1. 产品概述
本文档提供了LTST-C061VEKT的完整技术规格,这是一种表面贴装器件(SMD)发光二极管(LED)。该组件专为自动化印刷电路板(PCB)组装工艺设计,适用于各类电子设备中空间受限的应用场景。
1.1 特性
- 符合RoHS(有害物质限制)指令。
- 采用8毫米载带包装,卷绕于7英寸直径卷盘,便于自动化处理。
- 标准EIA(电子工业联盟)封装外形。
- 输入逻辑电平与集成电路(IC)输出兼容。
- 设计用于与自动化贴片设备兼容。
- 适用于红外(IR)回流焊接工艺。
- 已进行预处理,加速达到JEDEC(联合电子设备工程委员会)湿度敏感等级3级。
1.2 应用
该LED旨在用作状态指示灯、信号灯或前面板背光源,适用于电信、办公自动化、家用电器和工业设备等多个领域。
2. 封装尺寸与机械信息
该器件采用水透明透镜,并配备AlInGaP(铝铟镓磷)红光光源。所有尺寸图和公差均在数据手册中提供,除非另有说明,标准公差为±0.2mm。该封装设计用于可靠的表面贴装。
3. 额定值与特性
3.1 绝对最大额定值
额定值在环境温度(Ta)为25°C时指定。超出这些值可能导致永久性损坏。
- 功耗(Pd): 203 mW
- 峰值正向电流(IF(PEAK)): 100 mA (脉冲,50ms 导通,950ms 关断,占空比=0.05)
- DC Forward Current (IF): 70 mA
- 工作温度范围 (Topr): -40°C 至 +85°C
- 存储温度范围 (T存储): -40°C 至 +100°C
3.2 电气与光学特性
关键性能参数均在 Ta=25°C 和 IF=70mA 的条件下测得,除非另有说明。
- 发光强度 (IV): 1550 - 3600 mcd (毫坎德拉)。使用近似 CIE 明视觉响应的滤光片进行测量。
- 视角 (2θ1/2): 120度(典型值)。定义为光强降至轴向值一半时的全角。
- 峰值发射波长 (λP): 631 nm(典型值)。
- 主波长 (λd): 617 - 630 nm。公差为 ±1nm。
- 谱线半宽 (Δλ): 15 nm (典型值)。
- 正向电压 (VF): 1.9 - 2.9 V。容差为±0.1V。
- 反向电流 (IR): 在V电压下为10 μA(最大值)R=5V。该设备并非设计用于反向偏压操作。
4. 箱码与分拣系统
器件根据在70mA电流下测得的发光强度进行分选。这确保了生产应用中亮度的一致性。
4.1 发光强度 (IV) 等级
- Bin Code J1: 1550 - 2050 mcd (光通量: 5.2 - 6.8 lm)
- Bin Code J2: 2050 - 2720 mcd (光通量: 6.8 - 9.0 lm)
- Bin Code K1: 2720 - 3600 mcd (光通量: 9.0 - 12.0 lm)
每个光强分档的容差为±10%。以流明(lm)为单位的光通量值仅供参考。
5. 典型性能曲线
数据手册包含了关键关系的图形化表示,这对于电路设计和热管理至关重要。
- 正向电流与正向电压 (IF-VF 特性)
- 发光强度与正向电流关系 (IV-IF 特性)
- 发光强度与环境温度关系 (IV-Ta 特性)
- Relative Spectral Power Distribution (Wavelength vs. Relative Intensity)
- 视角特性(角度强度分布)
这些曲线使设计人员能够预测不同工作条件下的性能,例如在较高温度下对光输出进行降额,或计算所需的限流电阻值。
6. 组装与操作指南
6.1 清洁
若焊接后需进行清洁,仅可使用指定溶剂。将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。未经指定的化学品可能会损坏封装材料。
6.2 推荐PCB焊盘布局
本文提供了一个建议的印刷电路板(PCB)焊接盘布局,适用于红外或气相回流焊接。为确保形成良好的焊点并避免桥连,建议焊膏印刷的钢网最大厚度为0.10毫米。
6.3 编带包装
LED采用压纹载带包装,卷盘直径为7英寸(178毫米)。载带宽度为8毫米。包装包含符合EIA-481规范的载带凹槽、盖带及卷盘尺寸的详细机械图纸。标准卷盘包含4000颗LED,尾数订单最小起订量为500颗。
