目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 技术参数:深入客观解读
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 热特性
- 2.3 电气与光学特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 正向电压(VF)分档
- 3.2 发光强度(IV)分档
- 3.3 颜色分档
- 4. 性能曲线分析
- 5. 机械与包装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别与焊盘设计
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 推荐的红外回流温度曲线
- 6.2 存储条件
- 6.3 清洗
- 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. 基于技术参数的常见问题解答
- 11. 实际设计与使用案例
- 12. 原理介绍
- 13. 发展趋势
1. 产品概述
LTST-T180UWET是一款专为自动化印刷电路板(PCB)组装而设计的表面贴装器件(SMD)发光二极管(LED)。其紧凑的外形尺寸非常适合空间受限的应用场景。该LED通过黄色透镜发出白光,这会影响输出光的感知色温和扩散效果。该元件专为大批量制造工艺设计,包括兼容红外(IR)回流焊接温度曲线。
1.1 核心优势与目标市场
该LED的关键特性包括符合RoHS(有害物质限制)指令、采用适用于自动贴片设备的7英寸卷盘上的8mm载带包装,以及经过JEDEC Level 3湿度敏感等级预处理。其主要应用领域涵盖电信设备、办公自动化设备、家用电器、工业控制面板和室内标识。它通常用于状态指示、符号照明以及需要可靠、紧凑光源的前面板背光。
2. 技术参数:深入客观解读
2.1 绝对最大额定值
在环境温度(Ta)为25°C时,器件定义了确保可靠性并防止损坏的工作极限。最大功耗为97.5 mW。在脉冲条件下(1/10占空比,0.1ms脉冲宽度),它可以承受100 mA的峰值正向电流,而推荐的连续直流正向电流为30 mA。器件的额定工作和存储温度范围为-40°C至+100°C。
2.2 热特性
最大允许结温(Tj)为125°C。从结到环境环境的典型热阻(Rθja)为60°C/W。此参数对于热管理设计至关重要;LED消耗的功率将使结温每瓦特功率升高60°C。在连续工作时,必须考虑适当的PCB布局,必要时增加散热措施,以将结温保持在安全范围内。
2.3 电气与光学特性
在Ta=25°C、正向电流(IF)为20mA的条件下测量,定义了关键性能参数。发光强度(Iv)的典型范围为1500 mcd(毫坎德拉)至3050 mcd,表明输出亮度很高。视角(2θ1/2)定义为光强降至轴向值一半时的全角,为120度,提供了非常宽广的照明范围。正向电压(VF)范围从最小值2.45V到最大值3.25V。当施加5V反向电压(VR)时,反向电流(IR)最大为10 μA,请注意该器件并非为反向偏压操作而设计。
3. 分档系统说明
LED根据关键参数被分档,以确保批量生产的一致性。这使得设计人员可以选择满足特定电路或亮度要求的器件。
3.1 正向电压(VF)分档
LED被分为四个电压档(D5至D8),每个档位在20mA下覆盖0.2V的范围,从2.45V到3.25V。每个档位有±0.1V的容差。这有助于设计具有可预测压降的电源和限流电路。
3.2 发光强度(IV)分档
定义了三个强度档:W2(1500-1800 mcd)、X1(1800-2340 mcd)和X2(2340-3050 mcd)。每个档位有±11%的容差。选择更高的档位可确保更大的光输出,这对于需要更高可见度或补偿材料透光扩散的应用可能是必要的。
3.3 颜色分档
在CIE 1931色度图上的色度坐标(x, y)被分为六个主要组别(A1至F1)。每个档位定义了色度图上的一个四边形区域。档位内色调(x, y)的容差为±0.01。对于多个LED之间颜色一致性很重要的应用(例如背光阵列或需要外观均匀的状态指示灯),此分档至关重要。
4. 性能曲线分析
虽然文档中引用了具体的图形数据(例如典型曲线),但提供的表格数据允许进行分析。正向电流(IF)与正向电压(VF)之间的关系是非线性的,这是二极管的典型特性。20mA测试条件提供了标准工作点。120度的宽视角表明其具有朗伯型或类似的辐射模式,光线在大面积范围内发射,而非聚焦光束。发光强度和正向电压随结温的变化是设计时需要考虑的关键因素;通常,随着温度升高,LED效率会降低,正向电压会下降。
5. 机械与包装信息
5.1 封装尺寸
该LED符合EIA标准SMD封装外形。除非另有说明,所有尺寸均以毫米为单位提供,标准公差为±0.2mm。封装图纸中定义了本体长度、宽度、高度以及引脚/焊盘间距的具体尺寸,这对于创建准确的PCB焊盘图案至关重要。
5.2 极性识别与焊盘设计
该元件包含推荐用于红外或气相回流焊接的PCB贴装焊盘布局图。此布局确保形成正确的焊点并提供机械稳定性。该图通常指示阳极和阴极焊盘,这些焊盘必须与LED封装本身的极性标记(通常是凹口、圆点或修剪过的引脚)正确对齐。
