目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性
- 3. 分級系統解釋
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
- 4.2 發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 溫度依賴性
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸同引腳分配
- 5.2 建議焊接焊盤佈局
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接曲線
- 6.2 手工焊接
- 6.3 儲存同處理
- 6.4 清潔
- 7. 包裝同訂購資訊
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 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. 技術原理介紹
- 13. 技術發展趨勢
1. 產品概覽
呢份文件提供 LTST-C295TBKFKT-5A 嘅完整技術規格,呢個係一款雙色、表面貼裝嘅LED元件。個裝置將兩個唔同嘅LED晶片集成喺一個超薄封裝入面:一個發藍光嘅InGaN晶片同一個發橙光嘅AlInGaP晶片。呢個設計可以為空間有限嘅狀態指示、背光同多信號應用提供緊湊嘅解決方案。個產品設計用嚟兼容自動化組裝流程同標準紅外回流焊接,適合大批量生產環境。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個元件嘅主要優勢係佢嘅雙色功能,封裝喺一個額外薄嘅0.55mm厚度入面。咁樣就可以實現複雜嘅視覺信號(例如,唔同顏色表示唔同狀態),而唔會佔用額外嘅PCB面積。使用超高亮度嘅InGaN同AlInGaP半導體材料確保咗高發光強度。個裝置符合RoHS標準,並被歸類為綠色產品。佢嘅主要目標市場包括消費電子產品、辦公室自動化設備、通訊裝置同工業控制面板,呢啲地方都需要可靠嘅多狀態指示。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗壓力極限,超過呢啲極限可能會對裝置造成永久損壞。唔建議喺超過呢啲值嘅條件下操作LED。
- 功耗(Pd):藍色:76 mW,橙色:75 mW。呢個係LED喺25°C環境溫度下,直流條件下可以作為熱量散發嘅最大允許功率。
- 峰值正向電流(IFP):藍色:100 mA,橙色:80 mA。呢個係最大允許嘅瞬時正向電流,通常喺脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)指定,以防止過熱。
- 直流正向電流(IF):藍色:20 mA,橙色:30 mA。呢個係為咗可靠長期運行而推薦嘅最大連續正向電流。
- 靜電放電(ESD)閾值(HBM):藍色:300V,橙色:1000V。人體模型評級表示LED對靜電嘅敏感度。藍色晶片更敏感,需要更嚴格嘅ESD處理預防措施。
- 溫度範圍:操作:-20°C 至 +80°C;儲存:-30°C 至 +100°C。
- 紅外焊接條件:可以承受260°C峰值溫度10秒,呢個係無鉛(Pb-free)回流工藝嘅標準。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺標準測試條件下(Ta=25°C,IF=5mA,除非另有說明)測量嘅典型同最大/最小性能參數。
- 發光強度(IV):對於兩種顏色,喺5mA時,最小強度係18.0 mcd,最大強度係45.0 mcd。典型值無指定,喺最小/最大範圍內。
- 視角(2θ1/2):兩種顏色都有典型嘅130度寬視角,提供適合許多指示應用嘅寬廣發射模式。
- 峰值發射波長(λP):藍色:468 nm(典型),橙色:611 nm(典型)。呢個係光譜功率分佈最高嘅波長。
- 主波長(λd):藍色:470 nm(典型),橙色:605 nm(典型)。呢個係人眼感知嘅單一波長,定義咗CIE色度圖上嘅色點。
- 譜線半寬度(Δλ):藍色:20 nm(典型),橙色:17 nm(典型)。呢個表示發射光嘅光譜純度或帶寬。
- 正向電壓(VF):藍色:3.2V(喺5mA時最大),橙色:2.3V(喺5mA時最大)。呢個係電路設計嘅關鍵參數,決定咗所需嘅驅動電壓同串聯電阻值。
- 反向電流(IR):兩種顏色喺VR= 5V時都係10 µA(最大)。個裝置唔係為反向偏壓操作而設計;呢個參數僅用於漏電特性描述。
3. 分級系統解釋
LED嘅發光強度被分級,以確保生產批次內嘅一致性。藍色同橙色晶片嘅分級係相同嘅。
- 分級代碼 M:喺5mA時,發光強度範圍從18.0 mcd到28.0 mcd。
- 分級代碼 N:喺5mA時,發光強度範圍從28.0 mcd到45.0 mcd。
- 容差:每個強度分級有 +/-15% 嘅容差。呢個意味住一個標記為Bin M嘅LED可以測量到低至15.3 mcd或高至32.2 mcd,並且仍然喺M分級規格內,雖然佢通常會圍繞18-28 mcd範圍嘅中心。
呢個系統允許設計師選擇具有可預測亮度水平嘅LED。對於需要均勻外觀嘅應用,指定單一分級代碼係至關重要嘅。
4. 性能曲線分析
雖然規格書(第6-7頁)中引用咗特定嘅圖形數據,但典型關係可以基於標準LED物理學同提供嘅參數嚟描述。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
I-V特性係指數性嘅。對於藍色LED,由於InGaN材料系統嘅帶隙更寬,正向電壓更高(~3.2V最大)。橙色AlInGaP LED嘅正向電壓較低(~2.3V最大)。對於給定電流,電壓會隨著結溫升高而輕微增加。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
喺推薦嘅操作範圍內(直到IF=20/30mA),發光強度大致同正向電流成正比。將LED驅動到超過其絕對最大直流電流會導致非線性飽和,並由於過度熱量而加速退化。
4.3 溫度依賴性
LED性能對溫度敏感。隨著結溫升高,發光強度通常會降低。對於大多數LED材料,給定電流下嘅正向電壓也會輕微降低。喺指定溫度範圍(-20°C至+80°C)內操作對於保持指定性能同可靠性至關重要。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸同引腳分配
LED封裝喺一個行業標準嘅SMD封裝內。詳細嘅尺寸圖喺規格書中提供。關鍵特點包括總高度為0.55mm,使其適合非常薄嘅應用。引腳分配如下:引腳1同3用於藍色(InGaN)晶片陽極/陰極,引腳2同4用於橙色(AlInGaP)晶片陽極/陰極。每對嘅具體陽極/陰極指定必須從封裝標記或焊盤圖中確定。
5.2 建議焊接焊盤佈局
提供咗推薦嘅焊盤圖案(焊接焊盤尺寸),以確保回流期間形成正確嘅焊點、機械穩定性同散熱。遵循呢個指引有助於防止墓碑效應(元件一端翹起)並確保可靠嘅電氣連接。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接曲線
包含咗無鉛工藝嘅建議紅外回流曲線。關鍵參數包括預熱階段(150-200°C,最長120秒),峰值溫度唔超過260°C,以及高於260°C嘅時間限制喺最長10秒內。個曲線基於JEDEC標準,以確保封裝完整性。LED最多可以承受呢個回流過程兩次。
6.2 手工焊接
如果需要手工焊接,烙鐵溫度必須唔超過300°C,並且每個引腳嘅焊接時間應限制喺最長3秒內。手工焊接應該只進行一次。
6.3 儲存同處理
ESD預防措施:藍色晶片對ESD敏感(300V HBM)。處理期間必須採取適當嘅防靜電措施(靜電手環、接地工作站)。
濕度敏感性:裝喺帶乾燥劑嘅密封防潮袋中嘅LED,當儲存喺≤30°C同≤90% RH時,保質期為一年。一旦打開袋子,組件應儲存喺≤30°C同≤60% RH嘅環境中,並喺一周內使用。如果喺原始袋外儲存更長時間,建議喺焊接前進行至少20小時嘅60°C烘烤,以去除吸收嘅水分並防止回流期間嘅"爆米花"效應。
6.4 清潔
如果需要喺焊接後清潔,只應使用指定嘅溶劑。將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。未指定嘅化學品可能會損壞塑料封裝或透鏡。
7. 包裝同訂購資訊
LED以帶狀包裝供應,兼容自動貼片機。
- 捲盤尺寸:7英寸直徑捲盤。
- 每捲數量:4000件。
- 最小訂購量(MOQ):剩餘數量為500件。
- 帶狀規格:載帶寬度為8mm。空嘅凹槽用蓋帶密封。包裝符合ANSI/EIA-481規格。
- 質量:帶中允許嘅連續缺失組件最大數量為兩個。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 狀態指示器:雙色功能允許多種狀態(例如,藍色=待機,橙色=活動,兩者=警告/故障)。
- 鍵盤或圖標背光:可以提供顏色編碼嘅背光。
- 消費電子產品:智能手機、平板電腦、路由器同音頻設備中嘅電源、連接性或電池狀態指示器。
- 工業控制面板:機器狀態、操作模式或警報指示器。
8.2 設計考慮因素
- 限流:始終為每個LED晶片使用一個串聯電阻,以將正向電流限制喺安全值(直流操作下,藍色≤20mA,橙色≤30mA)。電阻值計算為 R = (V電源- VF) / IF.
- 熱管理:確保足夠嘅PCB銅面積或散熱通孔,特別係如果驅動接近最大電流時,以散熱並將結溫保持喺限制內。
- ESD保護:如果組裝環境或最終使用場景存在ESD風險,請喺連接到LED引腳嘅信號線上加入ESD保護二極管。
- 光學設計:130度嘅寬視角提供良好嘅離軸可見性。對於定向光,可能需要外部透鏡或導光板。
9. 技術比較同差異化
呢個元件嘅關鍵差異化因素係佢嘅超薄0.55mm封裝中嘅雙色功能。同使用兩個獨立嘅單色LED相比,呢個節省咗大量PCB面積並簡化咗組裝。InGaN(藍色)同AlInGaP(橙色)技術嘅結合為兩種顏色提供咗高效率同亮度。個產品對標準SMT工藝同無鉛回流嘅兼容性使其成為現代電子製造嘅即用解決方案。
10. 常見問題(基於技術參數)
Q1: 我可以同時以最大直流電流驅動藍色同橙色LED嗎?
A1: 唔可以。必須考慮功耗額定值(藍色76mW,橙色75mW)同封裝嘅熱設計。除非提供特殊冷卻,否則同時以全直流電流驅動兩個晶片可能會超過封裝嘅總熱容量。建議查閱熱降額曲線或喺同時使用時以較低電流操作。
Q2: 點解藍色晶片嘅ESD評級(300V)低於橙色晶片(1000V)?
A2: 呢個係由於用於藍色發光嘅InGaN半導體嘅固有材料特性同結結構。佢通常比用於橙色/紅色發光嘅AlInGaP材料更容易受到靜電放電損壞。呢個需要喺處理藍色通道時格外小心。
Q3: 我點樣解讀分級代碼嚟訂購?
A3: 如果供應商提供分級選擇,請為每種顏色指定"LTST-C295TBKFKT-5A"連同所需嘅強度分級代碼(例如,"N"表示更高亮度)。為咗喺整個生產運行中保持亮度一致,指定單一分級係至關重要嘅。
11. 實用設計同使用案例
案例:為路由器設計雙狀態電源指示器
**目標:** 使用一個LED指示電源(橙色)同互聯網連接(藍色)。
**設計:** LED放置喺路由器嘅前面板上。微控制器(MCU)有兩個GPIO引腳,每個通過一個限流電阻連接到一個LED通道。
**計算:** 對於5V電源:
- 橙色電阻:R橙色= (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 Ω(使用130 Ω或150 Ω標準值)。功率:P = I2R = (0.02)2*150 = 0.06W。
- 藍色電阻:R藍色= (5V - 3.2V) / 0.020A = 90 Ω(使用91 Ω標準值)。功率:P = (0.02)2*91 = 0.0364W。
**操作:** 當通電時,MCU驅動橙色引腳以發出穩定光。當互聯網連接活動時,佢驅動藍色引腳閃爍。兩者都唔會長時間同時以全電流連續驅動,以管理熱負載。
12. 技術原理介紹
呢個LED使用兩種唔同嘅半導體材料系統:
InGaN(氮化銦鎵):用於藍色發光體。通過調整合金中銦同鎵嘅比例,可以調諧帶隙能量,呢個直接決定發射光嘅波長。InGaN以喺藍色到綠色光譜中嘅高效率同亮度而聞名。
AlInGaP(磷化鋁銦鎵):用於橙色發光體。呢個材料系統對於產生琥珀色、橙色、紅色同黃色波長嘅光非常高效。特定嘅成分決定咗主波長。
喺兩種情況下,光都係通過電致發光過程發射嘅。當正向電壓施加喺p-n結上時,電子同空穴復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。光嘅顏色由半導體材料嘅帶隙能量決定。
13. 技術發展趨勢
像呢款SMD LED嘅趨勢繼續朝向:
更高效率(lm/W):外延生長、晶片設計同封裝提取效率嘅持續改進,導致相同電輸入功率下更多嘅光輸出。
微型化:封裝嘅佔地面積同高度繼續縮小(就像呢度嘅0.55mm厚度),以實現更薄嘅最終產品。
多晶片同RGB集成:超越雙色,集成紅色、綠色同藍色(RGB)晶片甚至白色+彩色晶片嘅封裝正變得普遍,以實現全色可編程性。
改進嘅可靠性同熱性能:材料嘅進步(例如,高溫塑料、先進嘅芯片貼裝)增強咗承受更高回流溫度同操作條件嘅能力。
智能封裝:一啲LED而家集成咗集成電路(IC)用於驅動器控制或通訊(例如,可尋址RGB LED),雖然呢個特定組件係一個標準嘅、無驅動器嘅LED。
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。 |