7. 重要注意事项与应用说明
7.1 预期用途与可靠性
本LED设计用于普通电子设备。不适用于故障可能直接危及生命或健康的应用,例如航空、医疗生命支持或关键安全系统。对于此类应用,需在设计前咨询制造商。
7.2 贮存条件
密封包装: 在≤30°C且相对湿度≤70%的条件下贮存。当防潮袋及干燥剂完好时,保质期为一年。
已开封包装: 储存环境温度不得超过30°C,相对湿度不得超过60%。从原始包装中取出的元件应在168小时(7天)内进行红外回流焊接。若储存时间超过此期限,必须将其存放在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。在包装外储存超过168小时的LED,在组装前需在大约60°C下烘烤至少48小时,以去除吸收的湿气,防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。
7.3 焊接工艺
回流焊接: 建议采用符合 J-STD-020B 标准的无铅焊接温度曲线。关键参数包括预热区(150-200°C,最长120秒)、峰值温度不超过260°C,以及液相线以上时间(TAL)最长10秒。回流焊接最多应进行两次。
手工焊接: 如有必要,可使用烙铁头温度不超过300°C的烙铁进行操作,最长不超过3秒,且仅限一次。所提供的温度曲线仅供参考;最终曲线必须根据具体的PCB设计、所用元器件和焊膏进行特性化确定。
8. 技术深度探讨与设计考量
8.1 光度与色度分析
采用AlInGaP技术可实现高效能红色LED,其主波长在617-630nm范围内,能产生饱和的红色。120度的视角提供了宽广的发射模式,适合用作状态指示灯。设计人员必须考虑分档结构,以确保在阵列或产品线中多个单元间的亮度一致性。
8.2 电气设计与热管理
在70mA电流下最大正向电压为2.9V,必须使用串联限流电阻。电阻值(R)可根据欧姆定律计算:R = (V电源 - VF) / IF. LED自身的功耗 (Pd = VF * IF) 不得超过203mW的绝对最大额定值,同时需考虑如IV-Ta 曲线所示,在较高环境温度下发生的降额。在大电流或高温环境下,可能需要足够的PCB铜箔面积用于散热。
8.3 组装工艺兼容性
JEDEC Level 3 湿度敏感等级以及与红外回流焊的兼容性对于现代大规模生产至关重要。设计人员必须严格遵守存储和烘烤指南,以防止在高温回流焊过程中因湿气导致封装开裂。推荐的焊盘图形和钢网规格经过优化,旨在实现可靠的焊点,同时最大限度地降低立碑或桥连的风险。
9. 应用建议与典型用例
除了简单的状态指示功能外,该LED的亮度和视角特性使其适用于前面板上小型符号的背光照明,或在低光条件下为传感器提供照明。其小巧的外形使其非常适合通信设备和计算外设等便携式设备。当用于阵列时,必须注意电流分配以及相邻LED之间的热耦合。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:峰值波长与主波长有何区别?
答:峰值波长(λP)是指发射光功率达到最大值时的波长。主波长(λd)是指与LED感知颜色相匹配的单色光波长。λd 对于颜色规格而言更为相关。
问:我能否在不使用电阻的情况下用5V电源驱动这个LED?
答:不能。将其直接连接到5V电源将迫使电流远超其最大额定值,导致立即且灾难性的损坏。始终需要使用限流电阻或恒流驱动器。
问:为什么开袋后的储存条件如此严格?
A>SMD LED packages can absorb moisture from the air. During the high-temperature reflow soldering process, this trapped moisture rapidly turns to steam, creating internal pressure that can delaminate the package or crack the die. The 168-hour floor life and baking procedures are standardized methods to prevent this failure mode.
