1. 產品概述
本文件提供LTST-C061VEKT嘅完整技術規格,呢款係一款表面貼裝器件(SMD)發光二極管(LED)。此元件專為自動化印刷電路板(PCB)組裝流程而設計,適用於各類電子設備中空間受限嘅應用。
1.1 特點
- 符合RoHS(限制有害物質)指令。
- 以8毫米載帶包裝於7吋直徑捲盤,便於自動化處理。
- 標準EIA(電子工業聯盟)封裝佔位面積。
- 輸入邏輯電平與集成電路(IC)輸出兼容。
- 設計兼容自動化貼片設備。
- 適用於紅外線(IR)回流焊接製程。
- 已預處理以加速至JEDEC(聯合電子設備工程委員會)濕度敏感度等級3。
1.2 應用範圍
此LED適用於多個領域,包括電訊、辦公室自動化、家用電器及工業設備,可作為狀態指示燈、信號燈或面板背光燈使用。
2. 封裝尺寸及機械資料
此元件採用水清透鏡及AlInGaP(磷化鋁銦鎵)紅光光源。所有尺寸圖及公差均載於資料手冊,除非另有註明,標準公差為±0.2mm。封裝設計用於可靠的表面貼裝。
3. 額定值及特性
3.1 絕對最大額定值
額定值係喺環境溫度(Ta)為25°C時指定。超出呢啲數值可能會導致永久損壞。
- 功耗(Pd):203 mW
- 峰值正向電流(IF(PEAK)): 100 mA (脈衝式,50ms 開啟,950ms 關閉,工作週期=0.05)
- DC Forward Current (IF): 70 mA
- 操作溫度範圍 (Topr): -40°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍 (Tstg): -40°C 至 +100°C
3.2 電氣及光學特性
主要性能參數係喺Ta=25°C同IF=70mA嘅條件下量度,除非另有說明。
- 發光強度 (IV): 1550 - 3600 mcd (毫坎德拉)。使用近似CIE明視覺響應嘅濾光片進行量度。
- 視角 (2θ1/2): 120度(典型值)。定義為光強度降至軸向值一半時的全角。
- 峰值發射波長 (λP): 631 nm(典型值)。
- 主波長 (λd): 617 - 630 nm。公差為 ±1nm。
- 譜線半寬度 (Δλ): 15 nm (典型值)。
- 正向電壓 (VF): 1.9 - 2.9 V。容差為 ±0.1V。
- 反向電流 (IR): 在 VR=5V 時為 10 μA(最大值)。本裝置並非為反向偏壓操作而設計。
4. Bin Code and Sorting System
器件会根据喺70mA电流下测量到嘅发光强度进行分拣(Bin)。咁样可以确保生产应用时亮度嘅一致性。
4.1 发光强度 (IV) 等级
- Bin Code J1: 1550 - 2050 mcd (光通量: 5.2 - 6.8 lm)
- Bin Code J2: 2050 - 2720 mcd (光通量: 6.8 - 9.0 lm)
- Bin Code K1: 2720 - 3600 mcd (光通量: 9.0 - 12.0 lm)
每個光強度Bin嘅公差係±10%。流明(lm)單位嘅光通量數值僅供參考。
5. 典型性能曲線
數據表包含關鍵關係嘅圖形表示,對於電路設計同熱管理至關重要。
- Forward Current vs. Forward Voltage (IF-VF Characteristic)
- 發光強度與正向電流關係 (IV-IF Characteristic)
- 發光強度與環境溫度關係 (IV-Ta Characteristic)
- Relative Spectral Power Distribution (Wavelength vs. Relative Intensity)
- 視角特性(角度強度分佈)
這些曲線讓設計師能夠預測不同操作條件下的性能,例如在較高溫度下對光輸出進行降額,或計算所需的限流電阻值。
6. 組裝與處理指引
6.1 清潔
如焊接後需要清潔,只可使用指定溶劑。將LED浸入常溫的乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。未指定的化學品可能會損壞封裝物料。
