目錄
1. 產品概覽
呢份文件提供一款表面貼裝器件(SMD)發光二極管(LED)嘅技術規格。呢個元件專為自動化印刷電路板(PCB)組裝流程而設計,適合大批量生產。佢嘅微型尺寸迎合咗現代便攜同緊湊電子設備常見嘅空間受限應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED嘅主要優勢包括符合RoHS(有害物質限制)指令、兼容紅外線(IR)回流焊接流程,以及採用業界標準8毫米載帶同7英寸捲盤包裝,方便自動化貼片設備使用。佢設計成與集成電路(IC)兼容。目標應用涵蓋廣泛嘅消費同工業電子產品,包括但不限於電訊設備(例如無線電話同手提電話)、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。佢嘅主要功能係狀態指示、信號同符號照明,以及前面板背光。
2. 封裝尺寸同引腳分配
呢款LED採用特定嘅SMD封裝。透鏡顏色係黃色。器件喺同一個封裝內包含兩個唔同嘅LED晶片:一個發白光,另一個發紅光。引腳分配如下:引腳1同2分配畀紅光LED,引腳3同4分配畀白光LED。除非詳細機械圖紙另有規定,否則所有尺寸公差通常為±0.2毫米。
3. 技術參數:深入客觀解讀
3.1 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極限。佢哋係喺環境溫度(Ta)為25°C時指定嘅。
- 功耗:白光LED為102 mW;紅光LED為78 mW。呢個係器件可以散發嘅最大功率。
- 峰值正向電流:白光為100 mA,紅光為80 mA。呢個係最大允許脈衝電流(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。
- 直流正向電流:兩種顏色都係30 mA。呢個係最大連續正向電流。
- 工作溫度範圍:-40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度範圍:-40°C 至 +100°C。
3.2 電氣同光學特性
呢啲係喺Ta=25°C同正向電流(IF)為20mA下測量嘅典型性能參數,除非另有說明。
- 光度(Iv):白光:1500-3000 mcd(最小-最大)。紅光:650-1300 mcd(最小-最大)。使用近似CIE明視覺響應嘅濾光片測量。
- 視角(2θ½):通常為120度。呢個係光度下降到軸向值一半時嘅全角。
- 主波長(λd):對於紅光LED:617-626 nm(最小-最大)。呢個參數定義咗感知顏色。
- 峰值發射波長(λP):對於紅光LED:通常為624 nm。
- 譜線半寬(Δλ):白光通常為30 nm,紅光通常為20 nm。呢個表示光譜純度。
- 正向電壓(VF):白光:2.6-3.4 V。紅光:1.7-2.6 V。公差為±0.1V。
- 反向電流(IR):喺反向電壓(VR)為5V時,最大10 µA。器件唔係為反向偏壓操作而設計。
4. 分級系統解釋
LED根據關鍵性能參數被分入唔同嘅級別,以確保生產批次嘅一致性。
4.1 光度(Iv)等級
對於白光LED,級別定義為W1(1500-2120 mcd)同W2(2120-3000 mcd)。對於紅光LED,級別定義為R1(650-920 mcd)同R2(920-1300 mcd)。每個光度級別內嘅公差為±11%。
4.2 CIE色度等級
白光LED嘅色度坐標(喺CIE 1931色度圖上嘅x,y)被分入幾個類別(例如A1,A2,A3,B1,B2,B3),每個類別由圖上嘅一個四邊形區域定義。每個級別內色度坐標嘅公差為±0.01。呢個確保咗對於需要精確白點匹配嘅應用至關重要嘅顏色一致性。
5. 性能曲線分析
規格書包含典型特性曲線,呢啲對於電路設計至關重要。呢啲曲線以圖形方式表示各種參數之間嘅關係,提供咗超出表格典型值嘅見解。設計師應該參考呢啲曲線以了解非標準條件下(例如唔同嘅正向電流或環境溫度)嘅行為。關鍵曲線通常包括正向電流同光度之間嘅關係、正向電流同正向電壓之間嘅關係,以及環境溫度對光度嘅影響。分析呢啲曲線有助於選擇合適嘅限流電阻並預測目標操作環境中嘅性能。
6. 機械同包裝信息
6.1 推薦PCB焊接盤
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圖案對於實現可靠嘅焊點同管理回流焊接過程中嘅散熱至關重要。
6.2 載帶同捲盤包裝尺寸
元件以8毫米寬嘅凸紋載帶供應,捲喺7英寸(178毫米)直徑嘅捲盤上。指定咗載帶袋、捲盤軸心同整體捲盤嘅詳細尺寸。標準捲盤數量為每捲2000件,剩餘最小包裝數量為500件。包裝符合EIA-481-1-B規格。
7. 焊接同組裝指引
7.1 IR回流焊接曲線
提供咗一個建議嘅紅外線(IR)回流曲線,適用於無鉛焊接流程,符合J-STD-020B標準。關鍵參數包括預熱溫度150-200°C、最高峰值溫度260°C,以及高於液相線嘅時間唔超過指定限制。必須注意,最佳曲線取決於特定嘅PCB設計、焊膏同爐子特性;因此,建議進行板級特性分析。
7.2 儲存條件
對於未開封、含有乾燥劑嘅防潮袋,LED應儲存喺≤30°C同≤70%相對濕度(RH)嘅環境中,並喺一年內使用。一旦打開原始包裝,儲存環境唔應超過30°C同60% RH。暴露超過168小時嘅元件應喺焊接前喺約60°C下烘烤至少48小時,以防止回流焊接過程中出現"爆米花"現象或分層。
7.3 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定嘅酒精類溶劑,例如乙醇或異丙醇,喺常溫下清潔少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞LED封裝。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款雙色LED非常適合需要喺單個元件佔位面積內實現多狀態指示嘅應用。例子包括電源/充電狀態(紅色表示充電中,白色表示充滿)、網絡活動指示器,或者消費電子產品同工業控制面板中嘅模式選擇反饋。
8.2 設計考慮因素
- 限流:務必使用串聯電阻將正向電流限制喺推薦嘅直流值(最大30mA)或更低,以確保使用壽命同控制亮度。
- 熱管理:確保PCB佈局提供足夠嘅散熱,特別係如果喺接近最大額定值下操作,以防止過熱同加速光衰。
- ESD防護:雖然無明確說明,但使用適當嘅ESD預防措施處理SMD LED係標準行業慣例。
- 光學設計:設計導光板、透鏡或擴散器時,要考慮120度視角,以實現所需嘅照明圖案。
9. 技術比較同區分
同單色SMD LED相比,呢款雙晶片器件通過將兩個指示功能結合喺一個封裝中,節省咗PCB上嘅空間。獨立嘅白光同紅光晶片允許獨立控制。指定嘅光度級別同CIE顏色級別提供咗一定水平嘅性能一致性,對於需要多個單元外觀均勻嘅應用非常重要。與標準IR回流流程嘅兼容性使其有別於可能需要手動或波峰焊接嘅LED。
10. 基於技術參數嘅常見問題
問:我可以同時以最大直流電流驅動白光同紅光LED嗎?
答:唔可以。必須遵守功耗(白光102mW,紅光78mW)嘅絕對最大額定值同熱考慮因素。除非提供特殊嘅散熱措施,否則同時以每個30mA操作可能會超出封裝嘅熱容量。建議降額使用。
問:主波長同峰值波長有咩區別?
答:峰值波長(λP)係LED發射光譜中最高點嘅波長。主波長(λd)係從色度坐標導出嘅,代表與LED感知顏色相匹配嘅單色光嘅單一波長。λd對於顏色規格更相關。
問:點解打開包裝後嘅儲存條件咁嚴格(168小時)?
答:SMD封裝會從大氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中,呢啲被困住嘅濕氣會迅速蒸發,產生內部壓力,可能導致封裝破裂或內部粘合分層("爆米花"現象)。168小時嘅車間壽命同烘烤程序可以減輕呢個風險。
11. 實際使用案例
場景:為便攜設備設計狀態指示燈
一位設計師正在設計一款緊湊型藍牙喇叭。一個LTST-N682TWQEET LED被放置喺前面板上。微控制器驅動紅光LED(引腳1-2)表示"開機/充電中",驅動白光LED(引腳3-4)表示"藍牙配對模式/已充滿電。"使用為~20mA計算嘅通用限流電阻值(例如,基於白光VF=3.0V同5V電源),兩個LED都能達到良好亮度。120度視角確保從廣泛角度都可以睇到狀態。元件使用從載帶同捲盤嘅自動化組裝放置。
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。呢種現象稱為電致發光,發生喺電子喺器件內與電子空穴複合時,以光子形式釋放能量。發射光嘅顏色由半導體材料嘅能帶隙決定。呢個封裝中嘅白光LED可能使用塗有熒光粉材料嘅藍光或紫外光LED晶片,該材料將部分發射光轉換為更長嘅波長,從而產生被感知為白光嘅寬光譜。紅光LED使用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體材料,呢種材料對於產生紅光、橙光同黃光效率很高。
13. 發展趨勢
用於指示應用嘅SMD LED嘅總體趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多流明)發展,允許喺更低電流下實現相同亮度,從而降低功耗同熱負荷。封裝尺寸亦進一步微型化。越來越強調更嚴格嘅顏色同光度分級,以滿足需要高視覺一致性嘅應用需求,例如視頻牆同汽車內飾。此外,為咗簡化設計同提高性能穩定性,將控制電子器件(例如恆流驅動器)集成到LED封裝內變得越來越普遍。
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。 |