烤60分鐘，以防止迴流過程中發生爆米花效應或分層。 | 儲存： |
若需在原始包裝袋外長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。
- 冷卻：避免從峰值溫度快速冷卻（淬火）。
- 通用原則：始終使用能達成可靠焊點的最低可能焊接溫度。
- 波峰焊 / 浸焊：不建議或保證此SMD封裝使用此方法。
- 7. 可靠性測試數據本產品已通過一系列標準化可靠性測試。結果顯示其在各種環境與操作應力下的穩健性。所列所有測試均以20個樣本進行，且報告零失效。
- 測試項目測試條件
- 持續時間失效數
- 高溫操作壽命（HTOL）T_a=85°C, I_F=60mA
1000 小時
0/20
| No. | 低溫操作壽命（LTOL） | T_a=-40°C, I_F=60mA | 1000 小時 | 0/20 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 高溫/高濕度操作壽命 | Ts60°C / 90% RH, I_F=60mAF500 小時 | 0/20 | 脈衝濕熱操作壽命 |
| 2 | 60°C/90%RH, I_F=60mA, 30分鐘開/關 | Ta500 小時F0/20 | 高溫儲存（HTS） | 100°C |
| 3 | 1000 小時 | 0/20F低溫儲存（LTS） | -40°C | 1000 小時 |
| 4 | 0/20 | 熱循環（TC）F-40°C ↔ 100°C, 停留30分鐘 | 200 次循環 | 0/20 |
| 5 | 熱衝擊（TS） | -40°C ↔ 100°C, 停留20分鐘 | 200 次循環 | 0/20 |
| 6 | 8. 應用建議與設計考量 | 8.1 典型應用場景 | 通用指示燈： | 狀態指示燈、電源指示燈、面板或開關背光。 |
| 7 | 裝飾與建築照明： | 重點照明、輪廓照明及其他需要寬廣均勻光束的應用。 | 消費性電子產品： | 小型顯示器背光、鍵盤照明或裝置內的裝飾元件。 |
| 8 | 汽車內裝照明： | 閱讀燈、腳部空間照明或其他非外部應用（需進一步符合汽車標準認證）。 | 8.2 關鍵設計考量 | 電流驅動： |
始終使用恆流源驅動LED，而非恆壓源。典型驅動電流為60 mA，但電路必須將最大連續電流限制在80 mA。使用與電壓源串聯的限流電阻是一種簡單方法，但為確保在溫度與電壓變化下的穩定性，建議使用專用的LED驅動IC。
熱管理：
- 這是影響LED性能與壽命最關鍵的面向。280 mW的功率消耗（在60 mA、3.2V下典型值為192 mW）必須有效地從LED接面導出。使用提供的熱阻數據（R_jt=30°C/W）計算必要的散熱措施，以保持T_j低於100°C。例如，在參考的MCPCB上，環境溫度50°C且消耗192 mW時，T_j約為50°C + (0.192W * 30°C/W) = 55.8°C，此為安全範圍。光學設計：
- 120度視角提供了非常寬廣、擴散的光束。對於需要更聚焦光束的應用，則需要二次光學元件（透鏡或反射器）。ESD保護：
- 在連接至LED的PCB走線上加入ESD保護二極體，特別是在易發生靜電放電的環境中。分級以確保一致性：
- 對於需要多個LED顏色或亮度均勻的應用，訂購時請指定嚴格的分級（例如，單一顏色等級和光通量分級）。9. 技術比較與趨勢
9.1 產品定位
- LTW-K140SXR85代表一種成熟、標準化的SMD LED封裝。其主要優勢在於其與自動化組裝的相容性、經過驗證的可靠性以及廣泛的可用性。相較於更新、更小的封裝（例如0402、0201），它提供更高的光輸出，且由於尺寸較大，可能具有更好的熱性能。相較於更大尺寸的高功率LED封裝，它更易於整合，且需要較不複雜的驅動與熱管理電路。9.2 產業背景
- 本產品完全擁抱朝向無鉛（符合RoHS）與綠色製造的趨勢。指定的迴流曲線與電子產業廣泛使用的現代無鉛組裝製程一致。固態照明的趨勢持續朝向更高光效（每瓦更多流明）發展，但此標準封裝在超高效率不如成本、可靠性及易用性關鍵的應用中，仍然具有相關性。This is the most critical aspect of LED design for performance and lifetime. The 280 mW power dissipation (at 60 mA, 3.2V = 192 mW typical) must be effectively conducted away from the LED junction. Use the provided thermal resistance data (Rjt=30°C/W) to calculate the necessary heatsinking to keep Tjbelow 100°C. For example, on the reference MCPCB, with an ambient of 50°C and 192 mW dissipation, Tjwould be approximately 50°C + (0.192W * 30°C/W) = 55.8°C, which is safe.
- Optical Design:The 120-degree viewing angle provides a very wide, diffuse beam. For applications requiring a more focused beam, secondary optics (lenses or reflectors) would be necessary.
- ESD Protection:Incorporate ESD protection diodes on PCB traces connected to the LED, especially in environments prone to static discharge.
- Binning for Consistency:For applications requiring uniform color or brightness across multiple LEDs, specify tight bins (e.g., a single color rank and flux bin) when ordering.
. Technical Comparison and Trends
.1 Product Positioning
The LTW-K140SXR85 represents a mature, standardized SMD LED package. Its key advantages are its compatibility with automated assembly, proven reliability, and wide availability. Compared to newer, smaller packages (e.g., 0402, 0201), it offers higher light output and potentially better thermal performance due to its larger size. Compared to larger, high-power LED packages, it is easier to integrate and requires less complex drive and thermal management circuitry.
.2 Industry Context
The move towards lead-free (RoHS compliant) and green manufacturing is fully embraced in this product. The specified reflow profile aligns with modern lead-free assembly processes used across the electronics industry. The trend in solid-state lighting continues towards higher efficacy (more lumens per watt), but this standard package remains relevant for applications where ultra-high efficiency is less critical than cost, reliability, and ease of use.
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。 |