目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 特點
- 1.2 應用
- 2. 封裝尺寸同機械信息
- 3. 額定值同特性
- 3.1 絕對最大額定值
- 3.2 無鉛製程建議嘅 IR 回流焊接溫度曲線
- 3.3 電氣同光學特性
- 4. 分級系統
- 4.1 正向電壓 (VF) 分級
- 4.2 光通量 / 發光強度分級
- 4.3 色調 (主波長) 分級
- 5. 典型性能曲線
- 6. 用戶指南同操作說明
- 6.1 清潔
- 6.2 建議 PCB 焊盤圖案
- 6.3 載帶同捲盤包裝規格
- 6.4 捲盤同包裝注意事項
- 7. 注意事項同應用筆記
- 7.1 預期應用
- 7.2 儲存條件
- 7.3 焊接建議
- 8. 設計考慮同技術分析
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計考慮
- 8.4 與替代技術比較
- 8.5 可靠性同壽命因素
1. 產品概述
呢份文件提供咗 LTST-M140TGKT 嘅完整技術規格，佢係一款表面貼裝器件 (SMD) 發光二極管 (LED)。呢個元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝流程而設計，適合空間係關鍵限制嘅應用。LED 採用水清透鏡封裝住一個發射綠光嘅 InGaN (氮化銦鎵) 半導體晶片。
呢個 LED 系列嘅主要設計目標包括兼容大規模生產、喺標準操作條件下嘅可靠性，以及穩定嘅光學性能。呢啲 LED 專為滿足現代電子設備嘅要求而設計，為指示同照明功能提供尺寸、性能同成本效益之間嘅平衡。
1.1 特點
- 符合 RoHS (有害物質限制) 指令。
- 採用業界標準 12mm 載帶包裝，捲喺 7 英寸直徑嘅捲盤上，適用於自動化貼片設備。
- EIA (電子工業聯盟) 標準封裝外形。
- 輸入/輸出特性兼容標準集成電路 (IC) 邏輯電平。
- 專為兼容自動貼裝同組裝系統而設計。
- 能夠承受表面貼裝技術 (SMT) 常用嘅紅外線 (IR) 回流焊接製程。
- 預先處理至 JEDEC (聯合電子器件工程委員會) 濕度敏感等級 3，表示開袋後喺 <30°C/60% RH 條件下嘅車間壽命為 168 小時。
1.2 應用
This LED is intended for use as a status indicator, backlight, or signal source in a wide range of electronic products. Typical application areas include:
- 電信設備 (例如路由器、交換機、電話)。
- 辦公自動化設備 (例如打印機、掃描器、多功能設備)。
- 家用電器同消費電子產品。
- 工業控制面板同設備。
- 顯示器同按鈕嘅前面板背光。
- 室內環境中嘅符號或信息照明裝置。
2. 封裝尺寸同機械信息
LTST-M140TGKT 採用標準 SMD LED 封裝。透鏡顏色指定為水清，光源顏色為綠色，由 InGaN 晶片產生。
關鍵機械注意事項：
- 封裝圖中提供嘅所有線性尺寸均以毫米 (mm) 為單位。
- 除非圖紙上有特別註明，否則默認尺寸公差為 ±0.2 mm (±0.008 英寸)。
- 封裝設計旨在確保回流焊接過程嘅穩定性，以及產品使用壽命期間可靠嘅光學性能。
3. 額定值同特性
除非另有說明，所有規格均定義喺環境溫度 (Ta) 為 25°C 嘅條件下。超過絕對最大額定值可能會對器件造成永久性損壞。
3.1 絕對最大額定值
- 功耗 (Pd)：80 mW
- 峰值正向電流 (IF(PEAK))：100 mA (喺佔空比 1/10、脈衝寬度 0.1ms 嘅脈衝條件下嘅最大允許值)。
- 連續正向電流 (IF)：20 mA (直流)。
- 工作溫度範圍 (Topr)：-40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度範圍 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。
3.2 無鉛製程建議嘅 IR 回流焊接溫度曲線
該元件適用於無鉛焊接製程。建議嘅回流焊接溫度曲線符合 J-STD-020B 標準。呢個曲線嘅關鍵參數包括受控嘅預熱、定義嘅液相線以上時間，以及峰值溫度唔超過 260°C。特定嘅升溫速率、浸潤時間同冷卻速率必須針對特定 PCB 組裝進行優化，但該曲線確保焊接期間 LED 封裝完整性得以保持。
3.3 電氣同光學特性
典型性能喺 IF= 20 mA, Ta = 25°C 下測量。