6.2 建議嘅PCB焊盤圖案
本文提供一個建議嘅印刷電路板(PCB)焊接盤佈局,適用於紅外線或氣相迴流焊接。為確保焊點形成正確並避免橋接,建議使用最大厚度為0.10毫米嘅鋼網進行錫膏塗佈。
6.3 帶裝及捲盤包裝
LED以凸載帶包裝,置於直徑7吋(178毫米)的捲盤上。載帶寬度為8毫米。包裝包含符合EIA-481標準的載帶凹槽、封蓋帶及捲盤尺寸的詳細機械圖。標準捲盤包含4000件,剩餘物料最低訂購量為500件。
7. 重要注意事項及應用備註
7.1 預期用途及可靠性
此LED專為一般電子設備而設計。不適用於一旦失效可能直接危及生命或健康的應用,例如航空、醫療生命維持或關鍵安全系統。若用於此類應用,必須在設計前諮詢製造商。
7.2 儲存條件
密封包裝: 儲存於≤30°C及≤70%相對濕度(RH)環境下。當防潮袋連乾燥劑完好無損時,保質期為一年。
已開封包裝: 儲存環境溫度不得超過30°C及相對濕度60%。從原包裝取出的元件,須於168小時(7日)內進行紅外回流焊接。若儲存時間超過此期限,必須將元件存放於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。若LED於開封包裝後存放超過168小時,在組裝前需以約60°C烘烤至少48小時,以去除吸收的濕氣,防止回流焊接時出現「爆米花」現象。
7.3 焊接製程
回流焊接: 建議採用符合 J-STD-020B 標準嘅無鉛焊接溫度曲線。關鍵參數包括預熱區(150-200°C,最長120秒)、峰值溫度唔超過260°C,以及液相線以上時間(TAL)最長10秒。回流焊接最多應進行兩次。
手工焊接: 如有需要,可使用烙鐵頭溫度不超過300°C的烙鐵,最多操作3秒,且僅限一次。提供的溫度曲線僅供參考;最終曲線必須根據具體的PCB設計、元件及所用焊錫膏進行特性化調整。
8. 技術深度探討與設計考量
8.1 光度與色度分析
採用AlInGaP技術可製成高效能紅色LED,其主波長範圍為617-630nm,能產生飽和紅色。120度視角提供寬廣的發光模式,適合用作狀態指示燈。設計師必須考慮分檔結構,以確保陣列或產品線中多個單元的亮度保持一致。
8.2 Electrical Design and Thermal Management
在70mA電流下,最大正向電壓為2.9V,必須使用串聯限流電阻。電阻值(R)可根據歐姆定律計算:R = (V供應 - VF) / IF. The power dissipation of the LED itself (Pd = VF * IF) 不可超過203mW的絕對最大額定值,並須考慮如IV-Ta 曲線所示,在較高環境溫度下會出現的降額情況。在高電流或高溫環境中,可能需要足夠的PCB銅箔面積作散熱之用。
8.3 組裝製程相容性
JEDEC Level 3 濕度敏感度以及與紅外迴流焊的相容性,對於現代化、大批量生產至關重要。設計人員必須嚴格遵循儲存和烘烤指引,以防止在高溫迴流焊過程中因濕氣導致封裝破裂。推薦的焊墊圖形和鋼網規格經過優化,旨在實現可靠的焊點,同時將墓碑效應或錫橋的風險降至最低。
9. 應用建議與典型用例
除了簡單的狀態指示外,這款LED的亮度和視角使其適合為前面板上的小型符號提供背光,或在低光條件下為傳感器提供照明。其小巧的外形使其非常適合便攜式設備,例如通訊設備和計算機外圍設備。當用於陣列時,必須注意相鄰LED之間的電流分佈和熱耦合。
10. 常見問題(基於技術參數)
Q: 峰值波长同主波长有咩分别?
A: 峰值波长 (λP) 係指發出嘅光功率達到最大值時嘅波長。主波长 (λd) 係指同LED視覺顏色相匹配嘅單色光波長。λd 對於顏色規格而言更為相關。
問:我可以用5V電源直接驅動這顆LED而不加電阻嗎?
答:不可以。將其直接連接到5V會迫使電流遠超其最大額定值,導致立即且災難性的損壞。必須始終使用限流電阻或恆流驅動器。
問:為何開封後的儲存條件如此嚴格?
