目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电气与光学特性
- 2.3 热特性
- 3. 分档系统说明 产品根据发光强度进行分档,以确保应用中的亮度一致性。对于绿色LED,分档代码从N到S,最小光强从28.0 mcd (N) 到 180.0 mcd (S),最大光强从45.0 mcd (N) 到 280.0 mcd (S)。黄色LED使用分档代码K到P,最小光强从7.1 mcd (K) 到 45.0 mcd (P),最大光强从11.2 mcd (K) 到 71.0 mcd (P)。每个光强档位都应用了+/-15%的容差。此系统允许设计人员根据其特定需求,选择具有可预测亮度级别的LED。 4. 性能曲线分析 虽然提供的文本中没有详述具体的图形曲线,但给定的参数允许推断关键的性能趋势。正向电压(VF)值表明了每种颜色的IV特性曲线。VF的差异(绿色为2.80V,黄色为1.90V,在5mA下)对于电路设计至关重要,尤其是在从公共电压源驱动两种颜色时。光谱半宽数据(绿色35nm,黄色15nm)表明,与发射光谱更宽的绿色LED相比,黄色LED具有更单色、更窄的发射光谱。降额因子直接描述了最大允许正向电流对温度的负相关性。 5. 机械与封装信息
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 清洗
- 6.3 存储条件
- 7. 包装与订购信息
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计注意事项
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(基于技术参数)
- 11. 实际设计与使用案例
- 12. 技术原理介绍
- 13. 行业趋势与背景
1. 产品概述
本文档详细说明了一款双色、侧发光表面贴装器件(SMD)LED的技术规格。该元件专为需要紧凑型直角光源的应用而设计,其主要目标市场是LCD背光模块。其核心优势包括符合环保法规、采用先进半导体材料实现高亮度输出,以及与现代化自动组装和焊接工艺兼容。
2. 技术参数详解
2.1 绝对最大额定值
器件的操作极限定义在环境温度(Ta)为25°C的条件下。对于绿色LED(InGaN芯片),最大连续正向电流为20 mA,在脉冲条件下(1/10占空比,0.1ms脉冲宽度)允许的峰值正向电流为100 mA。其功耗额定值为76 mW。黄色LED(AlInGaP芯片)具有更高的连续正向电流额定值30 mA,峰值80 mA,功耗为75 mW。两种颜色共享最大反向电压5V。工作温度范围为-20°C至+80°C,存储温度范围更宽,为-30°C至+100°C。器件可承受260°C下5秒的红外回流焊接。
2.2 电气与光学特性
在Ta=25°C和测试电流(IF)为5 mA的条件下测量,关键性能参数如下。绿色LED的发光强度(Iv)最小值为28.0 mcd,典型值未指定,最大值为280.0 mcd。黄色LED的发光强度范围从最小值7.1 mcd到最大值71.0 mcd。两种LED均具有典型的130度宽视角(2θ1/2)。绿色LED的典型峰值发射波长(λP)为530 nm,典型主波长(λd)为528 nm,光谱半宽(Δλ)为35 nm。黄色LED的对应值分别为591 nm、588 nm和15 nm。在5 mA下,正向电压(VF)绿色典型值为2.80V(最大3.20V),黄色典型值为1.90V(最大2.30V)。在VR=5V时,两者的反向电流(IR)最大为10 μA。
2.3 热特性
正向电流的降额因子规定为从25°C开始线性变化。对于绿色LED,降额为0.25 mA/°C,这意味着环境温度每高于25°C一度,允许的直流正向电流就减少0.25 mA。对于黄色LED,降额因子为0.4 mA/°C。这是确保长期可靠性和防止应用中热失控的关键参数。
3. 分档系统说明
产品根据发光强度进行分档,以确保应用中的亮度一致性。对于绿色LED,分档代码从N到S,最小光强从28.0 mcd (N) 到 180.0 mcd (S),最大光强从45.0 mcd (N) 到 280.0 mcd (S)。黄色LED使用分档代码K到P,最小光强从7.1 mcd (K) 到 45.0 mcd (P),最大光强从11.2 mcd (K) 到 71.0 mcd (P)。每个光强档位都应用了+/-15%的容差。此系统允许设计人员根据其特定需求,选择具有可预测亮度级别的LED。
4. 性能曲线分析
虽然提供的文本中没有详述具体的图形曲线,但给定的参数允许推断关键的性能趋势。正向电压(VF)值表明了每种颜色的IV特性曲线。VF的差异(绿色为2.80V,黄色为1.90V,在5mA下)对于电路设计至关重要,尤其是在从公共电压源驱动两种颜色时。光谱半宽数据(绿色35nm,黄色15nm)表明,与发射光谱更宽的绿色LED相比,黄色LED具有更单色、更窄的发射光谱。降额因子直接描述了最大允许正向电流对温度的负相关性。
5. 机械与封装信息
该器件符合EIA标准封装外形。它是一个侧发光(直角)封装,意味着主要发光方向平行于安装平面,这非常适用于LCD背光等边缘照明应用。透镜材料指定为水清透明。引脚定义明确:阴极1(C1)用于黄色AlInGaP芯片,阴极2(C2)用于绿色InGaN芯片。元件以8mm载带包装在7英寸直径卷盘上供应,兼容自动贴片设备。完整的规格书中包含了封装的详细尺寸图和推荐的焊盘布局,以指导PCB设计。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
