目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數：深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 喺Ta=25°C，IF=200mA下嘅電光特性
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 正向電壓 (VF) 分級
- 3.2 光通量 (ΦV) 分級
- 3.3 顏色 (色度) 分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電壓 vs. 正向電流 (I-V曲線)
- 4.2 相對光通量 vs. 正向電流
- 4.3 正向電流降額曲線
- 4.4 相對光通量 vs. 接面溫度
- 4.5 色度坐標偏移 vs. 接面溫度
- 4.6 電壓偏移 vs. 接面溫度
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別同焊盤佈局
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊溫度曲線
- 6.2 儲存同處理注意事項
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 8. 應用建議同設計考慮
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 關鍵設計考慮
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 11. 實用設計同使用案例
- 12. 原理介紹
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
LTPA-2720ZCETU 係一款屬於2720系列嘅高功率發光二極管 (LED)。呢款產品專為汽車電子系統嘅嚴格要求而設計。器件採用InGaN (氮化銦鎵) 半導體材料，透過綠色透鏡輸出青藍色光。佢嘅標誌性特點係微型化嘅佔位面積，適合用喺空間有限嘅印刷電路板 (PCB) 上，並採用自動化組裝工藝。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED嘅主要優勢係喺極細小嘅外形尺寸下，結合咗高光輸出。佢設計成兼容標準自動化貼片設備，方便大批量生產。產品預先處理以符合JEDEC濕度敏感度等級2嘅要求，確保喺回流焊過程中嘅可靠性。佢嘅認證符合AEC-Q102標準，呢個係汽車應用中離散光電半導體嘅關鍵可靠性標準。目標市場主要係汽車配件應用，需要堅固、可靠同緊湊嘅照明解決方案。
2. 技術參數：深入客觀解讀
呢部分詳細分析LED喺指定條件下嘅操作極限同性能特徵。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或接近極限操作並唔保證。
- 功耗 (PD):最大1.26瓦。呢個係封裝喺唔超過最高接面溫度下，可以作為熱量散發嘅總電功率。
- 正向電流 (IF):最小5 mA，最大400 mA直流。器件需要最小電流先可以有效開啟。最大連續直流電流唔應該超過400 mA。
- 峰值脈衝電流 (IP):喺特定條件下 (1/100佔空比，0.1ms脈衝寬度) 為750 mA。呢個允許短暫嘅更高電流脈衝，適用於脈衝亮度應用。
- ESD敏感度 (VHBM):根據AEC-Q102-001，為8 kV (人體模型)。呢個表示適合汽車處理環境嘅穩健靜電放電保護水平。
- 溫度範圍:接面溫度 (Tj) 唔可以超過150°C。器件額定工作環境溫度 (Topr) 為-40°C至+125°C，儲存溫度範圍 (Tstg) 相同。
2.2 電光特性 (Ta=25°C，IF=200mA)
呢啲係喺標準測試條件下測量嘅典型性能參數。
- 光通量 (ΦV):45 lm (最小) 至 63 lm (最大)。呢個係總可見光輸出。典型值無指定，表示性能係透過分級系統管理。
- 視角 (2θ1/2):典型120度。呢個係光強度為中心軸值一半時嘅全角，表示寬光束模式。
- 色度坐標 (Cx, Cy):喺CIE 1931色度圖上，典型值為x=0.165，y=0.362，定義咗青藍色點。呢啲坐標有±0.01嘅容差。