LED规格术语
LED技术术语完整解释
光电性能
| 术语 | 单位/表示法 | 简要说明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 发光效能 | lm/W (流明每瓦) | 每瓦电力的光输出,数值越高表示能效越高。 | 直接决定能效等级和电费成本。 |
| Luminous Flux | lm (流明) | 光源发出的总光量,通常称为“亮度”。 | 判断光线是否足够明亮。 |
| 视角 | °(度),例如:120° | 光强降至一半时的角度,决定了光束宽度。 | 影响照明范围与均匀性。 |
| CCT (色温) | K (开尔文),例如 2700K/6500K | 光线的暖/冷色调,数值越低越偏黄/暖,数值越高越偏白/冷。 | 决定照明的氛围与适用场景。 |
| CRI / Ra | 无量纲,0–100 | 准确还原物体颜色的能力,Ra≥80为良好。 | 影响色彩真实性,用于商场、博物馆等高要求场所。 |
| SDCM | MacAdam椭圆步长,例如“5步” | 颜色一致性指标,步长值越小表示颜色一致性越高。 | 确保同一批次LED的颜色均匀一致。 |
| Dominant Wavelength | nm(纳米),例如:620nm(红色) | 对应彩色LED颜色的波长。 | 决定红色、黄色、绿色单色LED的色调。 |
| Spectral Distribution | 波长与强度关系曲线 | 显示不同波长上的强度分布。 | 影响显色性和质量。 |
电气参数
| 术语 | 符号 | 简要说明 | 设计考量 |
|---|---|---|---|
| 正向电压 | Vf | 点亮LED所需的最低电压,类似“启动阈值”。 | 驱动器电压必须≥Vf,串联LED的电压会累加。 |
| Forward Current | If | 常规LED工作电流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脉冲电流 | Ifp | 短时可耐受的峰值电流,用于调光或闪烁。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向电压 | Vr | LED可承受的最大反向电压,超过此值可能导致击穿。 | 电路必须防止反接或电压尖峰。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 芯片到焊料的热阻,数值越低越好。 | 高热阻需要更强的散热能力。 |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | 抗静电放电能力,数值越高表示越不易受损。 | 生产中需采取防静电措施,特别是对于敏感的LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 术语 | 关键指标 | 简要说明 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温 | 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;温度过高会导致光衰和色偏。 |
| Lumen Depreciation | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需的时间。 | 直接定义了LED的“使用寿命”。 |
| 光通维持率 | %(例如,70%) | 随时间推移保留的亮度百分比。 | 表示长期使用下的亮度保持情况。 |
| Color Shift | Δu′v′ 或麦克亚当椭圆 | 使用过程中的颜色变化程度。 | 影响照明场景中的色彩一致性。 |
| Thermal Aging | Material degradation | 长期高温导致的性能劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路故障。 |
Packaging & Materials
| 术语 | 常见类型 | 简要说明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC, PPA, Ceramic | 壳体材料保护芯片,提供光/热界面。 | EMC:良好的耐热性,低成本;陶瓷:更好的散热性,更长的寿命。 |
| Chip Structure | 正面,倒装芯片 | 芯片电极排布。 | 倒装芯片:散热更佳,效能更高,适用于大功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG, Silicate, Nitride | 覆盖蓝光芯片,将部分蓝光转换为黄/红光,混合形成白光。 | 不同的荧光粉会影响光效、相关色温和显色指数。 |
| 镜头/光学元件 | 平面、微透镜、全内反射 | 控制光分布的表面光学结构。 | 决定视角与光分布曲线。 |
Quality Control & Binning
| 术语 | 分档内容 | 简要说明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | 代码,例如:2G、2H | 按亮度分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同批次产品亮度均匀。 |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动器匹配,提高系统效率。 |
| 色容差箱 | 5阶麦克亚当椭圆 | 按色坐标分组,确保范围紧密。 | 保证颜色一致性,避免灯具内部颜色不均。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K等。 | 按相关色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的相关色温要求。 |
Testing & Certification
| 术语 | Standard/Test | 简要说明 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通维持测试 | 恒温长期点亮,记录亮度衰减。 | 用于估算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命估算标准 | 基于LM-80数据估算实际工况下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA | 照明工程学会 | 涵盖光学、电学、热学测试方法。 | 行业公认的测试基准。 |
| RoHS / REACH | 环境认证 | 确保不含有害物质(铅、汞)。 | 国际市场的准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 照明产品的能效与性能认证。 | 用于政府采购、补贴计划,提升竞争力。 |