目录
- 1. 产品概述
- 1.1 主要特性
- 1.2 目标应用
- 2. 封装尺寸与机械数据
- 3. 额定值与特性
- 3.1 绝对最大额定值
- 3.2 建议红外回流焊曲线
- 3.3 电气与光学特性
- 4. 分档与分级系统
- 4.1 正向电压 (VF) 等级
- 4.2 发光强度 (IV) 等级
- 4.3 颜色等级
- 5. 典型性能曲线
- 6. 用户指南与组装说明
- 6.1 清洁程序
- 6.2 推荐PCB焊盘布局
- 6.3 载带与卷盘包装规格
- 6.4 卷盘规格
- 7. 重要注意事项与应用说明
- 7.1 预期用途与可靠性
- 7.2 存储与操作条件
- 8. 设计考量与应用建议
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(基于技术参数)
- 11. 实际设计与使用示例
- 12. 工作原理
- 13. 技术趋势
1. 产品概述
本文档提供了LTST-T680UWET的完整技术规格,这是一款表面贴装器件(SMD)发光二极管(LED)。该元件专为自动化印刷电路板(PCB)组装工艺设计,采用微型外形,适用于空间受限的应用。该LED通过黄色透镜材料发出白光。其主要功能是作为各种消费电子产品、计算设备、通信设备和标识系统中的指示灯或背光源。
1.1 主要特性
- 符合RoHS(有害物质限制)指令。
- 采用8mm载带包装于7英寸直径卷盘,适用于自动化贴片机。
- 标准EIA(电子工业联盟)封装外形。
- 电气兼容集成电路(IC)逻辑电平。
- 设计用于兼容标准红外(IR)回流焊工艺。
- 已按JEDEC(联合电子设备工程委员会)湿度敏感等级3进行预处理。
1.2 目标应用
- 消费电器的状态指示灯和背光照明。
- 通用标识和显示屏背光照明。
- 专业及装饰性照明应用。
- 工业设备状态和面板照明。
2. 封装尺寸与机械数据
LTST-T680UWET采用标准SMD LED封装。透镜颜色为黄色,发光颜色为白色。规格书图纸中提供了所有用于PCB焊盘设计和元件布局的关键尺寸。除非另有说明,所有测量单位均为毫米(mm),标准公差为±0.2 mm。设计人员必须参考详细的尺寸图纸,以确保正确的PCB焊盘布局和组装间隙。
3. 额定值与特性
除非另有说明,所有参数均在环境温度(Ta)为25°C时指定。超过绝对最大额定值可能导致器件永久性损坏。
3.1 绝对最大额定值
- 功耗(Pd):108 mW
- 峰值正向电流(IF(峰值)):100 mA(占空比1/10,脉冲宽度0.1ms)
- 连续正向电流(IF):30 mA DC
- 工作温度范围:-40°C 至 +85°C
- 存储温度范围:-40°C 至 +100°C
3.2 建议红外回流焊曲线
该元件适用于无铅(Pb-free)焊接工艺。推荐的红外回流焊曲线符合J-STD-020B标准。该曲线定义了预热升温速率、浸润时间与温度、峰值回流温度和冷却速率等关键参数,以确保可靠的焊点,同时不损坏LED封装。
3.3 电气与光学特性
下表详细列出了在标准测试电流20mA驱动下的典型性能参数。
- 发光强度(IV):2100 - 3300 mcd(毫坎德拉)。使用经过滤光片匹配CIE明视觉响应曲线的传感器测量。
- 视角(2θ1/2):120度。定义为光强降至峰值轴向值一半时的全角。
- 色度坐标(x, y):在CIE 1931色度图上约为(0.31, 0.31),定义了白点。
- 正向电压(VF):2.8V - 3.6V。
- 反向电流(IR):在反向电压(VR)为5V时,最大10 μA。注意:本器件并非设计用于反向偏压工作。
4. 分档与分级系统
为确保生产批次的一致性,LED根据关键参数被分选到不同的档位中。这使得设计人员能够选择满足特定应用对亮度、电压和颜色要求的元件。
4.1 正向电压(VF)等级
LED根据其在20mA下的正向压降进行分档。档位范围从D7(2.8V - 3.0V)到D10(3.4V - 3.6V),每档公差为±0.1V。这对于设计限流电路和确保多LED阵列亮度均匀至关重要。
4.2 发光强度(IV)等级
LED根据其光输出强度进行分类。主要档位为X1(2100 - 2630 mcd)和X2(2630 - 3300 mcd),每档内部公差为±15%。此分级有助于在最终应用中实现所需的亮度水平。
4.3 颜色等级
使用代码(Z1-Z4, Y1-Y8, X1-X4, W1-W8)定义了详细的色度分档系统。每个档位在CIE 1931(x, y)色度图上指定了一个具有四个角点的四边形区域。这种精确的分档确保了对所发出白光色调的严格控制,x和y坐标的公差均为±0.01。规格书包含了这些坐标边界的完整表格以及色度坐标区域的图形表示。
5. 典型性能曲线
规格书提供了关键关系的图形表示,这对于电路设计和热管理至关重要。这些曲线通常说明:
- 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线):显示非线性关系,对于确定工作点和功耗很重要。
- 发光强度 vs. 正向电流:展示光输出如何随驱动电流增加,直至达到最大额定值。