- 正向電壓 (VF):喺200mA下為2.8V (最小) 至 3.6V (最大)。任何指定單元嘅容差為其分級值±0.1V。呢個參數對於驅動器設計同熱管理至關重要。
- 反向電流 (IR):喺指定測試電壓下最大為10 μA。規格書明確指出器件唔係為反向偏壓操作而設計。
2.3 熱特性
有效嘅熱管理對於LED性能同壽命至關重要。
- 熱阻，接面至焊點 (Rth,J-S):
- 實際 (Rth,J-S real):典型13 °C/W。呢個代表從半導體接面到PCB上焊點嘅實際熱路徑。
- 電氣 (Rth,J-S el):典型9.1 °C/W。呢個係根據正向電壓溫度係數計算得出嘅值，用於現場溫度估算。
較低嘅熱阻值更好，因為咁樣意味住熱量可以更容易從接面散走，從而導致喺給定驅動電流下，工作溫度更低，光輸出更高。
3. 分級系統說明
為確保大規模生產嘅一致性，LED會根據性能分級。LTPA-2720ZCETU採用三維分級系統：正向電壓 (VF)、光通量 (ΦV) 同顏色 (色度)。一個完整嘅部件係由好似D7/5J/C4咁樣嘅組合來指定。
3.1 正向電壓 (VF) 分級
分級定義喺IF= 200mA。每個分級有±0.1V容差。
- D7:2.8V 至 3.0V
- D8:3.0V 至 3.2V
- D9:3.2V 至 3.4V
- D10:3.4V 至 3.6V
3.2 光通量 (ΦV) 分級
分級定義喺IF= 200mA。每個分級有±10%容差。
- 5J:45 lm 至 50 lm
- 6J:50 lm 至 56 lm
- 7J:56 lm 至 63 lm
3.3 顏色 (色度) 分級
顏色係由CIE 1931圖上喺IF= 200mA時嘅坐標定義。(x, y)坐標有±0.01嘅容差。規格書提供咗由四邊形區域定義嘅兩個分級:
- C3 分級:由點 (x,y) 定義: (0.100, 0.335), (0.105, 0.375), (0.195, 0.358), (0.195, 0.335)。
- C4 分級:由點 (x,y) 定義: (0.105, 0.375), (0.110, 0.420), (0.195, 0.386), (0.195, 0.358)。
LTPA-2720ZCETU部件號對應C4顏色分級。
4. 性能曲線分析
規格書包含幾幅描繪關鍵參數之間關係嘅圖表。呢啲對於電路設計同理解非標準條件下嘅性能至關重要。
4.1 正向電壓 vs. 正向電流 (I-V曲線)
呢條曲線顯示LED兩端電壓同流經電流之間嘅非線性關係。電壓隨電流增加，但唔係線性。呢幅圖對於選擇限流電阻或設計恆流驅動器至關重要。
4.2 相對光通量 vs. 正向電流
呢條曲線展示光輸出點樣隨驅動電流增加。通常喺較高電流下，由於效率下降同接面溫度升高，會顯示出次線性關係。佢有助於喺考慮效率嘅同時，確定所需亮度水平嘅最佳驅動電流。
4.3 正向電流降額曲線
呢個係可靠性最關鍵嘅圖表之一。佢顯示最大允許連續正向電流作為環境溫度 (Ta) 嘅函數。隨著環境溫度升高，最大安全電流會降低，以防止接面溫度超過其150°C極限。設計師必須喺呢條曲線以下操作。
4.4 相對光通量 vs. 接面溫度
呢幅圖說明咗熱淬滅效應。隨著LED嘅接面溫度 (Tj) 升高，其光輸出會降低。曲線係相對於25°C時嘅輸出歸一化。呢個資訊對於熱設計以保持穩定亮度至關重要。
4.5 色度坐標偏移 vs. 接面溫度
呢個圖表顯示色度坐標 (x同y) 點樣隨接面溫度變化而偏移。預期會有啲偏移，理解其幅度對於需要穩定顏色輸出嘅應用好重要。
4.6 電壓偏移 vs. 接面溫度
LED嘅正向電壓具有負溫度係數 (隨溫度升高而降低)。呢條曲線量化咗呢個偏移，可以用喺某啲電路中來估算或監測接面溫度。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED採用業界標準2720封裝佔位面積。關鍵尺寸包括主體尺寸約為2.7mm x 2.0mm。引腳鍍金。除非另有說明，所有尺寸公差為±0.2mm。PCB焊盤圖案設計應參考確切嘅機械圖紙。
5.2 極性識別同焊盤佈局
規格書包含推薦用於紅外或氣相回流焊嘅焊盤佈局。呢個佈局旨在確保可靠嘅焊點同組裝過程中嘅正確對齊。陰極 (負極) 端子通常由LED封裝上嘅視覺標記指示，例如凹口或綠色色調。焊盤佈局圖清晰顯示陽極同陰極焊盤。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊溫度曲線
