目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 熱特性
- 2.3 電氣同光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 正向電壓(VF)分級
- 3.2 發光強度(IV)分級
- 3.3 主波長(Wd)分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸同極性
- 5.2 推薦PCB焊接焊盤
- 5.3 載帶同捲盤包裝
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 儲存條件
- 6.2 焊接建議
- 6.3 清潔
- 7. 應用備註同設計考慮
- 7.1 驅動方法
- 7.2 設計中嘅熱管理
- 7.3 應用限制
- 8. 典型應用場景同案例分析
- 9. 常見問題(FAQ)
- 10. 工作原理同技術趨勢
- 10.1 基本工作原理
- 10.2 行業趨勢
1. 產品概覽
LTST-T180TGKT 係一款專為自動化印刷電路板(PCB)組裝而設計嘅表面貼裝器件(SMD)發光二極管(LED)。佢嘅微型尺寸,好適合用喺各種消費同工業電子產品中空間有限嘅應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED為現代電子製造提供咗幾個關鍵優勢。佢完全符合RoHS(有害物質限制)指令,確保環境安全。元件以業界標準嘅8mm載帶、7英寸捲盤形式供應,兼容高速自動貼片設備。佢嘅設計兼容紅外線(IR)回流焊接工藝,呢個係大批量PCB組裝嘅標準。器件亦兼容集成電路(I.C.),簡化驅動電路設計。主要目標市場包括電訊設備(無線同手提電話)、辦公室自動化設備(手提電腦、網絡系統)、家用電器,以及需要可靠狀態指示或符號照明嘅室內標牌應用。
2. 深入技術參數分析
呢部分詳細拆解定義LED性能邊界同工作條件嘅電氣、光學同熱特性。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。最大功耗係76 mW。當以1/10佔空比同0.1ms脈衝寬度驅動時,峰值正向電流唔可以超過80 mA。連續直流正向電流額定值係20 mA。器件可以喺-40°C至+100°C嘅溫度範圍內操作同儲存。
2.2 熱特性
熱管理對LED壽命同性能穩定性至關重要。最高允許結溫(Tj)係115°C。從結點到環境嘅典型熱阻(Rθja)係175°C/W。呢個參數表示熱量從半導體結點散發到周圍空氣嘅效率;數值越低越好。適當嘅PCB佈局同足夠嘅散熱設計,對於將結溫維持喺安全範圍內係必不可少嘅,特別係喺最大正向電流下操作時。
2.3 電氣同光學特性
呢啲係喺環境溫度(Ta)25°C下測量嘅典型性能參數。喺正向電流(IF)20 mA下,發光強度(Iv)範圍從最小710 mcd到最大1540 mcd。視角(2θ1/2)定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角,為120度,提供非常寬闊嘅照明範圍。峰值發射波長(λP)係523 nm,屬於可見光譜嘅綠色區域。主波長(λd)定義咗人眼感知嘅顏色,喺20mA下範圍從515 nm到530 nm。譜線半寬(Δλ)通常係25 nm。喺20mA下,正向電壓(VF)範圍從2.8V到3.8V。當施加5V反向電壓(VR)時,反向電流(IR)最大為10 μA;必須注意,器件並非為反向操作而設計,呢個測試條件僅供參考。
3. 分級系統說明
為確保大規模生產嘅一致性,LED會根據性能分級。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇符合特定電壓、亮度同顏色要求嘅元件。
