目錄
1. 產品概覽
LTW-327ZDSKG-5A 係一款雙色、側視式(直角)表面貼裝器件(SMD)LED。呢個元件專為需要從封裝側面發光嘅應用而設計,係LCD面板背光系統、側光式面板同其他空間受限嘅照明解決方案嘅理想選擇,因為呢啲應用需要光線從側面而非垂直於電路板方向射出。
呢個器件喺單一封裝內整合咗兩個唔同嘅半導體晶片:一個用於發白光嘅InGaN(氮化銦鎵)晶片,同一個用於發綠光嘅AlInGaP(磷化鋁銦鎵)晶片。呢種雙晶片配置可以喺一個細小嘅佔位面積內實現混色或者獨立控制兩個光源。封裝採用鍍錫引線框架以提升焊接性,並以8mm載帶包裝,捲裝喺7吋直徑嘅捲盤上,兼容高速自動貼片組裝設備。
1.1 核心特點同優勢
- 雙色光源:將白光同綠光LED結合喺一個EIA標準封裝內,慳返電路板空間,簡化設計。
- 直角發光:側視式設計專為將光線導向平行於PCB表面而優化,對於側光應用至關重要。
- 高亮度:採用先進嘅InGaN同AlInGaP晶片技術,提供高發光強度。
- 製造兼容性:封裝設計兼容標準自動貼片系統同紅外線(IR)回流焊接製程。
- 環保合規:產品符合RoHS(有害物質限制)指令。
2. 技術規格詳解
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受損嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出極限操作並唔保證,電路設計時應避免。
- 功耗(Pd):白光:35 mW,綠光:48 mW。呢個係允許嘅最大熱損耗功率。
- 峰值正向電流(IFP):白光:50 mA,綠光:40 mA。呢個係LED可以短暫承受嘅最大脈衝電流(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。
- 連續正向電流(IF):白光:10 mA,綠光:20 mA。呢個係喺Ta=25°C下連續操作嘅最大建議直流電流。
- 溫度範圍:操作:-20°C 至 +80°C;儲存:-40°C 至 +85°C。
- 焊接條件:可承受峰值溫度260°C、持續10秒嘅紅外線回流焊接。
- 靜電放電(ESD):人體模型(HBM)閾值為2000V。必須採取適當嘅ESD處理預防措施。
2.2 電氣及光學特性
以下係喺環境溫度(Ta)25°C同正向電流(IF)5mA下測量嘅典型性能參數,除非另有說明。
- 發光強度(IV):亮度嘅關鍵量度。
- 白光:最小28.0 mcd,典型值未指定,最大112.0 mcd。
- 綠光:最小4.5 mcd,典型值未指定,最大18.0 mcd。
- 視角(2θ1/2):兩種顏色均約為130度,定義咗發射光線嘅角度擴散範圍。
- 正向電壓(VF):LED導通時兩端嘅電壓降。
- 白光:最小2.70V,典型3.00V,最大3.15V。
- 綠光:最小1.70V,典型2.00V,最大2.40V。
- 綠光晶片光譜特性(於IF=5mA下):
- 峰值波長(λP):典型值575 nm。
- 主波長(λd):典型值570 nm。
- 光譜半寬度(Δλ):典型值20 nm。
- 色度座標(x, y):喺CIE 1931圖上典型值為(0.3, 0.3)。
- 反向電流(IR):喺反向電壓(VR)5V下最大100 µA。呢個器件唔係為反向偏壓操作而設計。
3. 分級系統說明
LED會根據性能分級,以確保一致性。分級代碼標示喺包裝袋上。
3.1 發光強度(IV)分級
LED根據其喺5mA下測量嘅發光輸出進行分組。
- 白光LED分級:
- N:28.0 - 45.0 mcd
- P:45.0 - 71.0 mcd
- Q:71.0 - 112.0 mcd
- 綠光LED分級:
- J:4.5 - 7.1 mcd
- K:7.1 - 11.2 mcd
- L:11.2 - 18.0 mcd
每個發光強度等級嘅容差為 +/- 15%。
3.2 綠光LED色調(色度)分級
綠光LED亦會根據其喺CIE 1931色度圖上嘅色點(由座標(x, y)定義)進行分級。指定咗六個等級(S1至S6),每個都有精確嘅座標邊界。每個色調等級喺x同y座標上嘅容差均為 +/- 0.01。咁樣可以確保對於需要精確綠色嘅應用有嚴格嘅顏色一致性。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗典型特性曲線,對於理解器件喺唔同條件下嘅行為至關重要。雖然具體圖表無喺文字中複製,但通常包括:
- 相對發光強度 vs. 正向電流:顯示亮度如何隨電流增加,直至達到最大額定值。
- 正向電壓 vs. 正向電流:說明二極管嘅I-V特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度:展示光輸出嘅熱降額,對於應用中嘅熱管理至關重要。
- 光譜功率分佈:針對綠光LED,顯示每個波長嘅發光強度,中心圍繞峰值波長~575 nm。
設計師應使用呢啲曲線來選擇適當嘅工作點,並理解性能權衡,特別係關於效率同熱效應方面。
5. 機械及封裝資料
5.1 引腳分配同極性
型號LTW-327ZDSKG-5A具有黃色透鏡。引腳分配如下:
- 陽極1(A1):連接至AlInGaP綠光晶片。
- 陽極2(A2):連接至InGaN白光晶片。
公共陰極喺提供嘅文本中隱含但無明確標示。機械圖會顯示陰極焊盤。正確嘅極性對於防止損壞至關重要。
