目錄
1. 產品概覽
LTST-C295TGKRKT 係一款雙色表面貼裝(SMD)LED,專為需要細尺寸同高亮度指示燈嘅現代電子應用而設計。呢個元件將兩個唔同嘅半導體晶片集成喺一個超薄封裝入面:一個用於發綠光嘅InGaN(氮化銦鎵)晶片,同一個用於發紅光嘅AlInGaP(磷化鋁銦鎵)晶片。佢嘅主要設計目標係為狀態指示、背光照明同面板照明提供一個可靠、慳位嘅解決方案,尤其適用於顏色區分至關重要嘅場合。
呢款LED嘅核心優勢包括其極低嘅0.55mm高度,方便用喺薄身消費電子產品同便攜式裝置。佢符合ROHS(有害物質限制)指令,係一個環保嘅選擇。封裝根據EIA(電子工業聯盟)標準設計,確保同自動貼片組裝設備同標準紅外回流焊接製程兼容,從而簡化大批量生產。
目標市場涵蓋廣泛嘅電子設備,包括但不限於辦公自動化設備、通訊硬件、家用電器,以及各種需要雙色狀態指示(例如電源開/待機、充電狀態、網絡活動)但空間有限嘅消費電子產品。
2. 深入技術參數分析
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。喺呢啲極限下或接近極限操作並唔保證。對於綠光晶片,最大連續直流正向電流係20mA,脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)容許嘅峰值正向電流為100mA。紅光晶片容許稍高嘅30mA直流電流,但峰值電流較低,為80mA。綠光晶片嘅最大功耗為76mW,紅光晶片為75mW,呢點對於密集PCB嘅熱管理至關重要。器件嘅工作溫度範圍為-20°C至+80°C,可承受-30°C至+100°C嘅儲存溫度。佢亦適用於無鉛紅外回流焊接,峰值溫度為260°C,持續時間最長10秒。
2.2 電氣同光學特性
呢啲參數喺標準環境溫度25°C同正向電流(IF)為20mA(典型工作點)下測量。
發光強度(IV):呢個係LED發出嘅感知光功率量度。對於綠光晶片,最小強度為112毫坎德拉(mcd),典型範圍最高可達450 mcd。紅光晶片最小為45 mcd,最大為180 mcd。寬廣嘅範圍表示器件有唔同亮度等級可供選擇。
視角(2θ1/2):兩種顏色都具有非常寬廣嘅130度(典型)視角。呢個係發光強度降至中心軸值一半時嘅全角,令LED適合需要離軸角度可見性嘅應用。
波長特性:綠光晶片嘅典型峰值發射波長(λP)為530nm,主波長(λd)範圍為520.0nm至535.0nm。紅光晶片嘅典型峰值為639nm,主波長範圍為624.0nm至638.0nm。綠光嘅譜線半寬(Δλ)約為35nm,紅光約為20nm,描述咗發射光嘅光譜純度。
正向電壓(VF):呢個係LED喺指定電流下工作時嘅壓降。綠光晶片嘅VF範圍為2.8V(最小)至3.8V(最大)。紅光晶片嘅VF較低,範圍為1.8V至2.4V。呢個差異對於電路設計至關重要,特別係當從同一電壓源驅動兩種顏色時,可能需要唔同數值嘅限流電阻。
反向電流(IR):當施加5V反向電壓(VR)時,兩個晶片嘅最大反向漏電流均為10µA。明確指出器件並非為反向操作而設計;呢個參數僅供測試用途。
3. 分級系統說明
為確保批量生產嘅一致性,LED會根據性能分級。LTST-C295TGKRKT 採用發光強度同主波長嘅分級系統。
3.1 發光強度分級
對於綠光晶片,分級代號為R、S同T,分別覆蓋112.0-180.0 mcd、180.0-280.0 mcd同280.0-450.0 mcd嘅強度範圍。對於紅光晶片,分級P、Q同R覆蓋45.0-71.0 mcd、71.0-112.0 mcd同112.0-180.0 mcd。每個強度分級嘅公差為 +/-15%。
3.2 主波長分級
適用於綠光晶片,波長分級AP、AQ同AR對應主波長範圍520.0-525.0nm、525.0-530.0nm同530.0-535.0nm。每個波長分級嘅公差為嚴格嘅 +/-1nm,確保喺選定分級內嘅精確顏色一致性。
4. 性能曲線分析
雖然規格書(第6-7頁)中引用咗具體圖形曲線,但其含義係標準嘅。I-V(電流-電壓)曲線會顯示二極管典型嘅指數關係,綠光(InGaN)晶片嘅正向電壓拐點比紅光(AlInGaP)晶片高。相對發光強度 vs. 正向電流曲線會顯示光輸出隨電流增加大致呈線性上升,直到某一點後,由於發熱效率會下降。相對發光強度 vs. 環境溫度曲線至關重要;對於大多數LED,光輸出會隨結溫升高而降低。設計師必須考慮呢種熱降額,特別係喺接近最大額定值或高環境溫度下操作時。光譜分佈曲線會顯示圍繞峰值波長嘅窄發射帶,綠光帶比紅光帶更寬。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸同極性
LED採用標準SMD封裝。關鍵機械特徵係其0.55mm高度。引腳定義清晰:引腳1同3用於綠光陽極/陰極,引腳2同4用於紅光陽極/陰極。規格書中提供咗確切嘅佔位面積同尺寸圖,呢點對於PCB焊盤圖案設計至關重要。透鏡為水清色,令晶片真實顏色可見。
5.2 推薦焊盤設計
包含建議嘅焊盤佈局,以確保可靠焊接同適當機械穩定性。遵循呢啲建議有助於防止回流焊接期間出現墓碑效應(元件一端翹起),並確保良好嘅焊腳形成,獲得牢固嘅焊點。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
器件兼容紅外回流焊接製程,呢個係SMD組裝嘅標準。提供咗符合JEDEC標準嘅無鉛焊料建議回流曲線。關鍵參數包括預熱階段(通常150-200°C,最長120秒)、受控升溫至不超過260°C嘅峰值溫度,以及液相線以上時間(TAL),峰值溫度保持最長10秒。該曲線旨在最小化熱衝擊,同時確保焊點完全形成。
6.2 處理同儲存注意事項
ESD(靜電放電)敏感性:LED容易受靜電損壞。強烈建議喺ESD防護環境中使用防靜電手帶同接地設備進行處理。
濕度敏感性:雖然器件以帶乾燥劑嘅防潮袋包裝出貨,但一旦打開包裝,如果儲存喺環境條件下(<30°C,<60% RH),應喺一星期內使用。打開後需要更長時間儲存,應將佢哋存放喺帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。喺原始包裝外儲存超過一星期嘅元件,焊接前需要進行烘烤(約60°C,至少20小時),以去除吸收嘅水分,防止回流期間出現爆米花現象。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,應僅使用指定溶劑。建議將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞塑料封裝或透鏡。
7. 包裝同訂購信息
LTST-C295TGKRKT 以適合自動組裝嘅行業標準包裝供應。元件放置喺8mm寬嘅凸紋載帶上,然後捲到7英寸(178mm)直徑嘅捲盤上。每個完整捲盤包含4000件。對於較小數量,可提供最少500件嘅包裝。載帶同捲盤規格符合ANSI/EIA-481。頂部蓋帶密封元件袋,捲盤包含方向指示器,以確保機器正確裝載。
8. 應用筆記同設計考慮
8.1 典型應用電路
每個顏色晶片(綠光同紅光)必須獨立驅動。每個LED必須串聯一個限流電阻以設定所需正向電流(通常20mA)。電阻值使用歐姆定律計算:R = (V電源- VF) / IF。由於綠光同紅光晶片嘅正向電壓唔同,使用同一電源電壓會導致每種顏色需要唔同嘅電阻值以達到相同電流。例如,使用5V電源:R綠光= (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω;R紅光= (5V - 2.1V) / 0.02A = 145Ω(使用典型VF值)。
8.2 熱管理
雖然功耗低,但PCB上良好嘅熱設計對於使用壽命同穩定性能仍然重要。確保焊盤周圍有足夠嘅銅面積作為散熱器,特別係喺高環境溫度或接近最大電流額定值下操作時。避免將發熱元件直接放置喺LED旁邊。
8.3 光學設計
寬廣嘅130度視角令呢款LED適合需要廣泛可見性嘅應用。對於更定向嘅光線,可以使用外部透鏡或導光件。水清色透鏡提供晶片最純淨嘅顏色,但如果需要更柔和、更均勻嘅外觀,可以喺外部使用擴散透鏡或塗層。
9. 技術比較同差異化
LTST-C295TGKRKT 嘅主要區別在於其喺超薄0.55mm封裝中嘅雙色能力。相比使用兩個獨立嘅單色LED,佢節省PCB空間並簡化組裝。使用InGaN製造綠光,相比舊技術如GaP,提供更高效率同亮度。AlInGaP紅光晶片提供高效率同出色嘅色純度。佢同標準回流製程同載帶捲盤包裝嘅兼容性,令佢相比更特殊或手動組裝嘅解決方案,成為大批量生產嘅高性價比選擇。
10. 常見問題(FAQ)
問:我可以同時驅動綠光同紅光LED嗎?
答:可以,但佢哋必須由獨立電路驅動(即具有各自限流電阻嘅獨立電流路徑)。由於佢哋嘅正向電壓特性唔同,唔建議從單一電阻並聯驅動,因為會導致電流分佈不均。
問:型號或訂購中嘅分級代碼(R、S、T、AP、AQ等)係咩意思?
答:呢啲代碼指定咗LED喺發光強度同主波長方面嘅性能等級。為咗產品外觀一致,指定同使用同一分級嘅LED至關重要。請諮詢供應商了解可用分級。
問:呢款LED需要散熱器嗎?
答:一般唔需要,因為其功耗低(≤76mW)。然而,建議採用良好嘅PCB熱設計實踐,例如使用連接至地平面嘅散熱焊盤,以獲得最佳使用壽命,特別係喺高溫環境中。
問:我可以使用呢款LED進行反向電壓指示嗎?
答:唔可以。規格書明確指出器件並非為反向操作而設計。施加超過5V嘅反向電壓可能會造成損壞。對於反極性保護,應喺電路中使用外部二極管。
11. 實用設計同使用示例
案例研究1:便攜式裝置狀態指示燈:喺智能手機或平板電腦中,呢款LED可以用喺USB端口附近。綠光晶片可以指示充滿電,而紅光晶片可以指示充電中。超薄外形令佢能夠適應現代裝置緊湊嘅機械限制。
案例研究2:工業控制面板:喺機器操作員面板上,雙色LED可以提供清晰嘅狀態信息。例如,綠色表示系統準備就緒,紅色表示故障或警報。寬廣視角確保從工廠車間唔同位置都能睇到狀態。
案例研究3:汽車內飾照明:雖然唔係用於主要照明,但佢可以用於微妙嘅按鈕背光或氛圍照明,顏色根據模式改變(例如正常模式 vs. 夜間模式)。堅固嘅封裝同合格嘅焊接曲線令佢適合汽車電子模塊,儘管可能需要特定嘅汽車級認證。
12. 技術原理介紹
LED嘅工作原理基於半導體p-n結中嘅電致發光。當施加正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入有源區。當呢啲電荷載流子復合時,佢哋以光子(光)嘅形式釋放能量。發射光嘅顏色(波長)由半導體材料嘅帶隙能量決定。InGaN材料體系具有更寬嘅帶隙,能夠發射綠光、藍光同白光。AlInGaP材料體系特別適合高效產生紅光、橙光同黃光。通過將兩個咁樣嘅晶片封裝喺一個外殼內,就創造出一個緊湊嘅雙色光源。
13. 行業趨勢同發展
SMD LED嘅趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多光輸出)、更細封裝尺寸同更高集成度發展。雙色同RGB(紅綠藍)LED變得越來越普遍,因為佢哋能夠實現動態混色同更複雜嘅用戶界面。同時,業界亦強力推動喺更高溫度條件下提高可靠性同性能,以迎合汽車同工業市場。此外,如呢款0.55mm高封裝所見,微型化嘅推動支持咗更薄消費電子產品嘅發展。基礎半導體材料,特別係用於綠光同藍光嘅材料,正持續進行研究以提高其效率,呢個挑戰歷史上被稱為綠光間隙。
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。 |