目录
- 1. 产品概述
- 1.1 产品特性
- 1.2 应用领域
- 2. 封装尺寸
- 3. 额定值与特性
- 3.1 绝对最大额定值
- 3.2 电气与光学特性
- 3.3 静电放电 (ESD) 注意事项
- 4. 分档等级系统
- 4.1 正向电压 (VF) 分档
- 4.2 发光强度 (IV) 分档
- 4.3 色度 (主波长, λd) 分档
- 5. 典型性能曲线
- 6. 用户指南与组装信息
- 6.1 清洁
- 6.2 推荐PCB焊盘布局
- 6.3 编带与卷盘包装
- 7. 注意事项与操作说明
- 7.1 适用范围
- 7.2 存储条件
- 7.3 焊接建议
- 8. 设计考量与应用说明
- 8.1 电流驱动
- 8.2 热管理 尽管功耗相对较低(62.5mW),但PCB上的有效热管理仍然很重要,尤其是在高环境温度下或多个LED紧密排列时。PCB焊盘布局充当散热器。确保连接到散热焊盘的铜箔面积充足,有助于维持较低的结温,从而保持光输出和运行寿命。 8.3 光学设计
- 9. 技术原理:AlInGaP 技术
- 10. 对比与选型指导
- 11. 常见问题解答 (FAQ)
- 11.1 峰值波长与主波长有何区别?
- 11.2 我能否使用3.3V电源不加电阻直接驱动此LED?
- 11.3 如何解读分档代码(例如 LTST-C950KGKT)?
- 11.4 为什么包装袋开封超过一周后需要烘烤?
1. 产品概述
本文档提供了一款专为自动化组装工艺设计的高亮度贴片LED的完整技术规格。该器件采用先进的AlInGaP(铝铟镓磷)半导体芯片产生绿光,在紧凑的封装中提供了卓越的发光效率和可靠性。它专为集成到空间受限的电子应用中而设计,这些应用对性能一致性和制造便利性有严格要求。
1.1 产品特性
- 符合RoHS(有害物质限制)指令。
- 采用圆顶透镜设计,优化光输出和视角。
- 采用超高亮度AlInGaP芯片技术。
- 以符合行业标准的8mm编带、7英寸直径卷盘形式供货,适用于自动化贴片设备。
- 兼容标准红外(IR)回流焊接工艺。
- 逻辑电平兼容的驱动电流。
1.2 应用领域
此LED适用于跨多个行业的广泛指示灯和背光功能,包括:
- 电信设备(例如,手机、网络交换机)。
- 办公自动化设备(例如,打印机、扫描仪)。
- 消费类家用电器。
- 工业控制面板和设备。
- 键盘和按键背光。
- 状态和电源指示灯。
- 微型显示器和符号照明。
2. 封装尺寸
该LED采用标准表面贴装器件(SMD)封装。透镜颜色为水清透明,光源为发射绿光的AlInGaP芯片。除非另有说明,所有尺寸公差为±0.1毫米。精确的元件本体尺寸、阴极标识和焊盘布局请参考原始规格书中的尺寸图。
3. 额定值与特性
3.1 绝对最大额定值
超出这些限值的应力可能导致器件永久性损坏。所有额定值均在环境温度(Ta)为25°C时规定。
- 功耗(Pd):62.5 mW
- 峰值正向电流(IF(峰值)):60 mA(在1/10占空比,0.1ms脉冲宽度下)
- 连续正向电流(IF):25 mA DC
- 反向电压(VR):5 V
- 工作温度范围:-30°C 至 +85°C
- 存储温度范围:-40°C 至 +85°C
- 红外回流焊接条件:峰值温度260°C,最长10秒。
3.2 电气与光学特性
典型性能参数在Ta=25°C和IF=20mA下测量,除非另有说明。
- 发光强度(IV):280 - 1120 mcd(毫坎德拉)。具体数值由分档等级决定。
- 视角(2θ1/2):25度(光强为轴向值一半时的离轴角)。
- 峰值发射波长(λP):574.0 nm(典型值)。
- 主波长(λd):564.5 - 576.5 nm(取决于分档)。
- 光谱线半宽(Δλ):15 nm(典型值)。
- 正向电压(VF):1.8 - 2.4 V。
