目錄
1. 產品概覽
呢份文件提供咗一款雙色、表面貼裝LED元件嘅完整技術規格。呢個器件喺單一業界標準封裝內整合咗兩個唔同嘅發光晶片。佢專為需要喺細小空間內顯示兩種唔同顏色嘅應用而設計。呢個元件嘅主要優點包括佢同自動化組裝流程兼容、採用先進半導體材料提供高亮度輸出,以及符合環保法規。佢適用於各種消費電子產品、儀錶板同狀態指示應用,呢啲應用對節省空間同可靠性能有嚴格要求。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢個器件定義咗安全操作嘅極限。超過呢啲額定值可能會造成永久損壞。每個顏色晶片(綠色同橙色)喺環境溫度 (Ta) 25°C 下嘅最大功耗係 75 mW。每個晶片嘅最大連續正向電流 (DC) 係 30 mA。對於脈衝操作,喺 1/10 佔空比同 0.1ms 脈衝寬度下,容許 80 mA 嘅峰值正向電流。可以施加嘅最大反向電壓係 5 V。操作溫度範圍係由 -30°C 到 +85°C,而儲存溫度範圍更闊,由 -40°C 到 +85°C。正向電流喺超過 25°C 時適用 0.4 mA/°C 嘅降額因子,意思係容許嘅連續電流會隨住環境溫度升高而降低,以管理熱負載。
2.2 電氣同光學特性
關鍵性能參數係喺 Ta=25°C 同測試電流 (IF) 20 mA 下測量嘅。綠色同橙色晶片嘅典型正向電壓 (VF) 都係 2.0 V,最高為 2.4 V。呢個低正向電壓係 AlInGaP 技術嘅特徵,有助於提高能源效率。
光學性能:
- 綠色晶片:典型發光強度係 35.0 mcd(毫坎德拉),最低為 18.0 mcd,最高由分級系統定義。佢嘅典型峰值發射波長 (λP) 係 574 nm,典型主波長 (λd) 係 571 nm。
- 橙色晶片:提供更高嘅典型發光強度,為 90.0 mcd(最低 45.0 mcd)。佢發射嘅波長更長,典型 λP 為 611 nm,典型 λd 為 605 nm。
兩個晶片都共享一個非常闊嘅視角 (2θ1/2),達到 130 度,提供一個闊而擴散嘅光線圖案,適合廣角觀看。光譜線半寬度 (Δλ) 綠色約為 15 nm,橙色約為 17 nm,表示顏色發射相對純淨。其他電氣參數包括喺 VR=5V 下最大反向電流 (IR) 為 10 µA,以及典型結電容 (C) 為 40 pF。
3. 分級系統解釋
為確保亮度一致性,LED 會根據喺 20 mA 下測量到嘅發光強度進行分級。每個級別都有定義嘅最低同最高強度範圍,每個級別內應用 +/-15% 嘅公差。
綠色發光強度級別:
- 級別 M:18.0 - 28.0 mcd
- 級別 N:28.0 - 45.0 mcd
- 級別 P:45.0 - 71.0 mcd
橙色發光強度級別:
- 級別 P:45.0 - 71.0 mcd
- 級別 Q:71.0 - 112.0 mcd
- 級別 R:112.0 - 180.0 mcd
- 級別 S:180.0 - 280.0 mcd
呢個系統容許設計師為佢哋嘅應用選擇具有可預測亮度水平嘅元件,對於喺多LED陣列中實現統一外觀至關重要。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗對詳細設計至關重要嘅典型特性曲線。雖然具體圖表無喺文字中複製,但佢哋通常包括:
- 相對發光強度 vs. 正向電流:顯示光輸出如何隨電流增加,通常喺操作範圍內呈近線性關係。
- 正向電壓 vs. 正向電流:說明二極管結嘅 IV 特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度:展示光輸出嘅熱降額,通常會隨溫度升高而降低。
- 光譜分佈:顯示每個顏色嘅相對輻射功率與波長關係嘅圖表,突出峰值同主波長。
呢啲曲線對於設計驅動電路、管理熱性能同理解唔同操作條件下嘅顏色穩定性至關重要。
5. 機械同封裝資料
呢個器件符合標準 EIA 封裝外形。關鍵尺寸註明所有尺寸均以毫米為單位,除非另有說明,一般公差為 ±0.10 mm。元件採用透明透鏡,可以直接睇到晶片嘅原生顏色(綠色或橙色)。雙色功能嘅引腳分配有明確定義:引腳 1 同 3 用於綠色晶片,而引腳 2 同 4 用於橙色晶片。呢個 4 引腳配置容許獨立控制兩種顏色。器件以 8mm 載帶包裝喺 7 吋直徑捲盤上供應,兼容標準自動貼片設備。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接曲線
提供咗兩個建議嘅紅外線 (IR) 回流焊接曲線:一個用於普通(錫鉛)焊接工藝,一個用於無鉛 (SnAgCu) 焊接工藝。使用無鉛焊膏時,必須採用無鉛曲線。紅外線焊接嘅關鍵參數係峰值溫度為 260°C,持續時間最長為 5 秒。詳細嘅預熱同升溫/降溫速率通常會喺曲線圖中說明。
6.2 儲存同處理