- 发光强度 vs. 环境温度:显示随着结温升高,光输出会降低,这对于高温环境至关重要。
- 相对光谱功率分布:描绘了在不同波长下发出的光强度,定义了颜色特性。
6. 用户指南与组装说明
6.1 清洁程序
不应使用未指定的化学清洁剂,因为它们可能损坏LED封装。如果焊接后必须清洁,可将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
提供了建议的PCB焊盘图形(封装),以确保在红外或气相回流焊过程中形成正确的焊料圆角并获得机械稳定性。遵循此图形对于可靠的组装至关重要。
6.3 载带与卷盘包装规格
元件采用行业标准的带保护盖带的凸起载带包装。详细规定了载带凹槽、间距和总带宽的尺寸,以确保与自动化组装设备的兼容性。
6.4 卷盘规格
LED缠绕在7英寸(178mm)直径的卷盘上。每盘包含2000片。包装符合ANSI/EIA-481标准。规格包括允许的最大连续空槽数量(两个)以及封带要求。
7. 重要注意事项与应用说明
7.1 预期用途与可靠性
此LED设计用于标准电子设备,如办公设备、通信设备和家用电器。未经事先咨询和特定认证,不适用于故障可能直接危及生命或健康的场合(例如,航空、医疗生命支持、关键安全系统)。
7.2 存储与操作条件
密封包装:湿度敏感器件与干燥剂一起包装在防潮袋中。应在≤30°C和≤70%相对湿度(RH)下存储,并在袋子密封日期后一年内使用。
已开封包装:一旦原包装袋打开,环境存储条件不得超过30°C和60% RH。暴露在环境条件下的元件应在168小时(7天)内进行红外回流焊。对于开封后需要更长时间存储的情况,必须将LED存储在带有干燥剂的密封容器或氮气吹扫的干燥器中,以防止吸湿,吸湿可能导致回流焊过程中出现“爆米花”现象。
8. 设计考量与应用建议
将LTST-T680UWET集成到设计中时,必须考虑几个因素。正向电压分档要求仔细设计限流电阻或驱动电路,以确保多个LED(尤其是并联时)的电流和亮度一致。120度的宽视角使其适用于需要宽泛照明而非聚焦光束的应用。热管理至关重要;不得超过最高结温,这涉及到考虑PCB的导热性、环境温度和LED的功耗。为获得最佳焊接效果,请精确遵循提供的回流焊曲线,以避免热冲击或焊接缺陷。
9. 技术对比与差异化
与通用SMD LED相比,此元件提供了针对发光强度、正向电压和色度的明确且受控的分档。这种分类水平为设计人员提供了可预测的性能,这对于需要一致视觉外观和亮度的产品至关重要。按JEDEC 3级进行预处理表明其封装坚固,能够承受具有特定车间寿命的标准表面贴装组装工艺,从而降低了与组装相关的故障风险。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:我可以用其最大连续电流30mA驱动此LED吗?
答:虽然可以,但在绝对最大额定值下工作会缩短寿命并增加结温。为了获得最佳的可靠性和使用寿命,建议降额使用较低的电流(例如20mA)。
问:详细的颜色分档表有什么用途?
答:它允许在多个LED并排使用的应用(例如背光阵列、标识)中进行精确的颜色匹配。从同一颜色档位中选择LED可确保均匀的白色外观,没有明显的色差。
问:为什么包装袋开封后168小时的车间寿命很重要?
答:SMD LED封装会从空气中吸收湿气。在高温回流焊过程中,这些被截留的湿气会迅速汽化,导致内部分层或开裂(“爆米花”现象)。168小时的限制是针对指定湿度敏感等级的安全暴露时间。
11. 实际设计与使用示例
示例1:状态指示灯面板:在网络路由器中,可以使用多个LTST-T680UWET LED置于半透明塑料盖后面,以指示电源、网络活动和端口状态。其宽视角确保了从各个角度都能看到。使用来自相同VF和IV档位的LED,可确保当它们由公共限流电阻网络驱动时,所有指示灯具有相同的亮度。
示例2:薄膜开关背光:该LED可以安装在硅橡胶键盘后面的柔性PCB上,以提供均匀的背光。黄色透镜在与覆盖层图形结合时,有助于营造暖白色或特定颜色的光。与红外回流焊的兼容性允许其与柔性电路上的其他SMD元件同时焊接。
12. 工作原理
LED是一种半导体二极管。当施加超过其特征阈值的前向电压时,电子在器件的有源区内与空穴复合,以光子(光)的形式释放能量。光的颜色由所用半导体材料的能带隙决定。白光LED通常使用发出蓝光的半导体芯片,并涂覆有荧光粉层。荧光粉吸收一部分蓝光,并将其重新发射为黄光。剩余的蓝光与转换后的黄光混合,被人眼感知为白光。外部黄色透镜进一步改变了最终的颜色输出和视角特性。
13. 技术趋势
SMD LED技术的总体趋势继续朝着更高的发光效率(每瓦电输入产生更多的光输出)发展,从而实现更亮的显示或更低的功耗。同时也在努力提高显色指数(CRI)和不同生产批次间更精确的颜色一致性。封装技术正在不断发展,以允许在更小的占位面积内实现更高的功率密度和更好的热管理。此外,将智能驱动器和控制电路直接集成到LED封装中,是智能照明应用领域持续发展的方向。
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。 |