5.2 封裝尺寸同公差
呢個器件符合側視式LED嘅EIA標準封裝外形。所有尺寸均以毫米為單位,標準公差為±0.10 mm,除非詳細封裝圖上另有註明。規格書包括建議嘅焊接焊盤尺寸同方向,以確保回流焊接期間有正確嘅機械對齊同焊點可靠性。
6. 組裝、焊接及處理指引
6.1 焊接製程
呢款LED兼容紅外線(IR)回流焊接製程。建議使用推薦嘅溫度曲線,峰值溫度260°C持續10秒。遵守呢個曲線對於防止LED封裝或內部鍵合線受熱損壞至關重要。
6.2 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定嘅化學品。未指定嘅化學品可能會損壞塑膠封裝。推薦方法係將LED浸入常溫嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。
6.3 儲存同濕度敏感性
LED係濕度敏感器件。必須遵守特定儲存條件:
- 密封包裝:儲存於≤30°C同≤90%相對濕度(RH)。一年內使用。
- 已開封包裝:儲存環境唔可以超過30°C或60% RH。建議喺開封後一星期內完成IR回流焊接。
- 長期儲存(已開封):儲存於帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。
- 重新烘烤:如果喺原始包裝外儲存超過一星期,焊接前需要喺約60°C下烘烤至少20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。
6.4 靜電放電(ESD)預防措施
呢個器件嘅ESD閾值為2000V(HBM)。為防止靜電損壞,必須使用適當嘅ESD控制措施:靜電手帶、防靜電手套,並確保所有設備同工作站正確接地。
7. 包裝及訂購
7.1 載帶同捲盤規格
LED以行業標準嘅壓紋載帶供應,寬度8mm,帶有頂部蓋帶。載帶捲裝喺7吋(178mm)直徑嘅捲盤上。
- 每捲數量:3000件。
- 最小訂購量(MOQ):剩餘數量為500件。
- 包裝標準:符合ANSI/EIA-481規格。
- 品質:載帶中連續缺失元件(空穴)嘅最大數量為兩個。
提供載帶穴槽尺寸、捲盤軸心同凸緣嘅詳細機械圖,用於自動化處理設備設置。
8. 應用備註同設計考慮
8.1 目標應用
呢款側視式雙色LED嘅主要應用係LCD背光,特別係消費電子產品、工業面板同汽車內飾中嘅中小型顯示器。直角設計允許佢放置喺導光板邊緣,有效地將光線耦合到面板中。其他潛在用途包括狹窄空間內嘅狀態指示器、裝飾性邊緣照明,以及鍵盤或符號嘅背光。
8.2 電路設計考慮
- 限流:務必使用串聯電阻或恆流驅動器將正向電流限制喺建議嘅直流值(白光10mA,綠光20mA)或以下。超過IF會縮短壽命並可能導致立即失效。
- 獨立控制:兩個陽極允許白光同綠光LED獨立驅動。咁樣可以實現混色(創造藍綠色或水綠色調)或獨立嘅信號功能。
- 熱管理:雖然功耗低,但確保陰極焊盤有足夠嘅PCB銅面積或散熱通孔,有助於維持較低嘅結溫,保持光輸出同壽命,特別係喺高環境溫度環境下。
- 電源供應:設計驅動電路時要考慮唔同嘅正向電壓。一個電流源加每個顏色一個電阻可能就足夠,但必須檢查兩者嘅電壓餘量。
8.3 可靠性同壽命
LED壽命受操作條件影響好大。關鍵因素包括:
- 驅動電流:喺最大額定電流以下操作可顯著延長使用壽命。
- 結溫(Tj):高Tj會加速光通量衰減並可能導致色度偏移。通過PCB進行有效散熱至關重要。
- 環境密封:塑膠封裝提供基本保護,但應避免暴露於指定範圍外嘅惡劣化學品、紫外線輻射或極端濕度。
9. 技術比較同差異化
LTW-327ZDSKG-5A 通過其特定嘅功能組合實現差異化:
- 對比單色側視式LED:喺一個封裝內提供兩種顏色,相比使用兩個獨立嘅單色LED,減少咗零件數量同電路板空間,提供設計靈活性。
- 對比頂部發光LED:直角發光輪廓係其定義性特徵,實現咗完全唔同嘅光學設計,專注於側光照明而非直接照明。
- 對比其他雙色LED:使用InGaN做白光同AlInGaP做綠光,係一種為咗效率同顏色質量而選擇嘅組合。針對強度同色調(綠光)嘅特定分級結構,表明咗對顯示應用顏色一致性嘅關注。
10. 常見問題(FAQ)
Q1:我可以同時以最大直流電流驅動白光同綠光LED嗎?
A1:可以,但你必須考慮總功耗。同時以IF(白光)=10mA(VF~3.0V,P=30mW)同IF(綠光)=20mA(VF~2.0V,P=40mW)操作,總功耗約為70mW。要確保應用嘅熱環境可以處理呢個總熱負載,而不會超過最大結溫。
Q2:峰值波長同主波長有咩分別?
A2:峰值波長(λP)係發射光譜強度最高嘅波長。主波長(λd)係單色光嘅波長,當與參考白光比較時,佢匹配LED嘅感知顏色。λd對於顏色規格更相關。
Q3:點解已開封包裝嘅儲存條件比密封包裝更嚴格?
A3:密封包裝內含有乾燥劑以保持內部乾燥環境。一旦開封,濕度敏感嘅塑膠封裝就會暴露喺環境濕度中,並可能吸收水分。過多嘅吸收水分喺焊接(回流)期間會迅速蒸發,導致內部分層或開裂(\"爆米花\"現象)。
Q4:點樣解讀包裝袋上嘅分級代碼?
A4:代碼表示該袋中LED嘅性能等級。例如,代碼可能指定\"Q-K-S4\"
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。 |