SMD LED 綠色圓頂透鏡 LTST-C930TGKT 規格書 - 2.8x3.2V - 76mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTST-C930TGKT 係一款高亮度表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED），採用氮化銦鎵（InGaN）半導體材料發出綠光。佢嘅特點係一個獨特嘅圓頂形透鏡，相比平面透鏡型號，呢個設計可以增強光輸出同視角特性。呢個元件專為兼容自動貼片組裝系統同標準回流焊接工序而設計，適合大批量生產環境。主要應用包括狀態指示器、小型顯示器背光、面板照明，以及各種需要可靠、穩定綠色照明嘅消費電子產品。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款LED嘅主要優勢嚟自其材料同封裝設計。InGaN芯片技術提供高效嘅綠色發光，相比紅色或藍色LED，要實現高亮度通常更具挑戰性。圓頂透鏡作為主光學元件，有效提高半導體芯片嘅光提取效率，並提供更寬、更均勻嘅視角。器件以8mm載帶包裝，適用於7英寸捲盤，符合EIA標準，確保無縫集成到自動化生產線。目標市場涵蓋廣泛嘅電子設備製造商，尤其係辦公室自動化、通訊設備同家用電器領域，呢啲領域需要LED作為可靠嘅視覺指示元件。

2. 深入技術參數分析

本節詳細分析為LTST-C930TGKT指定嘅電氣、光學同熱參數，為設計工程師提供背景資料。

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。佢哋唔適用於正常操作。

• 功耗（Pd）：76 mW。呢個係LED封裝喺環境溫度（Ta）為25°C時，可以作為熱量散發嘅最大功率。超過呢個限制會令半導體結過熱。
• 直流正向電流（IF）：20 mA。為確保長期可靠性能，建議嘅連續工作電流。
• 峰值正向電流：100 mA。呢個只允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）使用，唔可以用於直流操作。
• 降額因子：超過50°C後，每°C 0.25 mA。呢個關鍵參數表示，當環境溫度每升高1°C超過50°C時，最大允許直流正向電流必須線性降低0.25 mA。例如，喺70°C時，最大直流電流會係 20 mA - (0.25 mA/°C * 20°C) = 15 mA。
• 反向電壓（VR）：5 V。施加超過呢個值嘅反向偏壓會導致LED結擊穿同失效。
• 工作及儲存溫度：分別為-20°C至+80°C同-30°C至+100°C。呢啲定義咗操作同非操作儲存嘅環境極限。
• 焊接條件：提供咗特定嘅波峰焊（260°C，5秒）、紅外回流焊（260°C，5秒）同氣相回流焊（215°C，3分鐘）曲線。遵守呢啲時間-溫度限制對於防止封裝破裂或焊點問題至關重要。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係喺Ta=25°C同IF=20mA下測量嘅典型性能參數，除非另有說明。

• 發光強度（Iv）：範圍由710.0 mcd（最小值）到2000.0 mcd（典型值）。呢個係光源嘅感知亮度，由經過濾鏡匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）嘅傳感器測量。特定單元嘅實際強度取決於其分級代碼。
• 視角（2θ1/2）：25度（典型值）。呢個係發光強度下降到軸上（0°）測量值一半時嘅全角。25度角表示光束模式相對集中，係為咗更高軸向強度而設計嘅圓頂透鏡嘅特徵。
• 峰值發射波長（λP）：530 nm（典型值）。呢個係光譜功率輸出最大時嘅波長。係InGaN材料嘅物理特性。
• 主波長（λd）：525 nm（IF=20mA時嘅典型值）。呢個係從CIE色度圖得出，代表最能描述光嘅感知顏色嘅單一波長。係顏色規格嘅關鍵參數。
• 譜線半寬度（Δλ）：35 nm（典型值）。呢個測量發射光譜喺其最大功率一半處嘅帶寬。35nm嘅值對於綠色InGaN LED嚟講係常見嘅，表示中等純度嘅綠色。
• 正向電壓（VF）：20mA時為2.80V（最小）、3.20V（典型）、3.60V（最大）。呢個係LED工作時嘅壓降。其變化通過電壓分級系統管理。
• 反向電流（IR）：VR=5V時為10 μA（最大）。反向偏壓下嘅小漏電流。
• 電容（C）：VF=0V，f=1MHz時為40 pF（典型值）。呢個結電容喺高頻開關應用中可能相關。

3. 分級系統說明

為確保批量生產嘅一致性，LED會根據性能分級。LTST-C930TGKT採用三維分級系統。

3.1 正向電壓分級

單元根據其喺20mA時嘅正向電壓（VF）進行分類。分級代碼（D7、D8、D9、D10）對應特定電壓範圍，每個級別嘅公差為±0.1V。例如，D8級LED嘅VF會喺3.00V同3.20V之間。呢個允許設計師為電流調節至關重要嘅電路（特別係當多個LED並聯連接時）選擇具有匹配壓降嘅LED。

3.2 發光強度分級

呢個可以話係亮度一致性最關鍵嘅分級。級別（V、W、X、Y）定義咗最小同最大發光強度值，每個都有±15%嘅公差。例如，一個'W'級LED嘅強度喺1120.0 mcd同1800.0 mcd之間。對於需要多個指示器亮度均勻嘅應用，從相同強度級別選擇LED至關重要。

3.3 主波長分級

呢個分級確保顏色一致性。級別（AP、AQ、AR）定義咗主波長（λd）嘅範圍，公差緊密為±1 nm。例如，一個'AQ'級LED嘅λd會喺525.0 nm同530.0 nm之間。使用相同波長級別嘅LED可以保證產品嘅綠色色調一致。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定圖表（圖1、圖6），但其含義係標準嘅。相對發光強度 vs. 正向電流曲線喺較低電流下會顯示近乎線性嘅關係，喺較高電流下由於效率下降同加熱而趨向於次線性。正向電壓 vs. 正向電流曲線顯示指數型開啟特性，喺工作區域穩定。相對發光強度 vs. 環境溫度曲線至關重要；佢通常顯示負溫度係數，意味住光輸出隨結溫升高而降低。呢個強化咗熱管理同電流降額嘅重要性。光譜分佈曲線（由λP同Δλ引用）會顯示一個以530nm為中心嘅類高斯形狀。

5. 機械及封裝資料

器件符合標準SMD LED封裝尺寸。規格書包含詳細嘅封裝尺寸圖（全部以mm為單位），一般公差為±0.10mm。關鍵機械特徵包括圓頂透鏡幾何形狀同陰極識別標記。提供建議嘅焊盤佈局，以確保可靠嘅焊角同回流焊期間嘅正確對齊。器件上清晰標明極性，通常陰極側有凹口或綠點，組裝時必須注意以防止反向連接。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊接曲線

規格書提供咗兩個建議嘅紅外（IR）回流焊曲線：一個用於標準SnPb焊接工序，一個用於無鉛（例如SnAgCu）工序。兩個曲線都強調受控升溫、足夠嘅預熱/保溫區以激活助焊劑並平衡電路板溫度、定義嘅液相線以上時間（TAL）、峰值溫度不超過260°C，以及受控降溫。遵循呢啲曲線可以防止對環氧樹脂封裝同半導體芯片造成熱衝擊。

6.2 儲存及處理

LED係濕度敏感器件。如果從其原始防潮包裝中取出，應喺一週內進行回流焊接。如果喺原始袋外儲存更長時間，必須儲存喺乾燥環境中（例如，帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器）。如果暴露喺環境濕度中超過一週，建議喺焊接前喺約60°C下烘烤24小時，以驅除吸收嘅水分，防止回流焊期間出現"爆米花"現象。

6.3 清潔

只應使用指定嘅清潔劑。建議使用異丙醇（IPA）或乙醇。LED應喺常溫下浸泡少於一分鐘。刺激性或未指定嘅化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡材料，導致霧化或破裂。

7. 包裝及訂購資料

標準包裝為每7英寸直徑捲盤1500件，元件置於8mm寬嘅凸版載帶上。載帶有蓋帶密封空袋。剩餘捲盤嘅最小訂購數量為500件。包裝符合ANSI/EIA-481-1-A標準。部件編號LTST-C930TGKT本身遵循可能嘅內部編碼方案，其中'LTST'可能表示產品系列，'C930'表示特定系列/封裝，'TG'表示顏色（綠色）同透鏡類型，'KT'可能表示分級或其他變體。

8. 應用設計建議

8.1 驅動電路設計

關鍵考慮：LED係電流驅動器件，唔係電壓驅動。操作LED最可靠嘅方法係使用恆流源。喺簡單嘅電壓驅動電路中，串聯限流電阻係絕對必須嘅。規格書強烈建議當多個單元並聯連接時，為每個LED使用獨立嘅電阻（電路模型A）。唔建議為多個並聯LED使用單個電阻（電路模型B），因為各個LED之間正向電壓（VF）特性嘅微小差異會導致電流分配嚴重不平衡，從而導致亮度不均勻，並且VF最低嘅LED可能承受過大壓力。

8.2 靜電放電（ESD）保護

LED容易受到靜電放電損壞。必須喺處理同組裝環境中實施適當嘅ESD控制：使用接地手腕帶同工作台面，使用離子發生器中和可能喺塑料透鏡上積聚嘅靜電荷，並確保所有設備正確接地。

8.3 熱管理

雖然功耗較低（最大76mW），但通過PCB焊盤進行有效散熱對於維持LED性能同壽命非常重要。喺預計LED周圍環境溫度較高嘅設計中，必須應用降額曲線（超過50°C後每°C 0.25 mA）。確保PCB上焊盤周圍有足夠嘅銅面積有助於散熱。

9. 技術比較與區分

LTST-C930TGKT嘅主要區別在於其結合咗圓頂透鏡同InGaN技術用於綠光。相比平面透鏡LED，圓頂提供更高嘅軸向發光強度同更受控嘅視角。相比舊技術如磷化鎵（GaP）用於綠光，InGaN提供顯著更高嘅亮度同效率。其與無鉛回流焊工序嘅兼容性使其適合現代、符合RoHS嘅電子製造。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接用5V電源驅動呢個LED嗎？

答：唔可以。你必須使用串聯限流電阻。假設20mA時典型VF為3.2V，使用歐姆定律（R = (電源電壓 - Vf) / If），電阻值會係（5V - 3.2V）/ 0.02A = 90歐姆。標準91或100歐姆電阻係合適嘅，其額定功率應至少為 I^2 * R = (0.02^2)*90 = 0.036W，所以1/10W或1/8W電阻就足夠。

問：點解發光強度以一個範圍（710-2000mcd）給出？

答：呢個係整體規格範圍。實際生產單元會分入更緊嘅級別（V、W、X、Y）。為咗你設計中嘅亮度一致，訂購時請指定所需嘅強度級別。

問：如果我超過絕對最大直流正向電流20mA會點？

答：連續喺20mA以上操作會令結溫超過安全極限，加速流明衰減（LED隨時間變暗），並可能導致災難性故障。始終設計驅動電路將電流限制喺額定值或更低，特別係喺環境溫度升高時。

11. 設計及使用案例分析

場景：設計一個有10個均勻亮度綠色LED嘅狀態指示器面板。

1. 電路設計：使用穩壓電源（例如5V）。放置十個獨立嘅限流電阻，每個LED串聯一個。唔好喺多個LED之間共用一個電阻。

2. 元件選擇：訂購所有LED時，確保佢哋來自相同嘅發光強度級別（例如，全部係'W'級）同相同嘅主波長級別（例如，全部係'AQ'級），以保證亮度同顏色均勻。正向電壓級別喺呢度唔係咁關鍵，因為每個LED都有自己嘅電阻。

3. PCB佈局：遵循規格書中建議嘅焊盤尺寸。如果陰極/陽極焊盤連接到大面積銅箔，請包含一個小嘅散熱連接，以幫助焊接。

4. 組裝：遵循建議嘅無鉛紅外回流焊曲線。確保組裝區域有ESD控制。

5. 結果：一個可靠、外觀專業嘅指示器面板，所有10個LED嘅顏色同亮度都一致。

12. 工作原理介紹

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到結區域。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋會釋放能量。喺標準矽二極管中，呢啲能量主要作為熱量釋放。喺像InGaN咁樣嘅直接帶隙半導體中，呢種復合能量嘅顯著部分以光子（光）嘅形式釋放。發射光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定。氮化銦鎵（InGaN）合金允許工程師調整呢個帶隙，以產生光譜中藍色、綠色同紫外線部分嘅光。圍繞芯片嘅圓頂形環氧樹脂透鏡用於保護芯片並塑造光輸出，提高提取效率並定義視角。

13. 技術趨勢

LED技術領域，特別係綠色發光方面，持續發展。主要趨勢包括：

- 效率提高（每瓦流明）：持續嘅材料科學研究旨在減少InGaN LED中嘅"效率下降"，特別係對於綠色波長，歷史上佢哋嘅效率低於藍色或紅色。

- 顏色一致性同分級：外延生長同製造控制嘅進步導致內在參數分佈更緊密，減少咗級別內嘅差異同廣泛分揀嘅需要。

- 小型化：對更細小、更密集電子產品嘅推動繼續要求LED採用更細小嘅封裝尺寸，同時保持或改善光輸出。

- 可靠性及壽命：封裝材料、芯片貼裝方法同熒光粉技術（用於白光LED）嘅改進，正延長操作壽命同惡劣環境條件下嘅性能。