LED 應儲存喺唔超過 30°C 同 70% 相對濕度嘅環境中。從原裝防潮包裝中取出嘅元件,應喺一星期內進行紅外線回流焊接。如果喺原裝包裝外儲存更長時間,必須將佢哋存放喺有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。如果無包裝儲存超過一星期,組裝前需要喺大約 60°C 下烘烤至少 24 小時,以去除吸收嘅水分,防止回流焊接期間出現 "爆米花" 現象。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定溶劑。未指定嘅化學品可能會損壞塑膠封裝。可接受嘅方法包括喺常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。
7. 包裝同訂購資料
標準包裝係一個包含 4000 件嘅 7 吋捲盤。剩餘數量嘅最低訂購量為 500 件。載帶同捲盤系統符合 ANSI/EIA 481-1-A-1994 規格。載帶中嘅空位由頂部蓋帶密封。質量規格容許一個捲盤上最多有兩個連續缺失元件。零件編號 LTST-C195KGKFKT 遵循製造商內部編碼系統,識別特定嘅雙色型號。
8. 應用建議同設計考慮
8.1 驅動電路設計
LED 係電流驅動器件。為確保並聯驅動多個 LED 時亮度均勻,強烈建議為每個獨立 LED 串聯一個限流電阻(電路模型 A)。唔建議直接從單一電流源並聯驅動多個 LED(電路模型 B),因為個別 LED 之間正向電壓 (Vf) 特性嘅輕微差異會導致電流分配出現顯著差異,從而影響亮度。
8.2 靜電放電 (ESD) 保護
呢個器件對靜電放電敏感。ESD 損壞可能表現為高反向漏電流、低正向電壓,或喺低電流下無法發光。喺處理同組裝期間必須實施預防措施:
- 使用導電腕帶或防靜電手套。
- 確保所有設備、工作站同儲存架妥善接地。
- 使用離子發生器中和可能因處理摩擦而積聚喺 LED 透鏡上嘅靜電荷。
8.3 應用範圍同注意事項
呢個元件適用於通用電子設備。對於需要極高可靠性、故障可能危及生命或健康嘅應用(例如航空、醫療設備、安全系統),喺設計採用前需要諮詢元件製造商。設計師必須嚴格遵守呢份規格書中概述嘅絕對最大額定值同建議操作條件。
9. 技術比較同差異化
呢個元件嘅關鍵差異化特徵係佢喺單一 SMD 封裝中嘅雙色能力,以及使用 AlInGaP 半導體技術。AlInGaP(磷化鋁銦鎵)以提供高發光效率同出色嘅顏色純度而聞名,特別係喺琥珀色到紅色光譜範圍內,相比舊技術。整合兩個晶片節省咗電路板空間,同使用兩個獨立單色 LED 相比簡化咗組裝。130 度嘅寬視角係另一個優勢,適用於需要廣泛可見性嘅應用。
10. 常見問題 (FAQ)
問:我可唔可以同時以每個晶片最大 DC 電流 30mA 驅動綠色同橙色晶片?
答:可以,但需要考慮總功耗。每個晶片同時以 30mA 操作會導致總功耗接近個別極限。喺呢種使用情況下,建議對 PCB 進行仔細嘅熱管理。
問:峰值波長 (λP) 同主波長 (λd) 有咩分別?
答:峰值波長係發射光譜強度最高嘅波長。主波長係從 CIE 色度圖得出,代表一種純單色光嘅單一波長,人眼會認為佢同 LED 輸出嘅顏色相同。λd 通常對顏色規格更相關。
問:我點樣為我嘅應用選擇正確嘅級別?
答:根據你嘅設計喺最壞情況條件下(例如最高操作溫度、壽命終期)所需嘅最低亮度選擇級別。使用具有更高最低強度嘅級別可以提供亮度安全邊際。為確保多個單元之間外觀一致,請指定單一級別代碼。
11. 實用設計同使用例子
例子 1:雙狀態指示燈:一個 LTST-C195KGKFKT 可以取代兩個獨立 LED 來指示兩種唔同系統狀態(例如,綠色表示 "準備就緒/正常",橙色表示 "待機/警告")。咁樣可以節省 PCB 面積同減少零件數量。驅動電路由兩個獨立嘅限流電阻網絡組成,連接到適當引腳(綠色用 1/3,橙色用 2/4),由微控制器 GPIO 引腳控制。
例子 2:緊湊設備中嘅電量水平指示器:喺手持設備中,可以以條形圖風格使用多個雙色 LED。唔同顏色可以指示唔同嘅電量水平閾值(例如,綠色表示 >50%,橙色表示 20-50%,兩者都熄表示<20%)。寬視角確保指示器可以從各個角度睇到。
12. 工作原理介紹
發光二極管 (LED) 係當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢種現象稱為電致發光,發生喺電子喺器件內同電子空穴重新結合時,以光子形式釋放能量。半導體晶片嘅特定材料決定咗發射光嘅顏色(波長)。呢個元件中使用嘅 AlInGaP 材料系統特別擅長將電能轉換成光譜中綠色到紅色部分嘅可見光。雙色封裝包含兩個電氣隔離嘅半導體晶片,每個都由調諧到發射特定顏色嘅材料製成,封裝喺一個共用嘅透明環氧樹脂透鏡下。
13. 技術趨勢同發展
SMD LED 技術嘅總體趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多流明)、改進顯色性,以及喺更細封裝中提高功率密度。電子行業亦強力推動更廣泛採用無鉛同符合 RoHS 嘅材料同工藝,呢個元件支持呢一點。將多種功能(如雙色或 RGB)整合到單一封裝中,滿足咗現代電子產品對微型化同設計簡潔性嘅需求。熒光粉技術同晶片設計嘅進步繼續推動亮度同顏色穩定性喺溫度同壽命方面嘅界限。
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。 |