3.1 正向電壓(VF)分級
LED根據佢哋喺20mA下嘅正向壓降進行分類。分級代碼係D7(2.8V-3.0V)、D8(3.0V-3.2V)、D9(3.2V-3.4V)、D10(3.4V-3.6V)同D11(3.6V-3.8V)。每個級別內嘅公差係±0.1V。選擇電壓範圍更窄嘅LED級別,可以幫助確保多個LED並聯時亮度均勻。
3.2 發光強度(IV)分級
亮度分為三個級別:V1(710-910 mcd)、V2(910-1185 mcd)同W1(1185-1540 mcd)。每個亮度級別嘅公差係±11%。呢個分級對於需要多個指示燈視覺輸出一致嘅應用至關重要。
3.3 主波長(Wd)分級
顏色(主波長)分級如下:AP(515-520 nm)、AQ(520-525 nm)同AR(525-530 nm)。每個級別嘅公差係±1 nm。咁樣可以確保同一生產批次中所有單元嘅綠色色調一致,對於美觀同信號用途好重要。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考咗具體嘅圖形數據,但呢類LED嘅典型曲線會說明關鍵關係。正向電流對正向電壓(I-V)曲線顯示二極管嘅指數關係特性。相對發光強度對正向電流曲線通常顯示亮度隨電流近乎線性增加,直到某一點後效率可能會下降。相對發光強度對環境溫度曲線至關重要,因為LED輸出通常會隨結溫升高而降低。光譜分佈曲線會顯示峰值喺或接近523 nm,並具有由25 nm半寬定義嘅特徵形狀。理解呢啲曲線對於設計穩健嘅驅動電路同熱管理系統至關重要,以實現產品壽命內同指定工作溫度範圍內嘅一致性能。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸同極性
LED採用標準SMD封裝。透鏡顏色係水清,光源係產生綠光嘅InGaN(氮化銦鎵)晶片。所有尺寸均以毫米為單位提供,標準公差為±0.2 mm,除非另有說明。陰極通常由封裝上嘅視覺標記識別,例如凹口或綠點,必須與PCB焊盤圖上嘅相應標記對齊。
5.2 推薦PCB焊接焊盤
提供咗用於紅外線或氣相回流焊接嘅焊盤圖案。遵循呢個推薦嘅焊盤圖案對於實現良好嘅焊點形成、確保良好嘅電氣連接同提供足夠嘅機械強度至關重要。焊盤設計亦會影響從LED結點到PCB嘅散熱路徑。
5.3 載帶同捲盤包裝
元件以8mm寬嘅凸紋載帶形式供應,捲喺7英寸(178mm)直徑嘅捲盤上。每捲包含5000件。對於少於一整捲嘅數量,最小包裝數量為500件。包裝符合ANSI/EIA-481規格。載帶袋用頂部蓋帶密封,以保護元件喺儲存同處理過程中免受濕氣同污染。
6. 焊接同組裝指引
6.1 儲存條件
適當儲存對於防止吸濕至關重要,吸濕會導致回流焊接過程中出現"爆米花"效應或開裂。喺原裝密封防潮袋連乾燥劑中,LED應儲存喺≤30°C同≤70%相對濕度(RH)下,並喺一年內使用。一旦打開袋子,儲存環境不得超過30°C同60% RH。暴露喺環境條件下超過168小時(7天)嘅元件,應喺焊接前以約60°C烘烤至少48小時,以去除吸收嘅濕氣。
6.2 焊接建議
LED兼容無鉛(Pb-free)紅外線回流焊接工藝。提供咗符合J-STD-020B嘅建議溫度曲線。關鍵參數包括150-200°C嘅預熱區,最長120秒,以及峰值封裝體溫度唔超過260°C,最長10秒。回流焊接應限制喺最多兩個循環。對於用烙鐵進行手動返修,烙鐵頭溫度唔應超過300°C,並且單次操作嘅接觸時間應限制喺3秒內。必須強調,最佳溫度曲線取決於具體嘅PCB設計、焊膏同爐子,因此需要進行工藝特性分析。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,應只使用指定溶劑。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。使用未指定嘅化學清潔劑可能會損壞LED封裝材料。
7. 應用備註同設計考慮
7.1 驅動方法
LED係一種電流驅動器件。佢嘅亮度主要係正向電流(IF)嘅函數,唔係電壓。因此,應始終使用恆流源或串聯限流電阻同電壓源來驅動。唔建議直接用簡單電壓源驅動,因為咁樣會導致熱失控同器件故障。串聯電阻值可以用歐姆定律計算:R = (電源電壓 - LED正向電壓) / IF,其中LED正向電壓係規格書中嘅典型或最大值,以確保喺最壞情況下電流唔超過最大額定值。
7.2 設計中嘅熱管理
考慮到175°C/W嘅熱阻,有效散熱對於可靠操作係必要嘅,特別係喺高環境溫度或最大電流下。PCB本身充當主要散熱器。使用更大嘅銅焊盤面積,並通過散熱過孔連接到地或電源層,可以顯著改善散熱,降低結溫,從而提高發光輸出同使用壽命。
7.3 應用限制
呢款LED適用於普通電子設備。佢並非為需要極高可靠性嘅應用而設計或認證,特別係安全關鍵系統,例如航空、交通運輸、醫療生命維持或安全設備,呢啲系統中嘅故障可能會危及生命或健康。對於呢類應用,必須諮詢製造商以獲取專門認證嘅元件。
8. 典型應用場景同案例分析
場景1:前面板狀態指示燈:喺網絡路由器或工業控制面板中,可以使用多個LTST-T180TGKT LED來指示電源狀態、網絡活動或系統故障。120度視角確保指示燈可以從多個角度睇到。通過選擇相同亮度級別(例如V2)嘅LED,可以實現所有指示燈亮度均勻。
場景2:薄膜開關面板背光:水清透鏡同寬視角使呢款LED適合用於邊緣照明薄亞克力或聚碳酸酯導光板,用喺電器或醫療設備控制面板上符號後面。綠色提供清晰、低眩光嘅照明。
場景3:低光環境中嘅符號照明:LED可以用於喺環境光線較弱嘅環境中照亮出口標誌、控制標籤或儀器。佢相對較高嘅發光強度(高達1540 mcd)確保良好嘅可見度。
9. 常見問題(FAQ)
問:我可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個LED嗎?
答:唔可以。微控制器引腳通常無法持續提供20mA電流,更重要嘅係,直接連接5V會因電流過大而損壞LED。你必須使用限流電阻或晶體管驅動電路。
問:點解正向電壓範圍咁闊(2.8V到3.8V)?
答:呢個係由於半導體製造中嘅正常變化。分級系統允許你為你嘅設計選擇電壓範圍更窄嘅部件,以確保行為一致,特別係當並聯連接LED時。
問:如果我超過115°C嘅最大結溫會點?
答:喺Tj(max)以上操作會加速LED嘅性能衰減,導致發光輸出快速下降(流明衰減)同使用壽命顯著縮短。喺極端情況下,可能導致立即嘅災難性故障。
問:呢款LED適合戶外使用嗎?
答:規格書未指定防護等級(IP)或對戶外環境條件(紫外線照射、濕氣、熱循環)嘅認證。佢主要設計用於室內應用。對於戶外使用,需要專門設計同認證嘅LED封裝。
10. 工作原理同技術趨勢
10.1 基本工作原理
LED係一種半導體p-n結二極管。當施加正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入結區。當呢啲電荷載流子復合時,能量以光子(光)嘅形式釋放。光嘅顏色由半導體材料嘅能帶隙決定。LTST-T180TGKT使用InGaN(氮化銦鎵)晶片,呢個係生產綠色、藍色同白色LED嘅標準材料系統。
10.2 行業趨勢
SMD LED嘅總體趨勢係朝向更高效率(每瓦更多流明)、更細封裝中嘅更高功率密度,以及改善嘅顏色一致性同顯色性。受汽車照明同通用照明應用嘅推動,對可靠性同壽命嘅關注亦非常強烈。此外,與智能驅動器同傳感器集成用於智能照明系統係一個新興領域。雖然呢個特定元件係一個標準指示燈LED,但底層嘅InGaN技術持續發展,推動所有LED類別嘅性能邊界。
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。 |