目录
- 1. 产品概述
- 1.1 主要特性
- 1.2 可用型号
- 2. 机械与封装信息
- 3. 绝对最大额定值
- 4. 光电特性
- 4.1 典型性能数据
- 显示每个波长发射的光强度,定义了8500K白光的颜色特性。
- LED在CIE 1931图上被分类到特定的色度区域(等级)。规格书定义了L1和L5等级的坐标。每个定义分级内的(x, y)坐标容差为±0.01。
- LED根据其在60毫安下的总光输出进行分选。
- 光通量范围(流明)在 I_F = 60 毫安时
- 最小值
- 曲线特征
- 平均升温速率(T_Smax 至 T_p)
- 最大3°C/秒
- 如需在原始包装袋外长期存储,请使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。
- 1000 小时
- 始终使用恒流源驱动LED,而非恒压源。典型驱动电流为60毫安,但电路必须将最大连续电流限制在80毫安。使用与电压源串联的限流电阻是一种简单方法,但为了在温度和电压变化下保持稳定,推荐使用专用的LED驱动IC。
- 热管理:
- 9.1 产品定位
- . Technical Comparison and Trends
- .1 Product Positioning
- .2 Industry Context
1. 产品概述
本产品是一款宽光束角、标准尺寸的表面贴装器件(SMD)LED封装。它旨在将发光二极管固有的长寿命和高可靠性,与适用于在各种应用中替代传统照明技术的亮度水平相结合。该封装提供了设计灵活性,并适用于集成到自动化组装流程中。
1.1 主要特性
- 采用8毫米载带、7英寸直径卷盘包装,便于自动化处理。
- 完全兼容标准自动贴片设备。
- 适用于红外(IR)和气相回流焊接工艺。
- 符合EIA(电子工业联盟)标准封装尺寸。
- 设计为兼容集成电路(IC)驱动电平。
- 作为绿色产品制造,无铅,符合RoHS(有害物质限制)指令。
1.2 可用型号
本文档涵盖的具体型号为LTW-K140SXR85,对应相关色温(CCT)为8500开尔文(K)的白光LED。
2. 机械与封装信息
该器件采用标准EIA封装外形。透镜颜色为黄色,光源基于InGaN(氮化铟镓)技术发射蓝光,通过黄色透镜内的荧光粉涂层转换为白光。
注意:
- 所有尺寸图和公差均以毫米为单位提供。
- 除非图纸上另有明确说明,否则尺寸的标准公差为±0.1毫米。
3. 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。所有值均在环境温度(Ta)为25°C时指定。
| 参数 | 符号 | 额定值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 功耗 | Po | 280 | 毫瓦 |
| 连续正向电流 | IF | 80 | 毫安 |
| 脉冲正向电流 | IFP | 105 | 毫安 |
| 工作温度范围 | TT_opr | -40 至 +80 | °C |
| 存储温度范围 | TT_stg | -40 至 +100 | °C |
| 结温 | Tj | ≤100 | °C |
重要说明:
- 不得在反向电压条件下长时间操作器件。
- 脉冲正向电流额定值(105毫安)适用于特定条件:占空比1/10,脉冲宽度不超过100微秒(μs)。
4. 光电特性
本节详述了LED在典型工作条件下(主要在正向电流(I_F)为60毫安时)的关键性能参数。F= 60毫安。
4.1 典型性能数据
| 参数 | 符号 | 数值 | 单位 | 测试条件 |
|---|---|---|---|---|
| 色度坐标 | x, y | 典型值 0.292, 0.306 | - | IFI_F = 60毫安 |
| 光通量 | Φv | 最小值:19.4,典型值:23.0,最大值:29.0 | 流明 | |
| 视角(半角) | 2θ_1/2典型值 120 | 度 | 正向电压 | |
| 最小值:2.9,典型值:3.2,最大值:3.5 | VF | 伏特 | V |
关键应用说明:
- 光通量(Φ_v):v表示使用积分球测量的总可见光输出。每个包装袋上标有分级代码。色度(x, y):
- 源自1931 CIE色度图。典型坐标的容差为±0.01。静电放电(ESD):
- LED对ESD敏感。必须使用腕带、防静电手套和接地设备等适当的处理程序以防止损坏。测量容差:
- 光通量测量允许±10%的误差。正向电压测量允许±0.1伏的误差。热管理:
- 结到焊盘的热阻(R_jt)是关键参数。当安装在指定的2.5x2.5x0.17厘米铝金属基板(MCPCB)上时,给出的参考值为30°C/瓦。适当的散热对于将结温保持在限值内并确保性能和寿命至关重要。4.2 性能曲线分析规格书提供了器件性能的几种图形表示:相对光谱功率分布:
显示每个波长发射的光强度,定义了8500K白光的颜色特性。
辐射模式/视角特性:
- 说明光强度的角度分布,确认了120度的宽视角。正向电流与正向电压关系(I-V曲线):
- 对电路设计至关重要,显示了驱动电流与LED两端压降之间的关系。该曲线是非线性的,是典型的二极管行为。相对光通量与结温关系:
- 展示了光输出如何随着LED结温升高而降低。这突显了热管理的重要性。正向电压与结温关系:
- 显示了正向电压随结温变化的轻微变化。5. 分级与分类系统
- 为确保生产一致性,LED根据关键参数被分选到不同的分级中。这使得设计人员可以选择满足特定应用对颜色、亮度和电压要求的部件。5.1 颜色分级