6. 焊接与组装指南
6.1 推荐的红外回流温度曲线
提供了针对无铅工艺的建议回流焊接温度曲线,参考J-STD-020B标准。该曲线包括预热、热浸、回流和冷却阶段,具有特定的时间和温度限制,峰值温度不超过260°C。遵守此温度曲线对于防止LED封装或透镜受到热损伤是必要的。
6.2 存储条件
LED具有湿敏性。当密封在带有干燥剂的原始防潮袋中时,应在≤30°C和≤70%相对湿度的条件下存储,并在一年内使用。一旦打开袋子,存储环境不得超过30°C和60%相对湿度。暴露超过168小时的元件在焊接前需要在约60°C下烘烤至少48小时,以去除吸收的水分并防止回流焊接过程中发生“爆米花”效应。
6.3 清洗
如果焊接后需要清洗,只能使用指定的醇基溶剂,如乙醇或异丙醇。LED应在常温下浸泡少于一分钟。未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜或封装。
7. 包装与订购信息
标准包装为7英寸直径卷盘上的8mm载带,每卷5000片。对于尾料,最小订购量为500片。载带和卷盘规格符合ANSI/EIA 481标准。包装包括用于密封空位的顶盖带,并且对连续缺失元件的数量有限制。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
该LED非常适合用于消费电子产品(手机、笔记本电脑、家电)中的状态指示灯、网络设备和工业控制中按钮或面板的背光,以及室内标识的低亮度照明。其宽视角使其适用于需要从不同角度都能看到光线的应用。
8.2 设计注意事项
1. 限流:务必使用串联电阻或恒流驱动器将正向电流限制在30mA直流或更低。电路设计必须考虑正向电压分档,以确保正确的电流调节。
2. 热管理:考虑60°C/W的热阻。对于高电流下的连续工作,确保PCB能够有效散热,以将结温保持在125°C以下。
3. 光学设计:黄色透镜会影响输出光的颜色。对于纯白光要求,请验证色度分档。宽视角可能需要在特定应用中使用漫射器或导光板来塑形光束。
4. ESD预防措施:虽然此型号未明确说明,但建议在组装过程中遵循LED的标准ESD处理预防措施。
9. 技术对比与差异化
与通用SMD LED相比,该元件提供了针对电压、强度和颜色的特定分档,为生产批次提供了更高的一致性。120度的视角明显比许多标准LED(可能为60-90度)更宽,提供了更广泛的照明。其与JEDEC Level 3预处理和标准IR回流温度曲线的兼容性表明其适用于标准表面贴装生产线的稳健性。明确的热阻额定值为热设计提供了具体参数,这在更简单的规格书中常常被省略。
10. 基于技术参数的常见问题解答
问:使用5V电源时,我应该使用多大的电阻值?
答:使用欧姆定律(R = (电源电压 - Vf) / If)和最坏情况下的Vf(20mA时最大3.25V),最小电阻为(5 - 3.25)/ 0.02 = 87.5欧姆。使用标准值如100欧姆或稍高一些,以确保对于典型LED,电流不超过20mA。
问:我可以用PWM信号驱动这个LED进行调光吗?
答:可以,脉冲操作是可接受的。绝对最大额定值允许在1/10占空比、0.1ms脉冲宽度下达到100mA峰值电流。对于PWM调光,确保长时间的平均电流不超过30mA直流额定值,并且在“开”脉冲期间的瞬时电流符合峰值额定值。
问:温度如何影响亮度?
答:LED的发光输出通常随着结温的升高而降低。为了在温度变化时精确控制亮度,可能需要反馈或补偿。热阻值有助于计算给定工作条件下预期的结温升高。
11. 实际设计与使用案例
案例:前面板状态指示灯阵列
在网络路由器中,使用十个LTST-T180UWET LED来指示不同端口的链路状态。设计步骤包括:1)选择来自相同强度档(例如X1)和颜色档的LED,以确保整个面板的亮度和色调均匀。2)使用推荐的焊盘布局设计PCB。3)使用3.3V电源轨,并为每个LED计算限流电阻,例如约18mA(例如,(3.3V - 2.85V_典型值)/ 0.018A = 25欧姆)。4)确保焊盘周围的PCB铜箔面积足够大,以充当散热器,特别是在所有LED持续点亮时。5)在组装过程中遵循指定的回流温度曲线。6)组装后进行目视检查,检查焊接和对齐是否正确。
12. 原理介绍
发光二极管是一种当电流通过时会发光的半导体器件。这种现象称为电致发光,发生在器件内电子与空穴复合时,以光子的形式释放能量。光的颜色由半导体材料的能带隙决定。白光LED通常是通过使用涂有荧光粉材料的蓝色或紫外LED芯片来制造的,荧光粉将部分发射光转换为更长波长(黄色、红色),从而产生混合后被视为白光的光。此特定型号上的黄色透镜可能会进一步改变光谱输出或扩散光线。
13. 发展趋势
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光输出)、改进白光LED的显色指数(CRI)以及更小的封装尺寸以实现更高密度布局的方向发展。同时,也关注在更高温度工作条件下增强可靠性,以及对颜色和光通量进行更精确的分档,以满足高分辨率显示器和汽车照明等应用的需求。所有电子设备对能源效率的追求进一步推动了具有最佳性能特性的LED的采用。
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。 |