- 反向电流(IR):在VR=5V时最大10 µA。
测量说明:发光强度使用经过滤光片匹配CIE明视觉响应曲线的传感器测量。主波长源自CIE色度图。
3.3 静电放电 (ESD) 注意事项
此器件对静电放电和电涌敏感。在操作和组装过程中必须采取适当的ESD控制措施。建议包括使用接地腕带、防静电手套,并确保所有设备和工作台正确接地。
4. 分档等级系统
为确保生产中的颜色和亮度一致性,器件根据关键参数进行分档。这使得设计人员能够选择符合其特定公差要求的LED。
4.1 正向电压(VF)分档
在IF=20mA时分档。每档公差为±0.1V。
- D2:1.8V(最小) - 2.0V(最大)
- D3:2.0V(最小) - 2.2V(最大)
- D4:2.2V(最小) - 2.4V(最大)
4.2 发光强度(IV)分档
在IF=20mA时分档。每档公差为±15%。
- T:280.0 mcd(最小) - 450.0 mcd(最大)
- U:450.0 mcd(最小) - 710.0 mcd(最大)
- V:710.0 mcd(最小) - 1120.0 mcd(最大)
4.3 色度(主波长, λd)分档
在IF=20mA时分档。每档公差为±1 nm。
- B:564.5 nm(最小) - 567.5 nm(最大)
- C:567.5 nm(最小) - 570.5 nm(最大)
- D:570.5 nm(最小) - 573.5 nm(最大)
- E:573.5 nm(最小) - 576.5 nm(最大)
5. 典型性能曲线
规格书包含典型条件下(除非注明,均为25°C)关键特性的图形表示。这些曲线对于理解器件在不同工作条件下的行为至关重要。
- 相对发光强度 vs. 正向电流:显示光输出如何随驱动电流增加,通常呈亚线性关系,突显效率变化。
- 正向电压 vs. 正向电流:说明二极管的I-V特性,对于设计限流电路至关重要。
- 相对发光强度 vs. 环境温度:展示光输出的热降额,这对于高温或高功率应用至关重要。
- 光谱分布:描绘相对辐射功率随波长的变化,以峰值波长为中心,显示出AlInGaP LED典型的窄带宽特性。
6. 用户指南与组装信息
6.1 清洁
未指定的化学清洁剂可能会损坏LED封装。如果焊接后必须清洁,请将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中,时间不超过一分钟。
6.2 推荐PCB焊盘布局
提供了印刷电路板的建议焊盘图形(封装),以确保在回流焊过程中形成良好的焊点、机械稳定性和散热。遵循此布局有助于实现可靠的组装。
6.3 编带与卷盘包装
LED以压花载带(8mm宽)形式提供,卷绕在7英寸(178mm)直径的卷盘上。此包装符合EIA-481标准,适用于自动化处理。
- 卷盘容量:每盘2000片。
- 零散订单最小起订量:500片。
- 载带用盖带密封以保护元件。
- 最多允许连续两个空穴。
7. 注意事项与操作说明
7.1 适用范围
这些LED专为标准商业和工业电子设备设计。未经事先咨询和特定认证,不适用于故障可能导致生命或健康直接风险的安全关键应用(例如,航空、医疗生命支持、交通控制)。
7.2 存储条件
- 密封防潮袋(MBB):存储在≤ 30°C和≤ 90%相对湿度(RH)下。带干燥剂的密封袋内保质期为一年。
- 开封后:存储环境不应超过30°C / 60% RH。从MBB中取出的元件应在一周内进行红外回流焊接(湿度敏感等级3,MSL 3)。若需在原始袋外长时间存储,请存放在带干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。在MBB外存储超过一周的元件,在焊接前需要在约60°C下烘烤至少20小时,以防止回流焊过程中出现“爆米花”分层现象。
