目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心特點同優勢
- 1.2 目標應用同市場
- 2. 技術規格同客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流 vs. 發光強度(IV曲線)
- 4.2 溫度依賴性
- 4.3 光譜分佈
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 物理尺寸同極性
- 5.2 推薦PCB焊盤圖案
- 6. 組裝、焊接同處理指引
- 6.1 回流焊接溫度曲線
- 6.2 手動焊接
- 6.3 清潔
- 6.4 儲存同濕度敏感性
- 6.5 ESD(靜電放電)預防措施
- 7. 包裝同訂購
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 8. 應用設計考慮
- 8.1 電路設計
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學集成
- 9. 技術比較同區分
- 10. 常見問題(FAQ)
- 10.1 我可以同時驅動兩種顏色嗎?
- 10.2 峰值波長同主波長有咩區別?
- 10.3 點解焊接前需要烘烤?
- 11. 實際應用示例
- 12. 技術原理介紹
1. 產品概覽
LTST-S326KGKFKT 係一款雙色、側視型表面貼裝器件(SMD)LED。佢將兩個唔同嘅AlInGaP半導體晶片集成喺單一封裝入面:一個發綠光,另一個發橙光。呢種配置可以喺單一細小元件上實現雙色指示或信號功能。呢款器件專為兼容自動化組裝流程同現代無鉛焊接技術而設計。
1.1 核心特點同優勢
呢款LED嘅主要優勢嚟自佢嘅材料技術同封裝設計。採用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)晶片提供高發光效率,從而產生明亮嘅輸出。側視型透鏡設計將光線導向側面,令佢特別適合安裝喺垂直於觀看表面嘅應用,例如側邊發光面板或者裝置側面嘅狀態指示燈。主要特點包括符合RoHS(有害物質限制)指令、鍍錫引腳以改善可焊性,以及採用8毫米載帶捲盤包裝,方便高效嘅自動貼片組裝。
1.2 目標應用同市場
呢款元件主要針對一般電子市場。佢嘅典型應用包括狀態指示燈、按鈕或符號背光,以及消費電子產品、辦公設備、通訊裝置同家用電器中嘅雙色信號燈。側發光特性喺空間有限、無法使用正面LED嘅設計中尤其有價值。
2. 技術規格同客觀解讀
本節詳細拆解器件喺標準條件(Ta=25°C)下嘅操作極限同性能特徵。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限,唔適用於正常操作。
- 功耗(Pd):每粒晶片72 mW。呢個係可以持續以熱量形式耗散嘅最大功率。超過呢個限制有過熱同加速老化嘅風險。
- 峰值正向電流(IFP):80 mA,只允許喺脈衝條件下使用(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。咁樣可以實現短時間嘅高強度閃爍。
- 連續正向電流(IF):30 mA直流。呢個係為確保長期可靠性而建議嘅連續操作最大電流。
- 反向電壓(VR):5 V。施加高於此值嘅反向電壓可能導致結擊穿。
- 操作同儲存溫度:分別係-30°C至+85°C同-40°C至+85°C。器件可以喺稍低嘅溫度下承受非操作狀態嘅儲存。
- 焊接溫度:可承受峰值溫度260°C嘅紅外回流焊接,時間最長10秒,符合常見嘅無鉛組裝溫度曲線。
2.2 電光特性
呢啲參數定義咗器件喺典型工作點(20 mA正向電流)下嘅性能。
- 發光強度(IV):綠色晶片嘅典型強度為35.0 mcd(毫坎德拉),最低為18.0 mcd。橙色晶片更光,典型強度為90.0 mcd,最低為28.0 mcd。強度係使用模擬人眼明視覺響應(CIE曲線)嘅濾光片測量嘅。
- 視角(2θ1/2):130度(典型值)。呢個寬角度表示一個寬闊、漫射嘅發光模式,適合側面照明。
- 波長:
- 峰值波長(λP):574 nm(綠色,典型值)同611 nm(橙色,典型值)。呢個係光譜輸出最強嘅波長。
- 主波長(λd):571 nm(綠色,典型值)同605 nm(橙色,典型值)。呢個係人眼感知到嘅單一波長,源自CIE色度圖,最能定義顏色。
- 光譜帶寬(Δλ):15 nm(綠色)同17 nm(橙色,典型值)。呢個表示光譜純度;帶寬越窄,顏色越飽和。
- 正向電壓(VF):典型值2.0 V,20 mA時最大值2.4 V。呢個低電壓令佢兼容常見嘅3.3V同5V邏輯電路,對於低電流指示,通常唔需要限流電阻。
- 反向電流(IR):5 V反向偏壓下最大10 μA。低反向電流係理想嘅。
3. 分級系統說明
為確保生產中顏色同亮度一致,LED會根據性能分級。LTST-S326KGKFKT採用發光強度分級系統。
3.1 發光強度分級
20 mA下嘅光輸出會按字母代碼標識嘅級別分類。每個級別都有最小同最大強度值,每個級別內允許+/-15%嘅公差。
- 綠色晶片級別:M(18.0-28.0 mcd)、N(28.0-45.0 mcd)、P(45.0-71.0 mcd)、Q(71.0-112.0 mcd)。
- 橙色晶片級別:N(28.0-45.0 mcd)、P(45.0-71.0 mcd)、Q(71.0-112.0 mcd)、R(112.0-180.0 mcd)。
呢個系統容許設計師選擇符合特定亮度要求嘅級別。例如,需要均勻面板亮度嘅應用會指定P或Q呢類緊密級別,以最小化單元之間嘅差異。
4. 性能曲線分析
雖然規格書(第6-7頁)參考咗具體圖形曲線,但佢哋嘅含義對於LED技術嚟講係標準嘅。
4.1 電流 vs. 發光強度(IV曲線)
LED嘅光輸出喺一定範圍內大致同正向電流成正比。喺建議嘅20 mA以上操作會增加亮度,但亦會增加功耗(熱量),並可能縮短操作壽命。脈衝峰值電流額定值(80mA)允許進行短暫、明亮嘅閃爍而唔會積聚熱量。
4.2 溫度依賴性
LED性能對溫度敏感。通常,正向電壓(VF)會隨溫度升高而輕微下降。更重要嘅係,發光強度通常會隨結溫上升而下降。PCB設計中適當嘅熱管理(例如,足夠嘅銅面積用於散熱)對於保持亮度一致至關重要,特別係喺高環境溫度或較高驅動電流下。
4.3 光譜分佈
參考嘅光譜曲線會顯示每粒晶片嘅發射輪廓。規格書指定咗峰值同主波長,曲線會說明光譜帶寬(Δλ)。橙色AlInGaP晶片嘅光譜寬度通常比綠色嘅更闊,呢點反映喺17 nm對15 nm嘅規格上。
5. 機械同封裝資訊
5.1 物理尺寸同極性
器件符合EIA標準SMD封裝外形。引腳分配定義清晰:陰極1(C1)用於橙色晶片,陰極2(C2)用於綠色晶片。公共陽極喺片段中無明確標示,但對於呢類雙色共陽LED係標準配置。側視型透鏡係一個關鍵機械特徵。
5.2 推薦PCB焊盤圖案
規格書提供咗建議嘅焊接焊盤尺寸同方向。遵循呢啲建議對於實現可靠焊點、防止墓碑效應(一端翹起)以及確保側光發射嘅正確對齊至關重要。提供咗建議嘅焊接方向以優化回流焊接過程。
6. 組裝、焊接同處理指引
6.1 回流焊接溫度曲線
為無鉛工藝提供咗詳細嘅建議紅外回流焊接溫度曲線。關鍵參數包括預熱區(150-200°C)、受控升溫至最高260°C嘅峰值溫度,以及高於液相線嘅時間(TAL),確保形成適當焊點而唔會對LED封裝造成熱損壞。該曲線基於JEDEC標準,以確保可靠性。
6.2 手動焊接
如果需要用烙鐵進行手動焊接,溫度唔可以超過300°C,並且單次焊接嘅接觸時間應限制喺最多3秒。過熱或時間過長會損壞內部鍵合線或環氧樹脂透鏡。
6.3 清潔
只應使用指定嘅清潔劑。推薦使用室溫下嘅乙醇或異丙醇,浸泡時間限制喺少於一分鐘。使用強烈或未指定嘅化學品可能會導致LED透鏡開裂、變朦或損壞。
6.4 儲存同濕度敏感性
LED對濕度敏感。未開封、工廠密封並帶有乾燥劑嘅捲盤,喺儲存溫度≤30°C同相對濕度≤90%時,保質期為一年。一旦防潮袋打開,元件應儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度下,並最好喺一週內使用。對於喺原始包裝外更長時間嘅儲存,必須將佢哋存放喺乾燥、密封嘅環境中(例如,帶有乾燥劑或喺氮氣中),並且喺焊接前可能需要進行烘烤週期(例如,60°C烘烤20小時),以防止回流焊接期間出現"爆米花"損壞。
6.5 ESD(靜電放電)預防措施
LED容易受到靜電放電損壞。處理期間必須採取適當嘅ESD控制措施:使用接地手腕帶、防靜電墊,並確保所有設備正確接地。
7. 包裝同訂購
7.1 載帶同捲盤規格
產品標準供應為8毫米寬壓紋載帶,捲繞喺7英寸(178毫米)直徑嘅捲盤上。每個完整捲盤包含3000件。載帶同捲盤規格符合ANSI/EIA-481標準,以確保同自動化設備兼容。部分捲盤(剩餘數量)嘅最低訂購量為500件。包裝確保元件方向正確,並喺運輸同處理過程中保護器件。
8. 應用設計考慮
8.1 電路設計
幾乎總係需要一個限流電阻同每粒LED晶片串聯,以設定正向電流。電阻值可以使用歐姆定律計算:R = (V電源- VF) / IF。使用典型VF值2.0V同期望IF值20mA,電源電壓5V:R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。可以使用稍高嘅值(例如,180 Ω)以增加餘量並輕微降低電流/功耗。對於多路復用或從微控制器GPIO引腳驅動,確保唔超過引腳嘅電流源/灌電流能力。
8.2 熱管理
雖然功耗較低(每粒晶片最大72mW),但喺高環境溫度下以最大額定值連續操作可能導致結溫超過規格。喺LED焊盤周圍嘅PCB上提供足夠嘅銅面積有助於散熱。避免將LED放置喺其他主要熱源附近。
8.3 光學集成
130度側發光必須喺機械設計中考慮。可能需要導光板、擴散器或反射腔嚟引導或塑造光輸出,以達到預期嘅視覺效果。選擇嘅強度級別將直接影響最終亮度。
9. 技術比較同區分
呢款元件嘅關鍵區別在於佢嘅側視型封裝中嘅雙色功能。同單色LED相比,佢節省電路板空間並簡化雙色指示嘅組裝。同頂部發光LED相比,佢解決咗特定嘅機械佈局挑戰。使用AlInGaP技術比舊技術(如用於呢啶顏色嘅GaAsP)提供更高效率同更好嘅溫度穩定性,從而產生更明亮、更一致嘅輸出。
10. 常見問題(FAQ)
10.1 我可以同時驅動兩種顏色嗎?
可以,但你必須考慮總功耗。兩粒晶片喺最大連續電流(每粒約2.0V下30mA)下嘅總功率約為120mW,超過咗單粒晶片72mW嘅額定值。必須管理共享封裝內嘅總熱量。為確保長期可靠運行,如果兩粒晶片要長時間同時亮著,建議以較低電流(例如,每粒15-20mA)驅動佢哋。
10.2 峰值波長同主波長有咩區別?
峰值波長(λP)係對光譜輸出曲線上最高點嘅物理測量。主波長(λd)係一個基於人眼如何感知LED顏色混合而計算出嘅值;佢係最匹配感知色調嘅單一波長。對於光譜相對較窄嘅LED,佢哋通常接近,但λd對於顏色規格更相關。
10.3 點解焊接前需要烘烤?
SMD元件會吸收空氣中嘅水分。喺回流焊接嘅快速加熱過程中,呢啲被困住嘅水分可能會急劇蒸發,導致內部分層、裂紋或"爆米花"現象。烘烤可以去除呢啲吸收嘅水分,令元件安全進行高溫回流焊接過程。
11. 實際應用示例
場景:網絡路由器上嘅雙狀態指示燈。路由器喺其側面板上使用單一開孔進行狀態指示。LTST-S326KGKFKT安裝喺呢個開孔正後方嘅PCB上。微控制器驅動LED:常亮綠色表示正常操作同網絡連接。閃爍橙色表示數據活動。常亮橙色表示系統錯誤或啟動序列。呢個設計使用一個元件佔位面積提供三種清晰嘅視覺狀態,利用側發光從裝置正面可見,相比使用兩個獨立嘅頂部發光LED,節省空間並簡化前面板設計。
12. 技術原理介紹
LED係一種半導體二極管。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,電子同空穴復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。光嘅特定顏色由半導體材料嘅帶隙能量決定。AlInGaP(磷化鋁銦鎵)係一種化合物半導體,其帶隙可以通過改變其組成比例嚟調節。對於LTST-S326KGKFKT,一粒晶片設計為對應綠光(約571 nm)嘅帶隙,另一粒對應橙光(約605 nm)嘅帶隙。側視型封裝包含一個模製環氧樹脂透鏡,將發射光塑造成寬闊嘅側向模式。
13. 技術趨勢
指示燈應用嘅LED技術總體趨勢繼續朝向更高效率(每單位電功率更多光輸出)發展,咁樣可以降低操作電流並減少系統功耗。同時亦推動小型化,同時保持或改善光學性能。此外,集成係一個關鍵趨勢,例如將限流電阻或驅動器IC集成到LED封裝本身,以簡化電路設計。雖然呢份具體規格書代表一個成熟產品,但市場上較新嘅產品可能具備呢啲進步,為設計師提供更細小、更高效、更易用嘅狀態指示同面板照明解決方案。
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。 |