LED在CIE 1931图上被分类到特定的色度区域(等级)。规格书定义了L1和L5等级的坐标。每个定义分级内的(x, y)坐标容差为±0.01。
5.2 光通量分级
LED根据其在60毫安下的总光输出进行分选。
分级
光通量范围(流明)在 I_F = 60 毫安时
最小值
| Φv最大值 | S0FS1 | |
|---|---|---|
| 光通量容差为±10%。 | 5.3 正向电压分级 | |
| LED也根据其在60毫安下的正向压降进行分选。 | 19.4 | 24.0 |
| 分级 | 24.0 | 29.0 |
正向电压范围(伏特)在 I_F = 60 毫安时
最小值
最大值
| VFV1 | V2FV3 | |
|---|---|---|
| V4 | 正向电压容差为±0.1伏。 | |
| 5.4 分级代码与标签 | 2.9 | 3.1 |
| 完整的分级代码由每个类别的等级组合而成:电压 / 光通量 / 颜色(例如,V1/S0/L1)。此完整代码在产品标签上标明,以便追溯和选择。 | 3.1 | 3.2 |
| 6. 焊接与组装指南 | 3.2 | 3.3 |
| 6.1 回流焊接温度曲线 | 3.3 | 3.5 |
该器件兼容无铅回流焊接工艺。推荐的温度曲线对于防止热损伤至关重要。
曲线特征
无铅组装规格
平均升温速率(T_Smax 至 T_p)
最大3°C/秒
预热温度
| 150°C 至 200°C | 预热时间 |
|---|---|
| 60–180 秒液相线以上时间(T_l = 217°C)60–150 秒P) | 峰值温度(T_p) |
| 最大260°C | 峰值温度±5°C内时间(t_p) |
| 最大5秒 | 降温速率 |
| 最大6°C/秒L从25°C到峰值总时间 | 最大8分钟 |
| 6.2 关键组装注意事项P) | 焊接方法: |
| 主要采用回流焊接。手工焊接可行,但温度限制在350°C,最长2秒,且仅限一次。在指定的峰值条件下,回流焊接最多可进行三次。P) | 温度参考点: |
| 所有曲线温度均指封装体顶面温度。 | 湿度敏感性: |
| LED对湿度敏感。如果从原始防潮包装中取出超过168小时(1周),必须在焊接前在60°C下烘烤60分钟,以防止回流焊接过程中出现“爆米花”效应或分层。 | 存储: |
如需在原始包装袋外长期存储,请使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。
- 冷却:避免从峰值温度快速冷却(淬火)。
- 通用原则:始终使用能实现可靠焊点的最低焊接温度。
- 波峰焊/浸焊:不建议或保证此SMD封装使用此方法。
- 7. 可靠性测试数据本产品已通过一系列标准化可靠性测试。结果表明其在各种环境和操作应力下的稳健性。所有列出的测试均以20个样品进行,报告零失效。
- 测试项目测试条件
- 持续时间失效数
- 高温工作寿命(HTOL)T_a=85°C, I_F=60毫安
1000 小时
0/20
| No. | 低温工作寿命(LTOL) | T_a=-40°C, I_F=60毫安 | 1000 小时 | 0/20 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 高温高湿工作寿命 | Ts60°C / 90% 相对湿度, I_F=60毫安F500 小时 | 0/20 | 脉冲湿热工作寿命 |
| 2 | 60°C/90%相对湿度, I_F=60毫安, 30分钟开/关 | Ta500 小时F0/20 | 高温存储(HTS) | 100°C |
| 3 | 1000 小时 | 0/20F低温存储(LTS) | -40°C | 1000 小时 |
| 4 | 0/20 | 温度循环(TC)F-40°C ↔ 100°C, 保持30分钟 | 200 次循环 | 0/20 |
| 5 | 热冲击(TS) | -40°C ↔ 100°C, 保持20分钟 | 200 次循环 | 0/20 |
| 6 | 8. 应用建议与设计考量 | 8.1 典型应用场景 | 通用指示灯: | 状态指示灯、电源指示灯、面板或开关背光。 |
| 7 | 装饰与建筑照明: | 重点照明、轮廓照明以及其他需要宽而均匀光束的应用。 | 消费电子产品: | 小型显示器背光、键盘照明或设备中的装饰元素。 |
| 8 | 汽车内饰照明: | 地图灯、脚坑照明或其他非外部应用(需根据汽车标准进一步认证)。 | 8.2 关键设计考量 | 电流驱动: |
始终使用恒流源驱动LED,而非恒压源。典型驱动电流为60毫安,但电路必须将最大连续电流限制在80毫安。使用与电压源串联的限流电阻是一种简单方法,但为了在温度和电压变化下保持稳定,推荐使用专用的LED驱动IC。
热管理:
- 这是影响LED性能和寿命最关键的设计方面。280毫瓦的功耗(在60毫安、3.2伏时典型值为192毫瓦)必须有效地从LED结传导出去。使用提供的热阻数据(R_jt=30°C/瓦)来计算必要的散热,以保持T_j低于100°C。例如,在参考的MCPCB上,环境温度50°C,功耗192毫瓦,T_j大约为50°C + (0.192瓦 * 30°C/瓦) = 55.8°C,这是安全的。光学设计:
- 120度的视角提供了非常宽、漫射的光束。对于需要更聚焦光束的应用,需要次级光学元件(透镜或反射器)。ESD保护:
- 在与LED连接的PCB走线上加入ESD保护二极管,特别是在易产生静电放电的环境中。分级确保一致性:
- 对于需要多个LED颜色或亮度均匀的应用,订购时请指定严格的分级(例如,单一颜色等级和光通量分级)。9. 技术对比与趋势
9.1 产品定位
- LTW-K140SXR85代表了一种成熟、标准化的SMD LED封装。其主要优势在于兼容自动化组装、经过验证的可靠性以及广泛的可用性。与更新、更小的封装(如0402、0201)相比,它提供更高的光输出,并且由于其更大的尺寸,可能具有更好的热性能。与更大、更高功率的LED封装相比,它更容易集成,并且需要更简单的驱动和热管理电路。9.2 行业背景
- 本产品完全拥抱了向无铅(符合RoHS)和绿色制造的趋势。指定的回流曲线与整个电子行业使用的现代无铅组装工艺一致。固态照明的趋势继续朝着更高光效(每瓦更多流明)发展,但这种标准封装对于超高效能不如成本、可靠性和易用性重要的应用仍然具有相关性。This is the most critical aspect of LED design for performance and lifetime. The 280 mW power dissipation (at 60 mA, 3.2V = 192 mW typical) must be effectively conducted away from the LED junction. Use the provided thermal resistance data (Rjt=30°C/W) to calculate the necessary heatsinking to keep Tjbelow 100°C. For example, on the reference MCPCB, with an ambient of 50°C and 192 mW dissipation, Tjwould be approximately 50°C + (0.192W * 30°C/W) = 55.8°C, which is safe.
- Optical Design:The 120-degree viewing angle provides a very wide, diffuse beam. For applications requiring a more focused beam, secondary optics (lenses or reflectors) would be necessary.
- ESD Protection:Incorporate ESD protection diodes on PCB traces connected to the LED, especially in environments prone to static discharge.
- Binning for Consistency:For applications requiring uniform color or brightness across multiple LEDs, specify tight bins (e.g., a single color rank and flux bin) when ordering.
. Technical Comparison and Trends
.1 Product Positioning
The LTW-K140SXR85 represents a mature, standardized SMD LED package. Its key advantages are its compatibility with automated assembly, proven reliability, and wide availability. Compared to newer, smaller packages (e.g., 0402, 0201), it offers higher light output and potentially better thermal performance due to its larger size. Compared to larger, high-power LED packages, it is easier to integrate and requires less complex drive and thermal management circuitry.
.2 Industry Context
The move towards lead-free (RoHS compliant) and green manufacturing is fully embraced in this product. The specified reflow profile aligns with modern lead-free assembly processes used across the electronics industry. The trend in solid-state lighting continues towards higher efficacy (more lumens per watt), but this standard package remains relevant for applications where ultra-high efficiency is less critical than cost, reliability, and ease of use.
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。 |