- 光通量 (Φv)：0.84 lm (最小), 2.70 lm (最大)。使用近似 CIE 明視覺響應曲線嘅傳感器/濾光片測量。
- 發光強度 (Iv)：280 mcd (最小), 900 mcd (最大)。呢個係由光通量導出嘅參考值；主要光學規格係光通量。
- 視角 (2θ1/2)：120 度 (典型)。定義為強度為峰值軸向強度一半時嘅全角。
- 峰值發射波長 (λP)：518 nm (典型)。光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
- 主波長 (λd)：520 nm 至 535 nm。人眼感知到嘅定義顏色嘅單一波長。其分級內公差為 ±1 nm。
- 光譜線半寬度 (Δλ)：35 nm (典型)。峰值強度 50% 處嘅光譜寬度。
- 正向電壓 (VF)：2.8 V (最小), 3.8 V (最大) @ 20mA。特定分級嘅公差為 ±0.1V。
- 反向電流 (IR)：10 μA (最大) @ VR= 5V。該器件唔係為反向偏壓操作而設計；此測試僅用於質量驗證。
重要測量注意事項：
- 光通量係主要光度學量。發光強度 (mcd) 係基於標準測量條件提供嘅參考值。
- 視角由半強度點定義。
- 主波長由 CIE 色度座標導出。
- 反向電壓測試用於內部質量保證；應用電路中唔應對 LED 施加反向偏壓。
4. 分級系統
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED 會根據關鍵參數分級。咁樣設計師就可以根據其應用要求選擇合適嘅分級。
4.1 正向電壓 (VF) 分級
綠色 LED 喺 IF= 20 mA 下分級。
分級代碼 D7: 2.8V - 3.0V
分級代碼 D8: 3.0V - 3.2V
分級代碼 D9: 3.2V - 3.4V
分級代碼 D10: 3.4V - 3.6V
分級代碼 D11: 3.6V - 3.8V
每個分級內公差：±0.1V。
4.2 光通量 / 發光強度分級
綠色 LED 喺 IF= 20 mA 下分級。發光強度僅供參考。
分級代碼 E1: 0.84 lm - 1.07 lm (280 mcd - 355 mcd)
分級代碼 E2: 1.07 lm - 1.35 lm (355 mcd - 450 mcd)
分級代碼 F1: 1.35 lm - 1.68 lm (450 mcd - 560 mcd)
分級代碼 F2: 1.68 lm - 2.13 lm (560 mcd - 710 mcd)
分級代碼 G1: 2.13 lm - 2.70 lm (710 mcd - 900 mcd)
每個發光強度分級嘅公差：±11%。
4.3 色調 (主波長) 分級
綠色 LED 喺 IF= 20 mA 下分級。
分級代碼 AP: 520.0 nm - 525.0 nm
分級代碼 AQ: 525.0 nm - 530.0 nm
分級代碼 AR: 530.0 nm - 535.0 nm
每個分級內公差：±1 nm。
5. 典型性能曲線
提供關鍵特性嘅圖形表示以協助設計。呢啲曲線係典型值，基於 25°C 環境溫度下嘅測試。
- 相對發光強度 vs. 正向電流：顯示驅動電流同光輸出之間嘅非線性關係。
- 正向電壓 vs. 正向電流：說明二極管嘅 I-V 特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出隨結溫升高而下降嘅情況。
- 光譜功率分佈：描繪以 518 nm 為中心嘅相對輻射功率隨波長變化嘅函數。
- 視角分佈圖：顯示發光強度角分佈嘅極座標圖。
呢啲曲線對於設計適當嘅驅動電路、管理熱效應以及理解光學系統設計嘅空間光分佈至關重要。
6. 用戶指南同操作說明
6.1 清潔
唔應使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞 LED 封裝材料 (環氧樹脂透鏡)。如果焊接後必須清潔，建議方法係將 LED 浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中，時間唔超過一分鐘。應輕輕攪動以避免機械應力。
6.2 建議 PCB 焊盤圖案
提供咗適用於紅外線或氣相回流焊接嘅建議焊盤佈局。呢個圖案旨在確保可靠嘅焊點形成、回流期間由於表面張力而產生嘅適當自對準，以及足夠嘅散熱。尺寸平衡咗焊料量、焊點強度同防止焊料橋接。
6.3 載帶同捲盤包裝規格
LED 以帶有保護蓋帶嘅凸起載帶形式供應，捲喺 7 英寸 (178 mm) 直徑嘅捲盤上。詳細指定咗凹槽尺寸、載帶寬度、間距同捲盤軸心嘅尺寸，以確保同自動化 SMT 設備送料器兼容。標準捲盤數量為 3000 件。