器件兼容紅外回流焊工藝。規格書參考根據J-STD-020標準嘅無鉛焊接溫度曲線。呢個曲線嘅關鍵參數包括:
- 預熱:逐漸升溫以激活助焊劑並最小化熱衝擊。
- 保溫 (熱穩定):喺穩定溫度下嘅一段時間，以確保電路板同元件均勻加熱。
- 回流 (液相):焊料熔化嘅峰值溫度區域。峰值溫度同液相線以上時間 (TAL) 係關鍵，唔可以超過LED嘅最大額定值以避免損壞。
- 冷卻:受控嘅冷卻期，以形成可靠嘅焊點。
6.2 儲存同處理注意事項
根據JEDEC J-STD-020，LED評定為濕度敏感度等級 (MSL) 2。
- 密封包裝:當儲存喺原裝防潮袋連乾燥劑時，應保持喺≤30°C同≤70%相對濕度 (RH)，並喺一年內使用。
- 已開封包裝:一旦打開袋子，元件應儲存喺≤30°C同≤60% RH。建議喺打開袋子後365日內完成回流焊過程。
- 應用註記:規格書包含標準免責聲明，指出器件係用於普通電子設備。對於故障可能危及生命或健康嘅應用 (航空、醫療等)，需要額外諮詢同認證。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 載帶同捲盤規格
LED以業界標準包裝供應，用於自動化組裝。
- 載帶:8mm寬載帶。
- 捲盤:7英寸 (178mm) 直徑捲盤。
- 數量:每滿捲2000件。
- 最小訂購量 (MOQ):剩餘數量為500件。
- 標準:包裝符合ANSI/EIA-481規格。空位用蓋帶密封，最多允許連續兩個缺失元件。
8. 應用建議同設計考慮
8.1 典型應用場景
鑑於其AEC-Q102認證、高功率同細尺寸，呢款LED非常適合除咗主要頭燈之外嘅各種汽車照明功能。例子包括:
- 日間行車燈 (DRL) 模組
- 中央高位煞車燈 (CHMSL)
- 車廂環境照明同儀表板背光
- 外部地面照明燈、門把手燈或徽章照明
- 側鏡信號燈
8.2 關鍵設計考慮
- 熱管理:呢個係至關重要嘅。功耗高達1.26W，PCB必須提供足夠嘅熱路徑。使用熱阻值 (Rth,J-S) 來計算你設計嘅預期接面溫度 (Tj): Tj= Ta+ (Rth× PD)。確保Tj保持低於150°C，最好更低以最大化光輸出同壽命。如有需要，利用熱通孔、銅箔，同可能嘅金屬芯PCB。
- 驅動電路:務必使用恆流驅動器，唔好使用簡單電阻嘅恆壓源。咁樣可以確保穩定嘅光輸出，唔受正向電壓變化 (由於分級或溫度) 影響。驅動器必須額定用於全工作溫度範圍 (-40°C至+125°C)。
- 光學設計:120度視角提供寬光束。對於聚焦應用，需要二次光學元件 (透鏡、反射器)。指定顏色要求時，要考慮初始顏色分級 (C4) 同其隨溫度嘅潛在偏移。
- PCB佈局:嚴格遵循推薦嘅焊盤佈局。確保焊盤之間有足夠間隙以防止焊橋。焊盤設計影響焊點可靠性同熱性能。
9. 技術比較同差異化
雖然規格書中無直接競爭對手比較，但可以推斷呢款產品嘅關鍵差異化因素:
- 外形尺寸 vs. 功率:佢從微型2720 (2.7x2.0mm) 封裝提供高光通量 (高達63 lm)，提供高功率密度。
- 汽車認證:符合AEC-Q102同預處理至MSL2，係汽車級LED同商業級LED嘅關鍵區別。
- 青藍色光源:使用帶綠色透鏡嘅InGaN晶片來產生青藍色，係針對需要特定波長應用嘅特定解決方案，有別於使用熒光粉轉換嘅白光LED。
- 全面分級:三維分級 (VF、光通量、顏色) 允許緊密嘅系統級性能匹配，呢個對於汽車應用中整車嘅一致性好重要。
10. 常見問題 (基於技術參數)
- 問: 我可以用3.3V電源同一個電阻來驅動呢款LED嗎？
答:有可能，但唔建議用於專業設計。正向電壓範圍從2.8V到3.6V。喺3.3V下，來自D10分級 (3.4V-3.6V) 嘅LED可能唔會著，而來自D7分級 (2.8V-3.0V) 嘅LED電流會根據確切嘅VF而有很大變化，導致亮度不一致同潛在過流。恆流驅動器係必不可少嘅。 - 問: 點解LED熱咗之後光輸出會降低？
答:呢個係由於"熱淬滅"或"效率下降"，係半導體LED嘅基本特性。溫度升高會增加半導體內嘅非輻射複合過程，降低內部量子效率 (產生光子與注入電子嘅比率)。 - 問: Rth,J-S real同Rth,J-S el?
