目錄
1. 產品概覽
LTST-C19HE1WT-5A係一款專為現代電子應用而設計嘅全彩表面貼裝LED,適用於需要細尺寸同多色指示嘅場合。呢個元件將紅、綠、藍(RGB)三色LED晶片集成喺一個超薄封裝入面,透過獨立或組合控制三個通道,可以創造出廣闊嘅色彩光譜。佢嘅主要設計目標係為空間有限、採用自動化組裝嘅環境提供一個多功能嘅照明解決方案。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個元件嘅主要優勢在於佢結合咗微型尺寸同全彩功能。封裝高度極低,只有0.35mm,非常適合垂直空間有限嘅應用,例如超薄顯示器或者鍵盤、鍵盤嘅背光模組。呢個元件符合RoHS指令,確保達到國際環保標準。佢採用8mm載帶包裝,捲盤直徑為7吋,兼容大批量電子製造中常用嘅標準自動化貼片設備。主要目標市場包括電訊設備(例如手提電話)、辦公室自動化設備(例如手提電腦)、網絡系統、家用電器同室內標誌。佢嘅I.C.兼容驅動特性同適合紅外線回流焊接製程,進一步提升咗佢喺現代印刷電路板(PCB)組裝線嘅整合度。
2. 技術參數深入分析
呢部分會客觀分析規格書中列出嘅電氣、光學同熱特性。
2.1 絕對最大額定值
了解絕對最大額定值對於確保元件可靠性同防止過早失效至關重要。額定值係喺環境溫度(Ta)為25°C下指定嘅。唔同顏色嘅功耗有少少唔同:藍色同綠色晶片係80mW,紅色晶片係75mW。呢個表明唔同半導體材料嘅熱特性或效率可能存在差異。喺1/10佔空比同0.1ms脈衝寬度下允許嘅峰值正向電流,藍/綠色係100mA,紅色係80mA。連續直流正向電流額定值,藍/綠色係20mA,紅色係30mA。元件嘅工作溫度範圍係-20°C至+80°C,儲存溫度範圍更闊,係-30°C至+100°C。一個關鍵嘅焊接規格係紅外線回流條件,溫度唔可以超過260°C超過10秒,呢個係無鉛(Pb-free)組裝製程嘅標準。
2.2 電氣同光學特性
光學同關鍵電氣參數嘅典型測試條件係喺Ta=25°C,正向電流(IF)為5mA下進行。發光強度(Iv)因顏色而有顯著差異,呢個係預期嘅,因為底層半導體技術(紅色用AlInGaP,綠色同藍色用InGaN)嘅效率唔同。藍色LED嘅最小發光強度係11.2 mcd,最大係45.0 mcd。綠色LED嘅輸出範圍高好多,最小28.0 mcd,最大280.0 mcd。紅色LED嘅範圍係11.2 mcd至71.0 mcd。視角(2θ1/2)係寬廣嘅130度,係擴散透鏡封裝嘅典型特徵,提供寬闊、均勻嘅光線分佈。峰值發射波長(λP)分別係468nm(藍)、530nm(綠)同632nm(紅)。對應嘅主波長(λd)係470nm、528nm同624nm。譜線半寬(Δλ)值分別係26nm(藍)、35nm(綠)同17nm(紅),表示光譜純度,其中紅色最窄。喺5mA下,正向電壓(VF)範圍,藍/綠色係2.50V至3.20V,紅色係1.60V至2.30V。喺VR=5V下,所有顏色嘅最大反向電流(IR)都係10 μA。
3. 分級系統說明
呢個產品採用分級系統,根據元件喺標準5mA測試電流下嘅發光強度進行分類。咁樣可以讓設計師為佢哋嘅應用選擇亮度一致嘅LED。
3.1 發光強度分級
為每種顏色提供獨立嘅分級代碼列表,反映佢哋唔同嘅性能範圍。每個分級都有一個最小同最大發光強度值,並且每個分級內有+/-15%嘅容差。藍色LED嘅分級係L(11.2-18.0 mcd)、M(18.0-28.0 mcd)同N(28.0-45.0 mcd)。綠色LED嘅分級係N(28.0-45.0 mcd)、P(45.0-71.0 mcd)、Q(71.0-112.0 mcd)、R(112.0-180.0 mcd)同S(180.0-280.0 mcd)。紅色LED嘅分級係L(11.2-18.0 mcd)、M(18.0-28.0 mcd)、N(28.0-45.0 mcd)同P(45.0-71.0 mcd)。呢個分級對於需要均勻混色或特定亮度水平嘅應用至關重要,因為佢確保咗最終產品外觀嘅可預測性。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗典型性能曲線,以圖形方式表示各種參數之間嘅關係。雖然提供嘅文本冇詳細說明具體圖表,但呢類元件嘅標準曲線通常包括每種顏色嘅正向電流與正向電壓關係圖(I-V曲線),呢個係非線性嘅,而且紅色(較低Vf)同藍/綠色(較高Vf)晶片之間有差異。發光強度與正向電流關係圖會顯示光輸出如何隨電流增加,可能喺較高電流時接近飽和。相對發光強度與環境溫度關係圖對於理解喺較高工作溫度下亮度嘅衰減至關重要。光譜分佈圖會視覺化地描繪每種顏色嘅峰值波長同光譜半寬。分析呢啲曲線可以讓設計師優化驅動電流,以達到所需嘅亮度同效率,同時管理熱效應同功耗。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸同引腳分配
呢個元件採用業界標準嘅SMD封裝。透鏡顏色係白色擴散,有助於混合個別顏色光源,創造均勻嘅混色外觀。引腳分配定義清晰:引腳1係AlInGaP紅色晶片嘅陽極,引腳2係InGaN綠色晶片嘅陽極,引腳3係InGaN藍色晶片嘅陽極。所有三個晶片嘅陰極內部連接至一個公共端子(通常係散熱焊盤或指定嘅陰極引腳,正如標準RGB LED配置所暗示,但確切嘅公共連接點應從尺寸圖中驗證)。除非另有說明,所有尺寸公差均為±0.1mm。
5.2 推薦PCB焊接焊盤
提供咗印刷電路板嘅推薦焊盤圖案(封裝佔位),以確保正確焊接同機械穩定性。遵循呢個推薦圖案對於實現可靠嘅焊點、管理散熱同防止回流焊接過程中出現墓碑效應至關重要。
6. 焊接同組裝指南
6.1 紅外線回流焊接參數
對於無鉛組裝製程,建議使用特定嘅回流溫度曲線。峰值溫度唔可以超過260°C,並且喺或高於呢個峰值溫度嘅時間必須限制喺最多10秒。亦建議進行預熱階段。規格書強調,由於電路板設計、焊膏同爐具各有不同,提供嘅曲線只係指引,應進行針對特定電路板嘅特性分析。呢個元件經確認可以承受JEDEC標準嘅回流溫度曲線。
6.2 儲存同處理條件
LED對靜電放電(ESD)敏感。必須採取處理預防措施,例如使用防靜電手帶同接地設備。儲存時,未開封嘅防潮袋(內含乾燥劑)應保持喺≤30°C同≤90% RH,建議使用期限為一年。一旦打開原包裝,儲存環境應為≤30°C同≤60% RH。從包裝中取出嘅元件應喺一星期內進行回流焊接(濕度敏感等級3,MSL 3)。如果喺袋外儲存時間更長,焊接前需要烘烤(例如60°C烘20小時),以防止回流焊接過程中出現爆米花現象。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定嘅溶劑。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。未指定嘅化學品可能會損壞封裝材料。
7. 包裝同訂購資訊
呢個元件以適合自動化組裝嘅載帶捲盤形式供應。載帶寬度為8mm,捲喺標準7吋(178mm)直徑嘅捲盤上。每捲包含4000件。對於較小數量,最少包裝數量為500件(適用於剩餘物料)。包裝遵循ANSI/EIA 481規範。載帶使用頂蓋密封空位,載帶中允許嘅連續缺失元件最大數量為兩個。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款LED非常適合多種應用:狀態指示燈:多色功能允許單個LED指示多個系統狀態(例如,開機=綠色,待機=藍色,故障=紅色)。背光:非常適合鍵盤、鍵盤或小型裝飾面板嘅背光,可以實現變色效果。微型顯示器:可以用陣列形式組成簡單嘅全彩圖形或符號顯示器。消費電子產品:用於電話、手提電腦同家用電器,作美觀同功能性照明。
8.2 設計考慮因素
設計師必須考慮以下幾個因素:限流:每個顏色通道必須有自己嘅限流電阻或由恆流源驅動,因為正向電壓唔同。混色:要達到特定嘅白點或混合顏色,需要仔細校準每個晶片嘅驅動電流,並考慮分級差異。熱管理:儘管功耗低,但確保唔超過最高結溫對於使用壽命至關重要,特別係喺密閉空間內。ESD保護:喺敏感環境中,可能需要在驅動LED陽極嘅信號線上加入ESD保護。
9. 技術比較同差異化
LTST-C19HE1WT-5A嘅主要差異在於佢嘅超薄0.35mm外形,結合咗單個EIA標準封裝內嘅完整RGB功能。相比離散單色LED或更大嘅RGB封裝,佢喺PCB上節省咗顯著空間。使用先進嘅InGaN同AlInGaP晶片技術提供咗良好嘅發光效率。佢對標準紅外線回流同載帶捲盤包裝嘅兼容性,使其成為現代SMT生產線嘅即插即用解決方案,相比手動放置三個獨立LED,降低咗組裝複雜性。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以用單個5V電源驅動所有三種顏色嗎?答:可以,但你需要為每個通道配備獨立嘅限流電阻。使用公式 R = (Vcc - Vf) / If 計算電阻值,其中 Vf 係特定顏色喺你所需電流下嘅正向電壓。請注意,紅色嘅 Vf 低於藍/綠色。
問:點解綠色嘅發光強度範圍比紅色或藍色闊咁多?答:呢個反映咗呢款產品所用嘅基於InGaN嘅綠色晶片技術嘅典型效率較高,以及為咗喺呢個廣泛嘅性能範圍內分類元件而實施嘅分級結構。
問:主波長同峰值波長有咩分別?答:峰值波長(λP)係發射光譜功率達到最大值嘅單一波長。主波長(λd)係從CIE色度圖上嘅色度座標得出,代表光線嘅感知顏色;佢係一個單一波長,可以匹配LED對人眼產生嘅顏色感覺。
問:呢款LED適合戶外使用嗎?答:工作溫度範圍係-20°C至+80°C。雖然佢可以喺某啲戶外條件下工作,但規格書冇指定防潮防塵嘅防護等級(IP等級)。對於惡劣嘅戶外環境,應選擇具有適當環境密封性嘅產品。
11. 實際使用案例
場景:為網絡路由器設計狀態指示燈。設計師需要一個LED來顯示網絡活動(綠色閃爍)、連接類型(5GHz用實心藍色,2.4GHz用實心青色)同錯誤狀態(實心紅色)。選擇LTST-C19HE1WT-5A係因為佢尺寸細小同三合一功能。設計師使用具有PWM功能輸出嘅微控制器,透過細小嘅限流電阻驅動每個通道。編寫韌體來控制LED:快速綠色閃爍表示活動,藍色同綠色混合(以特定PWM比例實現青色)表示2.4GHz頻段,實心紅色表示錯誤。寬廣嘅視角確保指示燈可以從各個角度睇到。超薄外形讓佢可以安裝喺纖薄嘅面板後面。
12. 原理介紹
發光二極管(LED)係一種當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢個現象稱為電致發光,發生喺電子與器件內嘅電洞復合時,以光子形式釋放能量。發出光嘅顏色由半導體材料嘅能帶隙決定。LTST-C19HE1WT-5A使用兩種主要材料系統:氮化銦鎵(InGaN)用於藍色同綠色晶片,磷化鋁銦鎵(AlInGaP)用於紅色晶片。透過獨立控制流向呢三個原色晶片嘅電流,可以透過加法混色產生大量二次色,包括白色(當三者適當平衡時)。
13. 發展趨勢
SMD LED技術嘅總體趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多流明)、更細封裝尺寸同改進嘅顯色性同一致性發展。同時亦推動更高可靠性同更長工作壽命。對於像LTST-C19HE1WT-5A呢類多色LED,趨勢包括更緊嘅分級容差以實現更可預測嘅混色、封裝內集成驅動器IC(製造智能LED),以及為下一代柔性同可摺疊顯示器設計更薄嘅外形。底層半導體材料亦正在改進以提高效率,特別係對於傳統上性能落後於紅色同藍色嘅綠色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。 |