目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 產品特點
- 1.2 應用範圍
- 2. 技術參數:深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度(亮度)分級
- 3.2 色調(主波長)分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械與封裝資料
- 5.1 封裝尺寸同腳位定義
- 5.2 推薦PCB焊盤佈局
- 6. 焊接與組裝指引
- 6.1 紅外回流焊條件(無鉛製程)
- 6.2 儲存與處理
- 7. 包裝與訂購資料
- 8. 應用建議同設計考量
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計
- 9. 技術比較與差異
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 10.1 點解紅光(25mA)同綠/藍光(20mA)嘅最大直流電流唔同?
- 10.2 可唔可以用一個電阻喺共陽極度驅動晒三隻顏色?
- 10.3 "Bin Code"係咩意思?點解指定佢咁重要?
- 11. 實用設計同使用案例
- 12. 原理簡介
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
LTST-B32JEGBK-AT 係一款緊湊型全彩表面貼裝LED,專為現代電子應用而設計,需要喺極細空間內提供鮮艷嘅顏色指示或背光。呢個器件喺單一封裝內整合咗三種唔同嘅半導體晶片:一粒用於發紅光嘅AlInGaP晶片,同埋兩粒用於發綠光同藍光嘅InGaN晶片。呢種組合可以通過獨立或組合控制三原色光源,產生出廣泛嘅色彩。佢嘅標誌性特點係極薄嘅0.65mm高度,非常適合垂直空間極度受限嘅應用,例如超薄消費電子產品、可穿戴設備或精密控制面板。
LED以8mm載帶包裝,並供應喺7英寸直徑嘅捲盤上,符合EIA標準,確保與大批量生產中常用嘅高速自動貼片組裝設備兼容。此外,佢符合無鉛紅外(IR)回流焊製程要求,符合當代環保法規同製造慣例。
1.1 產品特點
- 符合RoHS(有害物質限制)指令。
- 超薄封裝外形,高度僅為0.65mm。
- 採用高效AlInGaP技術發紅光,同埋InGaN技術發綠光同藍光,實現高發光強度。
- 以8mm載帶包裝於7英寸捲盤上,方便自動化處理。
- 標準EIA兼容封裝外形。
- 設計用於與集成電路(IC)驅動電平兼容。
- 適用於自動貼片設備。
- 可承受標準紅外回流焊溫度曲線。
1.2 應用範圍
- 電訊設備、辦公室自動化設備、家用電器同工業控制系統中嘅狀態同電源指示燈。
- 鍵盤、按鍵同控制按鈕嘅背光照明。
- 微型顯示器同符號燈具嘅照明。
- 需要多色功能嘅通用信號燈。
2. 技術參數:深入客觀解讀
LTST-B32JEGBK-AT嘅性能由一系列全面嘅電氣、光學同熱參數定義。理解呢啲規格對於可靠嘅電路設計同實現預期嘅視覺效果至關重要。
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唔保證正常。
- 功耗(Pd):紅光:62.5 mW,綠/藍光:76 mW。呢個參數結合熱阻,決定咗防止過熱嘅最大允許功率。
- 峰值正向電流(IF(PEAK)):紅光:60 mA,綠/藍光:100 mA。呢個係最大允許脈衝電流,通常喺低佔空比(1/10)同短脈衝寬度(0.1ms)下指定,適用於多路復用或短暫高亮度脈衝。
- 直流正向電流(IF):紅光:25 mA,綠/藍光:20 mA。呢個係建議用於可靠長期操作嘅最大連續電流。
- 靜電放電(ESD)耐受:紅光:2000V(HBM),綠/藍光:1000V(HBM)。綠光同藍光InGaN晶片通常比AlInGaP紅光晶片對ESD更敏感,需要更嚴格嘅處理預防措施。
- 工作與儲存溫度:-40°C 至 +85°C(工作),-40°C 至 +90°C(儲存)。呢個定義咗器件可以承受嘅環境條件。
- 紅外焊接條件:可承受260°C峰值溫度10秒,呢個係無鉛回流焊製程嘅標準條件。
2.2 電氣與光學特性
呢啲係喺標準測試條件下(Ta=25°C,IF=5mA,除非另有說明)測量嘅典型同保證性能參數。
- 發光強度(IV):以毫坎德拉(mcd)為單位測量。最小值為:紅光:26.0 mcd,綠光:122.0 mcd,藍光:22.0 mcd。綠光晶片輸出明顯更高,係因為InGaN材料喺呢個波長嘅高效率,同埋人眼對綠光區域嘅峰值敏感度。
- 視角(2θ1/2):典型值為120度。呢個寬視角表示係朗伯或接近朗伯嘅發光模式,喺廣闊區域提供均勻亮度。
- 峰值發射波長(λP):典型值:紅光:632 nm,綠光:518 nm,藍光:468 nm。呢個係光譜功率分佈達到最大值嘅波長。
- 主波長(λd):人眼感知到嘅定義顏色嘅單一波長。指定範圍為:紅光:616-628 nm,綠光:519-537 nm,藍光:464-479 nm。
- 光譜線半寬度(Δλ):典型值:紅光:12 nm,綠光:27 nm,藍光:20 nm。呢個表示光譜純度;數值越細,光線越單色。來自AlInGaP嘅紅光通常比來自InGaN嘅綠/藍光光譜更窄。
- 正向電壓(VF):喺5mA時:紅光:1.50-2.15V,綠光:2.00-3.20V,藍光:2.00-3.20V。紅光晶片較低嘅VF係AlInGaP技術相比InGaN嘅特徵。
- 反向電流(IR):喺VR=5V時最大10 μA。LED並非設計用於反向偏壓操作;呢個參數僅用於質量測試目的。
3. 分級系統說明
為確保生產中顏色一致性同亮度匹配,LED會根據關鍵光學參數進行分級。
3.1 發光強度(亮度)分級
每種顏色分為幾個等級(例如A、B、C...)。發光強度喺標準驅動電流5mA下測量。例如,紅光等級'A'涵蓋26.0-31.0 mcd,而等級'E'涵蓋54.0-65.0 mcd。綠光同藍光有各自獨立嘅分級表。每個等級內有+/-10%嘅公差。設計師必須指定所需嘅分級代碼,以保證組裝中多個器件之間嘅亮度均勻性。
3.2 色調(主波長)分級
呢個分級確保顏色一致性。LED根據其主波長進行分類。例如,紅光從616-628 nm以1 nm為步長分級(等級1-4)。綠光從519-537 nm分級(等級1-6),藍光從464-479 nm分級(等級1-5)。每個等級有+/-1 nm嘅公差。指定色調等級對於需要精確顏色匹配嘅應用至關重要,例如多LED顯示屏或狀態指示燈,所有紅光LED必須睇落一樣。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用咗特定圖表(圖1,圖5),但佢哋嘅含義係標準嘅。
- I-V曲線:正向電壓(VF)隨電流(IF)以典型二極管嘅非線性、指數方式增加。由於唔同嘅半導體材料同帶隙,每種顏色晶片嘅曲線會唔同。
- 發光強度 vs. 電流:喺正常工作範圍內,光輸出通常與正向電流成正比,但喺極高電流下,由於熱效應同效率下降,效率可能會降低。
- 光譜分佈:保證紅光晶片嘅輸出光譜係單峰嘅。圖表會顯示相對輻射功率與波長嘅關係,說明峰值波長(λP)同光譜半寬度(Δλ)。
- 視角圖案:極坐標圖(圖5)說明咗光強度嘅角度分佈,確認咗120度視角,即強度下降到軸上值一半嘅角度。
5. 機械與封裝資料
5.1 封裝尺寸同腳位定義
器件遵循標準SMD封裝尺寸。腳位定義清晰:腳位2係紅光晶片嘅陰極,腳位3係綠光晶片,腳位4係藍光晶片。共陽極可能係腳位1(由標準RGB LED配置推斷)。所有尺寸均以毫米為單位提供,標準公差為±0.1mm。超薄0.65mm高度係一個關鍵機械特徵。
5.2 推薦PCB焊盤佈局
提供咗焊盤圖案設計,以確保正確焊接同機械穩定性。遵循呢個推薦嘅焊盤佈局對於實現可靠嘅焊點、防止墓碑效應同確保回流焊過程中正確對位至關重要。
6. 焊接與組裝指引
6.1 紅外回流焊條件(無鉛製程)
推薦詳細嘅回流焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱階段、規定嘅液相線以上時間,以及峰值溫度唔超過260°C,最多10秒。器件額定最多可承受兩次呢個曲線。對於用烙鐵進行手動返修,烙鐵頭溫度唔應超過300°C,每個焊點接觸時間應限制喺3秒以內,且僅限一次。
6.2 儲存與處理
- ESD預防措施:必須使用防靜電手帶、防靜電墊同正確接地嘅設備,尤其係對於ESD敏感嘅綠光同藍光晶片。
- 濕度敏感等級(MSL):器件評級為MSL 3。當打開原裝防潮袋後,如果儲存條件≤30°C/60% RH,組件必須喺一星期內進行回流焊。對於喺原裝袋外更長時間嘅儲存,焊接前需要喺約60°C下烘烤至少20小時,以防止回流焊期間發生爆米花現象。
- 清潔:如果需要焊後清潔,只應使用異丙醇或乙醇等酒精類溶劑。浸泡應喺常溫下進行,少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞LED封裝或透鏡。
7. 包裝與訂購資料
LED以8mm寬嘅壓紋載帶供應,捲喺標準7英寸(178mm)直徑嘅捲盤上。每捲包含4,000件。載帶有覆蓋帶保護組件。捲盤通常每內箱裝三捲。包裝符合ANSI/EIA-481規範。零件編號LTST-B32JEGBK-AT唯一標識呢款特定嘅全彩、水清透鏡型號。
8. 應用建議同設計考量
8.1 典型應用電路
每個顏色通道(紅、綠、藍)必須獨立驅動。每個陽極腳位必須串聯一個限流電阻,以設定所需嘅正向電流並保護LED。電阻值使用歐姆定律計算:R = (V電源- VF) / IF。由於每種顏色嘅VF唔同,即使從相同電源電壓同以相同電流驅動,通常都需要三個唔同嘅電阻值。對於精確電流控制或多路復用多個LED,推薦使用專用LED驅動IC或恆流源。
8.2 熱管理
雖然功耗低,但PCB上嘅適當熱設計對於使用壽命同保持穩定光輸出非常重要。確保有足夠嘅銅面積連接到散熱焊盤(如有)或LED嘅焊盤,以作為散熱器,特別係喺接近最大額定值或高環境溫度下操作時。
8.3 光學設計
水清透鏡提供寬闊、漫射嘅光線圖案。對於需要聚焦光線或特定光束圖案嘅應用,必須考慮LED嘅120度視角同封裝內三色晶片嘅空間分離來設計二次光學元件(例如導光管、透鏡或擴散片),呢啲因素可能會影響近距離嘅混色效果。
9. 技術比較與差異
LTST-B32JEGBK-AT嘅主要區別因素係佢喺超薄0.65mm封裝高度內結合咗完整嘅RGB色域。相比使用分立單色LED或更大RGB封裝嘅舊技術,呢款器件實現咗更纖薄嘅產品設計。使用AlInGaP發紅光相比其他一些紅光LED技術提供更高效率同更好嘅溫度穩定性。佢與自動化組裝同標準回流焊製程嘅兼容性,相比需要手動焊接或特殊處理嘅器件,降低咗製造複雜性同成本。
10. 常見問題(基於技術參數)
10.1 點解紅光(25mA)同綠/藍光(20mA)嘅最大直流電流唔同?
呢個差異源於固有材料特性同晶片設計。喺相同封裝熱限制下,AlInGaP紅光晶片通常可以處理比InGaN綠光同藍光晶片略高嘅電流密度,從而導致更高嘅額定連續電流。
10.2 可唔可以用一個電阻喺共陽極度驅動晒三隻顏色?
唔可以。由於紅、綠、藍晶片嘅正向電壓(VF)差異顯著,將佢哋並聯並使用單個限流電阻會導致電流嚴重不平衡。VF最低嘅顏色(紅光)會吸取大部分電流,可能超出其額定值,而其他顏色可能會好暗或完全唔著。每個顏色通道必須有自己獨立嘅限流機制。
10.3 "Bin Code"係咩意思?點解指定佢咁重要?
由於製造差異,LED並唔完全相同。佢哋喺生產後根據測量到嘅發光強度同主波長進行分類(分級)。訂購時指定分級代碼可以確保你收到亮度同顏色幾乎相同嘅LED。呢點對於使用多個LED且需要視覺均勻性嘅應用(例如背光面板或多段顯示器)至關重要。使用唔同分級嘅LED可能會導致明顯嘅亮度或顏色差異。
11. 實用設計同使用案例
案例:為網絡路由器設計多色狀態指示燈
設計師需要三個狀態LED(電源、互聯網、Wi-Fi),但PCB上只有一個LED嘅安裝空間。於是選擇LTST-B32JEGBK-AT。微控制器獨立驅動每種顏色:紅光表示"電源關閉/錯誤",綠光表示"正常運行",藍光表示"Wi-Fi啟用",以及組合顏色如青色(綠+藍)表示其他狀態。0.65mm高度適合纖薄嘅路由器外殼。設計師指定嚴格嘅色調等級(例如綠光等級2:522-525nm)同中等強度等級,以確保所有生產單元嘅顏色同亮度一致。組裝時使用推薦嘅回流焊曲線,器件通過所有可靠性測試。
12. 原理簡介
LED中嘅發光基於半導體材料中嘅電致發光。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,電子同空穴被注入到有源區,喺度佢哋復合。呢種復合以光子(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。AlInGaP(磷化鋁銦鎵)嘅帶隙對應紅光同琥珀-橙光。InGaN(氮化銦鎵)具有更寬、可調嘅帶隙,能夠發射從紫外光到藍光同綠光光譜嘅光。通過將呢啲唔同材料嘅晶片集成到一個封裝中,實現咗全彩功能。
13. 發展趨勢
用於指示燈同背光嘅SMD LED趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多光輸出)、更細封裝尺寸同更低高度發展,以實現更薄嘅終端產品。同時亦推動改善顯色性同一致性。此外,將控制電子元件(如驅動器或脈寬調製電路)集成到LED封裝本身係一個持續發展嘅方向,以簡化系統設計。先進材料同晶片級封裝(CSP)技術嘅使用可能會進一步推動微型化同性能嘅極限。
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。 |