7.3 焊接建议
此器件兼容红外回流焊接工艺。推荐使用无铅(Pb-free)工艺曲线。
- 回流焊接:
- 预热温度:150°C – 200°C
- 预热时间:最长120秒
- 本体峰值温度:最高260°C
- 高于260°C的时间:最长10秒
- 最大回流次数:两次
- 手工焊接(烙铁):
- 烙铁头温度:最高300°C
- 接触时间:每个焊点最长3秒
- 最大手工焊接次数:一次
注意:最佳回流曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和炉子。提供的条件是基于JEDEC标准的指导原则。建议针对特定组装线进行特性分析。
8. 设计考量与应用说明
8.1 电流驱动
始终使用恒流源或串联限流电阻驱动LED。在最大连续正向电流(25mA)或以下工作对于延长寿命至关重要。正向电压随分档而变化(1.8V至2.4V),因此限流电路必须针对所选分档中的最大VF进行设计,以确保在所有条件下电流适当。
8.2 热管理
尽管功耗相对较低(62.5mW),但PCB上的有效热管理仍然很重要,尤其是在高环境温度下或多个LED紧密排列时。PCB焊盘布局充当散热器。确保连接到散热焊盘的铜箔面积充足,有助于维持较低的结温,从而保持光输出和运行寿命。
8.3 光学设计
25度的视角提供了相对聚焦的光束。对于需要更宽照明的应用,必须考虑二次光学元件(例如,扩散片、导光板)。水清透明透镜适用于LED熄灭时芯片颜色不成问题的应用。
9. 技术原理:AlInGaP 技术
此LED采用在衬底上生长的铝铟镓磷(AlInGaP)半导体材料。通过在有源区调整这些元素的比例,可以调节带隙能量,从而在绿-黄-橙-红光谱范围内发光。AlInGaP技术以其高内量子效率和相比GaAsP等旧技术在高温下的优异性能而闻名,从而实现了更高的亮度和更好的颜色稳定性。
10. 对比与选型指导
选择SMD LED时,关键的差异化因素包括:
- 芯片技术:AlInGaP(如此处所用)对比InGaN(常用于蓝/白/绿光)。AlInGaP通常在琥珀色-红色范围内提供更高的效率,而特定的绿色AlInGaP器件则提供独特的色点。
- 亮度(发光强度):分档系统(T, U, V)允许根据所需亮度进行选择,这会影响功耗和可见度。
- 颜色一致性(波长分档):严格的色度分档(B至E)对于多个LED之间颜色匹配至关重要的应用至关重要。
- 视角:25度视角为中等聚焦。其他封装可提供更宽或更窄的视角,以满足不同的扩散需求。
- 封装尺寸与热性能:紧凑的SMD封装节省了电路板空间,但需要关注PCB热设计以实现最佳性能。
11. 常见问题解答 (FAQ)
11.1 峰值波长与主波长有何区别?
峰值波长(λP)是发射光功率最大的单一波长。主波长(λd)是与参考白光相比,与LED感知颜色相匹配的单色光波长。λd在以人为本的应用中,对于颜色规格更为相关。
11.2 我能否使用3.3V电源不加电阻直接驱动此LED?
No.正向电压仅为1.8-2.4V。将其直接连接到3.3V电源会导致过大电流流过,可能超过绝对最大额定值并立即损坏LED。使用电压源时,必须串联限流电阻。
11.3 如何解读分档代码(例如 LTST-C950KGKT)?
完整型号包含内部编码。对于采购,关键的可选参数是正向电压(D2/D3/D4)、发光强度(T/U/V)和主波长(B/C/D/E)分档。应根据您设计的电气和光学要求来指定这些参数。
11.4 为什么包装袋开封超过一周后需要烘烤?
SMD封装会从大气中吸收湿气。在高温回流焊接过程中,这些被困的湿气会迅速汽化,产生内部压力,可能导致封装开裂或内部分层(“爆米花效应”)。烘烤可以去除这些吸收的湿气。
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。 |