提供了两种建议的红外(IR)回流焊温度曲线:一种用于普通(锡铅)焊料工艺,一种用于无铅焊料工艺。使用SnAgCu焊膏的无铅工艺的关键参数包括预热阶段和峰值温度条件。已确认该器件兼容红外和气相回流焊接工艺。
6.2 清洗
清洗必须小心进行。不应使用未指定的化学液体,因为它们可能会损坏LED封装。如果必须清洗,建议将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中,时间不超过一分钟。
6.3 存储条件
为了获得最佳的保质期和可焊性,从原始的防潮包装中取出的LED应在一周内进行红外回流焊接。对于在原始包装外更长时间的存储,应将其保存在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。如果未包装存储超过一周,建议在组装前进行约60°C、至少24小时的烘烤,以去除吸收的水分,防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。
7. 包装与订购信息
标准包装为每7英寸卷盘3000片。载带和卷盘规格遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994。载带上的空元件袋用顶部盖带密封。载带中最多允许连续缺失两个元件。对于订购数量不是整盘倍数的,剩余数量的最小包装数量规定为500片。部件号LTST-S326TGKSKT-5A遵循制造商的内部编码系统,该系统通常编码封装类型、颜色和分档信息。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
这款侧发光LED主要且明确的应用是LCD面板背光,其直角发射可以有效地将光耦合到面板的导光板中。其双色功能(绿/黄)可用于状态指示灯、多色背光效果,或需要混合这两种原色以实现特定色度点的应用中。
8.2 设计注意事项
驱动方法:LED是电流驱动器件。为了确保并联驱动多个LED时亮度均匀,强烈建议为每个单独的LED串联一个限流电阻(电路模型A)。不鼓励直接从电压源并联驱动多个LED而不使用单独的电阻(电路模型B),因为LED之间正向电压(VF)特性的微小差异可能导致电流和亮度的显著差异。
静电放电(ESD):LED对静电放电敏感。在操作和组装过程中必须采取预防措施:使用接地腕带或防静电手套,确保所有设备和工作台面正确接地,并考虑使用离子发生器来中和工作环境中的静电荷。
9. 技术对比与差异化
该器件通过其功能组合实现差异化:在单个侧发光封装中集成双色芯片。与使用两个单独的LED相比,这节省了PCB空间。使用超高亮度InGaN(绿色)和AlInGaP(黄色)芯片表明其专注于高效率和光输出。其与自动贴装和标准回流工艺(包括无铅)的兼容性使其适用于大批量、现代化的电子制造。130度的宽视角针对需要均匀照明的背光应用进行了优化。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:我可以同时以最大直流电流驱动绿色和黄色LED吗?
答:不可以。绝对最大额定值针对每个芯片独立定义。同时以20mA(绿色)和30mA(黄色)驱动两者将超过封装的整体热设计极限。必须根据实际使用的正向电压和电流考虑总功耗。
问:为什么两种颜色的正向电压不同?
答:正向电压是半导体材料带隙的基本属性。InGaN(绿色)的带隙比AlInGaP(黄色)大,因此需要更高的正向电压才能达到相同的电流。
问:如何解读发光强度分档代码?
答:选择能保证您所需最低亮度的分档代码。例如,如果您的设计需要绿色LED至少100 mcd,则必须指定R档(112.0-180.0 mcd)或更高档位。典型值不保证,只保证所选档位的最小/最大范围。
问:是否需要散热片?
答:对于在或接近最大额定电流下工作,尤其是在环境温度升高的情况下,对PCB进行仔细的热管理至关重要。必须遵循降额曲线。对于低电流工作(例如5-10 mA),标准的PCB布局通常就足够了。
11. 实际设计与使用案例
场景:为便携式设备设计双状态指示灯。LTST-S326TGKSKT-5A可用于显示充电状态:黄色表示充电中,绿色表示已充满。设计人员会将LED放置在PCB边缘,其发光面朝向外壳中的导光条或窗口。需要设计两个独立的限流电路——一个用于黄色阳极(根据电源电压Vsupply、VF_yellow~1.9V和所需的I_F计算电阻),一个用于绿色阳极(根据VF_green~2.8V计算)。公共阴极连接到地。宽视角确保指示灯可以从各个角度看到。设计人员必须确保PCB焊盘布局与推荐图案匹配,以实现可靠的焊点和正确的对齐。
12. 技术原理介绍
发光二极管(LED)是一种半导体p-n结器件,通过电致发光发射光线。当施加正向电压时,电子和空穴在有源区复合,以光子的形式释放能量。发射光的颜色由半导体材料的带隙能量决定。该器件在一个封装内集成了两种不同的半导体芯片:用于发射绿光的氮化铟镓(InGaN)芯片和用于发射黄光的磷化铝铟镓(AlInGaP)芯片。侧发光封装通过特定的机械设计实现,该设计使芯片的主要发光表面垂直于封装引脚,从而将光线导向元件侧面。
13. 行业趋势与背景
该组件的开发符合光电子行业的几个关键趋势。向RoHS合规和绿色产品的转变反映了全球环保法规的要求。使用InGaN和AlInGaP等高效率材料,是由便携式和显示设备对更高亮度和更低功耗的持续需求所驱动的。封装创新,如侧发光形式,对于实现更薄、更紧凑的终端产品至关重要,尤其是在智能手机、平板电脑和笔记本电脑等消费电子产品中。此外,与全自动、高速SMT组装线的兼容性是实现成本效益大规模生产的基本要求。包含详细的焊接曲线,特别是针对无铅工艺,突显了行业向更环保制造方式的过渡。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |