目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣及光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度 (IV) 分級
- 3.2 正向電壓 (VF) 分級 (僅白光晶片)
- 3.3 色調分級 (橙光晶片顏色)
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械及封裝資料
- 5.1 封裝尺寸同腳位定義
- 5.2 建議焊盤佈局
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 回流焊製程
- 6.2 儲存同處理
- 6.3 清潔
- 7. 包裝及訂購資料
- 7.1 載帶及捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較及差異
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 11. 實用設計案例分析
- 12. 技術原理介紹
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
LTW-C195DSKF-5A 係一款雙色表面貼裝器件 (SMD) LED，專為需要細小、可靠同高亮度指示或背光解決方案嘅現代電子應用而設計。佢將兩種唔同嘅半導體晶片集成喺單一EIA標準封裝內：一個用於發白光嘅InGaN (氮化銦鎵) 晶片，同一個用於發橙光嘅AlInGaP (磷化鋁銦鎵) 晶片。呢種配置允許喺單一元件佔位面積內實現雙色操作，節省寶貴嘅PCB空間。器件以8mm載帶包裝，供應喺7吋直徑捲盤上，完全兼容高速自動貼片組裝設備。佢被歸類為綠色產品，並符合RoHS (有害物質限制) 指令。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出極限操作並唔保證，為確保長期可靠性能應避免。
- 功耗 (Pd):白光晶片: 72 mW，橙光晶片: 75 mW。呢個係允許嘅最大熱損耗功率。超出此值會導致結溫過高同加速性能衰退。
- 峰值正向電流 (IFP):白光: 100 mA，橙光: 80 mA。呢個係最大瞬時電流，通常喺脈衝條件下指定 (1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度)，以防止短暫瞬變期間嘅熱過載。
- 直流正向電流 (IF):白光: 20 mA，橙光: 30 mA。呢個係建議用於正常操作嘅最大連續正向電流。橙光晶片可以處理更高嘅連續電流。
- 反向電壓 (VR):兩個晶片都係5 V。施加高於此值嘅反向電壓會導致擊穿同損壞。規格書明確指出反向電壓操作唔可以連續進行。
- 溫度範圍:操作: -20°C 至 +80°C；儲存: -30°C 至 +100°C。呢啲定義咗功能使用同非操作儲存嘅環境極限。
- 紅外線回流焊:可承受260°C峰值溫度10秒，符合常見無鉛 (Pb-free) 焊料回流焊曲線。
2.2 電氣及光學特性
呢啲係喺標準測試條件Ta=25°C同IF=5mA下測量嘅典型同保證性能參數，除非另有說明。
- 發光強度 (IV):亮度嘅關鍵量度。
- 白光: 最小值45.0 mcd，典型值未說明，最大值180.0 mcd。
- 橙光: 最小值11.2 mcd，典型值未說明，最大值71.0 mcd。
- 測量遵循CIE人眼響應曲線，使用指定測試設備 (例如CAS140B)。
- 視角 (2θ1/2):兩種顏色都係130度 (典型值)。呢個寬視角係封裝透鏡設計嘅特點，提供適合指示器應用嘅寬廣發光模式。
- 波長參數 (橙光晶片):
- 峰值發射波長 (λP): 611 nm (典型值)。光譜功率輸出最高嘅波長。
- 主波長 (λd): 605 nm (典型值)。人眼感知到嘅單一波長，與LED嘅顏色相匹配。
- 譜線半寬度 (Δλ): 20 nm (典型值)。發射光譜喺峰值強度一半處嘅帶寬，表示顏色純度。
- 色度座標 (橙光晶片):x=0.3, y=0.3 (典型值)。呢啲CIE 1931座標定義咗色度圖上精確嘅橙光色點。對呢啲座標應用±0.01嘅容差。
- 正向電壓 (VF):
- 白光: 典型值2.75V，最大值3.15V (喺IF=5mA時)。
- 橙光: 典型值2.00V，最大值2.40V (喺IF=5mA時)。
- 橙光晶片較低嘅VF與AlInGaP材料系統一致。
- 反向電流 (IR):最大值10 µA (白光) 同100 µA (橙光) (喺VR=5V時)。呢個係器件反向偏置時嘅小漏電流。
靜電放電 (ESD) 注意事項:LED對靜電敏感。處理程序必須包括使用防靜電手帶、防靜電手套，同正確接地嘅設備同工作站，以防止ESD或浪湧事件造成損壞。
3. 分級系統說明
為管理半導體製造中嘅自然變化，LED會根據性能分級。LTW-C195DSKF-5A對發光強度同正向電壓使用獨立分級。
3.1 發光強度 (IV) 分級
- 白光晶片:級別 P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), R (112.0-180.0 mcd)。每個級別內嘅容差為±15%。
- 橙光晶片:級別 L (11.2-18.0 mcd), M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd)。每個級別內嘅容差為±15%。
- 特定級別代碼標記喺包裝上，允許設計師為其應用選擇亮度一致嘅LED。
3.2 正向電壓 (VF) 分級 (僅白光晶片)
- 級別 A (2.55-2.75V), B (2.75-2.95V), C (2.95-3.15V)。每個級別內嘅容差為±0.1V。
- 對VF進行分級有助於設計更一致嘅電流驅動電路，特別係當多個LED串聯連接時。
3.3 色調分級 (橙光晶片顏色)
橙光顏色使用六個色調級別 (S1至S6) 精確控制，呢啲級別由CIE 1931色度圖上嘅四邊形定義。每個級別有特定嘅 (x, y) 座標邊界 (例如，S1: x 0.274-0.294, y 0.226-0.286)。每個色調級別內色度座標 (x, y) 嘅容差為±0.01。呢個確保咗對於需要精確橙光色調嘅應用，顏色一致性非常高。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗典型特性曲線，對於理解器件喺非標準條件下嘅行為至關重要。雖然提供嘅文本中未完全詳細說明具體圖表，但標準LED曲線通常包括:
- 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線):顯示指數關係。由於InGaN (白光) 同AlInGaP (橙光) 晶片嘅半導體帶隙唔同，曲線會有所不同，解釋咗唔同嘅典型VF values.
- 發光強度 vs. 正向電流 (I-L曲線):展示光輸出如何隨電流增加，通常喺較高電流時由於熱效應同效率下降而以次線性方式增加。
- 發光強度 vs. 環境溫度:顯示光輸出隨結溫升高而下降。呢個對於熱管理設計至關重要。
- 光譜功率分佈:對於橙光晶片，呢個圖表會顯示發射峰值約喺611 nm，具有指定嘅20 nm半寬度，確認顏色特性。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝尺寸同腳位定義
器件使用標準EIA封裝外形。關鍵尺寸容差為±0.10 mm，除非另有說明。雙色功能嘅腳位定義清晰:
- 腳位1同3: InGaN白光晶片嘅陽極/陰極。
- 腳位2同4: AlInGaP橙光晶片嘅陽極/陰極。
呢個4腳配置允許獨立控制兩種顏色。透鏡材料指定為黃色，可能作為白光晶片嘅擴散器或波長轉換器，並可能輕微影響橙光輸出嘅色調。
5.2 建議焊盤佈局
規格書包含推薦嘅焊盤圖案 (焊盤尺寸) 供PCB設計使用。遵循呢個指引可確保回流焊期間形成正確嘅焊點、良好嘅機械穩定性，以及LED封裝到PCB嘅最佳熱散逸。
6. 焊接及組裝指引
6.1 回流焊製程
LED兼容紅外線 (IR) 回流焊製程。佢可以承受嘅最大條件係260°C持續10秒，呢個係無鉛組裝嘅標準。暗示咗建議嘅回流焊曲線，通常包括預熱區、快速升溫至峰值溫度、短暫高於液相線嘅時間，同受控冷卻階段。遵守呢個曲線可以防止熱衝擊同焊接缺陷。
6.2 儲存同處理
- 密封包裝:儲存於≤30°C同≤90% RH。當帶有乾燥劑嘅防潮袋完好時，請喺一年內使用。
- 已開封包裝:對於從密封袋中取出嘅元件，儲存環境不應超過30°C / 60% RH。強烈建議喺開封後一星期內完成IR回流焊製程。
- 延長儲存 (已開封):如果儲存超過一星期，LED應存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。喺袋外儲存超過一星期嘅元件需要喺焊接前進行烘烤預處理 (約60°C至少20小時)，以去除吸收嘅水分並防止回流焊期間出現"爆米花"現象。
6.3 清潔
如果需要進行組裝後清潔，只可使用指定溶劑。將LED浸入常溫嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。禁止使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞LED嘅環氧樹脂透鏡或封裝。
7. 包裝及訂購資料
7.1 載帶及捲盤規格
產品以行業標準嘅凸版載帶連保護蓋帶供應，捲喺7吋 (178 mm) 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。
- 載帶寬度:8 mm。
- 包裝標準:符合ANSI/EIA-481-1-A-1994元件包裝規格。
- 質量:載帶中連續缺失元件 (空穴) 嘅最大數量為兩個。
提供載帶 (穴距、深度) 同捲盤 (軸心直徑、法蘭直徑) 嘅詳細尺寸圖，以確保與自動化設備送料器兼容。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 雙色狀態指示器:適用於設備面板，單個LED可以顯示多種狀態 (例如，白光表示"開機/運行中"，橙光表示"待機/警告")。
- 消費電子產品背光:可用於需要雙色效果嘅設備中嘅按鈕或裝飾照明。
- 汽車內飾照明:用於可以喺白光同橙光色調之間切換嘅環境照明。
- 工業控制面板:喺各種操作模式下提供清晰、明亮嘅狀態指示。
8.2 設計考量
- 限流:始終為每個晶片使用串聯限流電阻或恆流驅動器。根據電源電壓同所需工作電流 (不超過IF MAX) 下嘅最大正向電壓 (VFDC) 進行計算。
- 熱管理:雖然功耗較低，但確保焊盤周圍有足夠嘅PCB銅面積有助於導走熱量，維持光輸出同使用壽命，特別係喺較高環境溫度或驅動電流下。
- ESD保護:喺容易發生靜電放電嘅環境中，喺驅動LED嘅信號線上加入ESD保護二極管。
- 光學設計:130度視角提供寬廣覆蓋範圍。對於更定向嘅光線，可能需要二次光學元件 (透鏡、導光板)。
9. 技術比較及差異
LTW-C195DSKF-5A 喺其類別中提供特定優勢:
- 雙晶片集成:將兩種唔同嘅半導體技術 (InGaN用於白光，AlInGaP用於橙光) 結合喺一個封裝內，相比試圖用單一晶片加螢光粉覆蓋實現兩種顏色嘅LED，為每種顏色提供更優異嘅色彩性能同亮度。
- 獨立控制:獨立嘅陽極/陰極允許完全獨立地驅動同調光每種顏色，實現動態混色或序列效果，呢啲係共陰極/陽極雙色LED無法實現嘅。
- 高亮度橙光:使用AlInGaP技術製造橙光晶片，通常比舊技術喺特定波長下具有更高效率同更亮輸出。
- 堅固封裝:與IR回流焊同載帶捲盤包裝兼容，使其適合全自動、大批量嘅表面貼裝組裝線。
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白光同橙光晶片嗎？
A: 唔一定。你必須考慮總功耗。同時以20mA (~2.75V) 驅動白光同以30mA (~2.00V) 驅動橙光，總功耗約為112.5 mW，如果散熱不足，可能會超出細小封裝嘅熱設計極限。更安全嘅做法係喺絕對最大值以下操作或實施熱降額。
Q2: 峰值波長同主波長有咩區別？
A: 峰值波長 (λP=611 nm) 係LED發射光譜嘅物理峰值。主波長 (λd=605 nm) 係感知峰值——人眼會將LED顏色匹配到嘅純光譜光嘅單一波長。佢哋經常唔同，特別係對於較寬嘅光譜。
Q3: 點解已開封包裝嘅儲存濕度要求更嚴格？
A: SMD LED中使用嘅環氧樹脂模塑料會從空氣中吸收水分。喺高溫回流焊過程中，呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致封裝破裂 ("爆米花"現象)。焊接前嘅烘烤過程可以驅除呢啲吸收嘅水分。
Q4: 我應該點樣解讀色調級別座標 (例如S1)？
A: 像S1呢類級別嘅四個 (x,y) 座標對定義咗CIE色度圖上一個四邊形嘅角點。任何測量色度座標落喺呢個四邊形內嘅LED都會被分配到S1級別。呢個係定義色彩空間嘅一種比簡單波長分級更精確嘅方法。
11. 實用設計案例分析
場景:為消費類音頻放大器設計一個多狀態電源按鈕。按鈕需要指示: 關閉 (熄滅)、待機 (脈衝橙光)、開啟 (穩定白光)。
使用LTW-C195DSKF-5A實現:
1. 將LED放置喺半透明按鈕帽後面。
2. 微控制器 (MCU) 通過兩個獨立嘅GPIO引腳驅動兩種顏色，每個引腳都有自己嘅串聯限流電阻，計算用於5mA驅動 (以獲得長壽命同適中亮度)。
3. 關閉狀態:將兩個MCU引腳設置為高阻抗輸入或輸出低電平。
4. 待機狀態:連接至橙光LED (腳位2/4) 嘅MCU引腳用PWM (脈衝寬度調製) 信號驅動，以產生脈衝效果。白光LED引腳保持關閉。
5. 開啟狀態:用於白光LED (腳位1/3) 嘅MCU引腳持續驅動為高電平。橙光LED引腳關閉。
呢個設計僅使用一個元件佔位面積，簡化組裝，並利用兩個晶片高質量、一致嘅光線提供清晰、獨特嘅視覺反饋。
12. 技術原理介紹
LTW-C195DSKF-5A 採用兩種唔同嘅固態照明技術:
- InGaN (白光晶片):通常，一個發藍光嘅InGaN LED晶片與黃色螢光粉塗層 (YAG:Ce) 結合。一部分藍光直接射出，其餘部分被螢光粉下轉換為黃光。藍光同黃光嘅混合被人眼感知為白光。黃色封裝透鏡也可能有助於混色或擴散。
- AlInGaP (橙光晶片):呢種材料系統生長喺襯底 (通常係GaAs) 上，並經過設計使其直接帶隙對應於光譜中紅、橙、黃區域 (大約590-650 nm) 嘅光發射。對於喺呢個範圍內產生飽和顏色，佢效率非常高。橙光輸出係直接由半導體材料內部嘅電子-電洞複合產生，無需螢光粉。
電致發光係核心原理: 當正向電壓施加喺半導體嘅p-n結兩端時，電子同電洞複合，以光子 (光) 嘅形式釋放能量。光嘅波長 (顏色) 由半導體材料嘅帶隙能量決定。
13. 發展趨勢
SMD LED領域持續發展，以下趨勢有助於理解像LTW-C195DSKF-5A呢類器件:
- 效率同光通量提升:外延生長、晶片設計同封裝取光效率嘅持續改進，導致每mA輸入電流嘅mcd輸出更高，從而實現更低功耗或更亮顯示。
- 微型化:雖然呢個係標準EIA封裝，但行業正推動更細小嘅佔位面積 (例如0402, 0201) 用於超緊湊設備，儘管通常以總光輸出或熱性能為代價。
- 改善顏色一致性同分級:製造過程控制嘅進步使VF、IV同色度嘅分佈更緊密，減少所需嘅分級數量，並確保批量生產中性能更均勻。
- 集成化解決方案:趨勢係LED內置電流調節器、ESD保護，甚至簡單控制邏輯 ("智能LED")，以簡化最終用戶嘅電路設計。
- 關注可靠性同壽命:增強透鏡同封裝材料，提供更好嘅耐熱、耐濕同耐短波長光性能，從而延長操作壽命，對於工業同汽車應用尤其重要。
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。 |