6.4 捲盤同包裝注意事項
- 載帶中嘅空凹槽用蓋帶密封。
- 標準包裝：每 7 英寸捲盤 3000 件。
- 剩餘數量嘅最小訂購量 (MOQ) 為 500 件。
- 包裝符合 ANSI/EIA-481 規格。
- 根據載帶規格，最多允許連續兩個缺失元件 (空凹槽)。
7. 注意事項同應用筆記
7.1 預期應用
呢款 LED 專為用於標準商業同工業電子設備而設計，包括辦公自動化、電信、家用電器同通用指示器應用。佢唔係專為或經過測試用於故障可能直接導致生命、健康或安全風險嘅應用 (例如航空控制、醫療生命支持、運輸安全系統)。對於呢類高可靠性應用，必須諮詢元件製造商進行適用性評估。
7.2 儲存條件
密封防潮袋 (MBB)：儲存於 ≤30°C 同 ≤70% 相對濕度 (RH)。當儲存喺帶有乾燥劑嘅原裝袋中時，元件嘅保質期為從日期代碼起計一年。
開袋後：喺 ≤30°C / ≤60% RH 條件下嘅車間壽命為 168 小時 (JEDEC MSL 3)。暴露超過此時間嘅元件可能會吸收水分，導致回流焊接期間潛在嘅爆米花效應或分層。
延長儲存 (袋外)：對於超過 168 小時嘅儲存，請將元件放入裝有新鮮乾燥劑嘅密封容器中，或放入氮氣吹掃嘅乾燥器中。
重新烘烤：超過 168 小時車間壽命嘅元件必須喺焊接前以約 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除吸收嘅水分。
7.3 焊接建議
回流焊接 (主要方法)：
- 預熱溫度：150-200°C。
- 液相線以上時間 (預熱時間)：最多 120 秒。
- 本體峰值溫度：最高 260°C。
- 峰值溫度時間：最多 10 秒。
- 最大回流焊接循環次數：兩次。
手工焊接 (烙鐵)：僅用於維修或返工。
- 烙鐵頭溫度：最高 300°C。
- 每個引腳焊接時間：最多 3 秒。
- 最大手工焊接循環次數：一次。
重要注意：最佳回流焊接溫度曲線取決於特定 PCB 設計、元件數量、焊膏同爐子特性。提供嘅指引同基於 JEDEC 嘅曲線係起點，必須針對實際生產組裝線進行驗證。
8. 設計考慮同技術分析
8.1 驅動電路設計
正向電壓 (VF) 喺 20mA 下嘅範圍為 2.8V 至 3.8V，需要恆流驅動電路以獲得穩定嘅光輸出，特別係當多個 LED 串聯使用或亮度一致性至關重要時。對於單 LED、低成本應用，可以使用簡單嘅串聯電阻，但電流會隨 LED 嘅特定 VF同電源電壓而變化。例如，使用 5V 電源同 20mA 目標，串聯電阻 (RS) 計算為 RS= (V電源- VF) / IF。使用最大 VF3.8V 得出 RS= (5 - 3.8) / 0.02 = 60Ω。使用最小 VF2.8V 同相同電阻會導致 IF= (5 - 2.8) / 60 ≈ 36.7mA，超過絕對最大連續電流。因此，建議使用穩流源或根據最壞情況 VF分級仔細選擇電阻。
8.2 熱管理
最大功耗為 80mW (喺 20mA 同最高 3.8V 下)，熱管理對於保持使用壽命同穩定光輸出非常重要。如特性曲線所示，發光強度隨結溫升高而降低。為最小化溫升：
1. 使用建議嘅 PCB 焊盤圖案，提供從 LED 封裝到電路板嘅足夠熱傳導。
2. 考慮喺 LED 散熱焊盤下方嘅 PCB 中使用熱通孔 (如果適用)，將熱量傳導到內層或電路板另一側。
3. 避免長時間喺絕對最大電流下工作。
4. 如果喺高密度佈局中功耗係一個問題，請確保最終產品外殼內有足夠嘅氣流。
8.3 光學設計考慮
120 度視角同水清透鏡產生寬闊、漫射嘅發射模式，適合需要從廣泛角度可見嘅狀態指示燈。對於需要更聚焦光束嘅應用，則需要二次光學元件 (例如透鏡、導光管)。主波長分級 (AP, AQ, AR) 允許根據所需嘅綠色深淺進行選擇，呢點對於顏色編碼指示燈或背光陣列中嘅美觀匹配可能很重要。
8.4 與替代技術比較
使用 InGaN 技術製造綠色 LED，相比舊技術如磷化鎵 (GaP) 具有效率同亮度優勢。InGaN LED 通常具有更窄嘅光譜帶寬，從而產生更飽和嘅綠色。120 度視角係一個常見標準，喺寬闊可見性同正向強度之間提供良好平衡。對於需要更寬視野嘅應用，可以考慮漫射透鏡類型或側視封裝。
8.5 可靠性同壽命因素
LED 壽命主要受工作結溫同驅動電流影響。喺規定限值內工作——例如，喺 15-18mA 而非 20mA 下——可以顯著延長工作壽命。嚴格遵守焊接溫度曲線可防止熱衝擊同封裝應力。遵循濕度敏感度處理程序 (MSL 3) 對於防止回流期間因濕氣引起封裝開裂而導致嘅潛在故障至關重要。
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。 |