A>SMD LED packages can absorb moisture from the air. During the high-temperature reflow soldering process, this trapped moisture rapidly turns to steam, creating internal pressure that can delaminate the package or crack the die. The 168-hour floor life and baking procedures are standardized methods to prevent this failure mode.
LED規格術語
LED技術術語完整解釋
光電性能
| 術語 | 單位/表述 | 簡易說明 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效能 | lm/W (流明每瓦) | 每瓦電力嘅光輸出,數值越高代表越慳電。 | 直接決定能源效益等級同電費開支。 |
| Luminous Flux | lm (流明) | 光源發出的總光量,通常稱為「光亮度」。 | 判斷光線是否足夠明亮。 |
| 視角 | ° (度),例如:120° | 光強度降至一半時嘅角度,決定光束寬度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (Kelvin),例如 2700K/6500K | 光線嘅暖/冷調,數值越低越偏黃/暖,越高越偏白/冷。 | 決定照明氛圍同適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物件顏色的能力,Ra≥80為良好。 | 影響色彩真實性,用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓步階,例如「5步階」 | 色彩一致性指標,數值愈細代表色彩一致性愈高。 | 確保同一批次LED嘅色彩均勻一致。 |
| Dominant Wavelength | nm(納米),例如:620nm(紅色) | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅色、黃色、綠色單色LED嘅色調。 |
| Spectral Distribution | 波長與強度曲線 | 顯示跨波長嘅強度分佈。 | 影響色彩還原同品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 正向電壓 | Vf | 啟動LED所需嘅最低電壓,類似「起始閾值」。 | 驅動器電壓必須≥Vf,串聯LED嘅電壓會累加。 |
| Forward Current | If | 正常LED運作之電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED可承受的最大反向電壓,超出此值可能導致擊穿。 | 電路必須防止反接或電壓尖峰。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 由晶片傳至焊料的熱阻,數值愈低愈好。 | 熱阻愈高,散熱要求愈強。 |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | 抵禦靜電放電嘅能力,數值愈高代表愈唔易受損。 | 生產時需要採取防靜電措施,尤其係對於敏感嘅LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部實際工作溫度。 | 每降低10°C可能令壽命倍增;過高會導致光衰、色偏。 |
| 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「使用壽命」。 |
| 光通維持率 | %(例如:70%) | 經過一段時間後保留嘅亮度百分比。 | 表示長期使用下嘅亮度保持情況。 |
| Color Shift | Δu′v′ 或 MacAdam 橢圓 | 使用期間的顏色變化程度。 | 影響照明場景嘅色彩一致性。 |
| Thermal Aging | Material degradation | 因長期高溫而導致嘅劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, Ceramic | 外殼物料保護晶片,提供光學/熱學介面。 | EMC:耐熱性良好,成本較低;陶瓷:散熱更佳,壽命更長。 |
| Chip Structure | 正面,倒裝晶片 | 晶片電極排列。 | Flip chip:散熱更佳,效能更高,適用於高功率。 |
| Phosphor Coating | YAG, Silicate, Nitride | 覆蓋藍色晶片,將部分轉化為黃/紅色,混合成白光。 | 不同熒光粉會影響效能、CCT同CRI。 |
| 鏡頭/光學元件 | 平面、微透鏡、全內反射 | 控制光線分佈的表面光學結構。 | 決定視角與光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分檔內容 | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | 代碼,例如 2G、2H | 按亮度分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | 按正向電壓範圍分組。 | 有助於驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 色料箱 | 5-step MacAdam ellipse | 按色座標分組,確保範圍緊湊。 | 保证颜色一致性,避免灯具内部颜色不均匀。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K等。 | 按相關色溫分組,每組均有對應的座標範圍。 | 滿足不同場景的相關色溫要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | Standard/Test | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通維持測試 | 恆溫長期點亮,記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命(配合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電學、熱學測試方法。 | 業界認可的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環境認證 | 確保不含任何有害物質(鉛、汞)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明產品的能源效益及性能認證。 | 用於政府採購、補貼計劃,提升競爭力。 |