有咩區別？ R答:th,J-S real係使用熱測試方法直接測量嘅。Rth,J-S el - 係使用溫度敏感參數 (TSP) 方法計算嘅，該方法依賴於正向電壓隨溫度嘅變化。電氣方法通常用於實際應用中嘅現場溫度監測。
問: ESD額定值係8kV。我塊板上仲需要ESD保護嗎？答:
8kV HBM額定值表示組裝期間處理嘅良好穩健性。然而，對於汽車應用，系統級ESD要求 (例如ISO 10605) 可能更嚴格。通常明智嘅做法係喺LED驅動線路上包含瞬態電壓抑制 (TVS) 二極管或其他保護，特別係如果佢哋連接到暴露於車輛電氣環境嘅連接器。
11. 實用設計同使用案例
場景: 設計日間行車燈 (DRL) 模組
- 一位設計師正為一輛車設計一個緊湊嘅DRL模組。空間有限，但日間可見度需要高亮度。佢哋選擇LTPA-2720ZCETU，因為佢喺細小封裝中具有高光通量。電氣設計:
- 佢哋設計一個降壓模式恆流驅動器，可以從車輛嘅12V電池提供350mA (低於400mA最大值)，喺-40°C至+105°C環境溫度下工作。熱設計:模組外殼係鋁製。PCB係雙層板，底層有一個大嘅裸露銅焊盤，透過多個熱通孔連接到LED嘅熱焊盤。使用Rth,J-S realj <= 13°C/W同預期環境溫度進行熱模擬，以確保T
- 120°C以獲得長壽命。光學設計:
- 每個LED上方放置一個二次TIR (全內反射) 透鏡，將寬120度光束準直成適合DRL嘅受控水平扇形圖案。製造:
BOM指定分級代碼7J/D8/C4，以確保高亮度 (7J: 56-63 lm)、中範圍電壓 (D8: 3.0-3.2V) 以實現驅動器效率，同一致嘅青藍色 (C4)。組裝商使用提供嘅載帶同捲盤包裝，喺自動化貼片機中遵循J-STD-020回流焊溫度曲線。
12. 原理介紹
LTPA-2720ZCETU係一種半導體光源。其核心係由InGaN (氮化銦鎵) 材料製成嘅晶片。當施加正向電壓時，電子同電洞被注入半導體嘅有源區。當電子同電洞複合時，能量以光子 (光粒子) 嘅形式釋放。InGaN合金嘅特定成分決定咗發射光嘅波長 (顏色)；喺呢種情況下，佢產生青藍/藍綠色光譜嘅光。呢種初級光穿過內部綠色調透鏡 (封裝透鏡)，該透鏡可能吸收某啲波長並透射其他波長，從而產生最終感知到嘅青藍色。呢種電致發光過程嘅效率受驅動電流同溫度影響，如性能曲線所示。
13. 發展趨勢
- 像LTPA-2720ZCETU咁樣嘅LED嘅演變遵循幾個清晰嘅行業趨勢:功率密度增加:
- 半導體外延同封裝熱設計嘅持續改進，允許從越來越細小嘅封裝中獲得更高光通量，實現更緊湊同更光亮嘅汽車照明系統。可靠性標準增強:
- 汽車要求正推動更嚴格嘅認證標準，超越AEC-Q102，包括更長壽命測試、更高溫度循環範圍，同對硫磺同其他腐蝕劑更強嘅抵抗力。更緊密嘅分級同顏色一致性:
- 隨著LED用於造型嘅集群 (例如光條)，對極緊密顏色同光通量分級 ("超級分級") 嘅需求正增加，以避免相鄰LED之間嘅可見差異。與驅動器同控制集成:
- 有趨勢朝向更集成嘅解決方案，例如內置電流調節器嘅LED或可以透過汽車總線 (LIN, CAN) 通信嘅智能LED驅動器，儘管呢度描述嘅器件仍然係離散元件。關注光譜特性:
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |