目錄
1. 產品概覽
LTST-E682QETBWT 係一款表面貼裝(SMD)發光二極管(LED),喺單一封裝內集成咗雙色配置。佢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。呢個元件結合咗兩種唔同嘅半導體材料:用於發紅光嘅AlInGaP同用於發藍光嘅InGaN,每種顏色都透過獨立嘅陽極-陰極對嚟控制。呢個設計主要針對喺空間有限嘅電子設備中,需要緊湊、可靠嘅狀態指示或背光嘅應用。
1.1 特點
- 符合RoHS(有害物質限制)指令。
- 採用8mm載帶包裝,捲盤直徑為7英寸,兼容自動化貼片設備。
- 標準EIA(電子工業聯盟)封裝外形。
- 兼容集成電路(IC)驅動電平。
- 適用於紅外線(IR)回流焊接製程。
- 已預處理至JEDEC(聯合電子設備工程委員會)濕度敏感等級3。
1.2 應用
呢款LED適用於廣泛嘅消費及工業電子產品,喺嗰啲需要可靠視覺指示器嘅場合。典型應用包括電訊設備(例如路由器、數據機)、辦公室自動化設備(例如打印機、掃描器)、家用電器同各種工業控制面板中嘅狀態同電源指示燈。佢亦可以用於按鈕或符號嘅前面板背光,以及需要特定顏色提示嘅低解像度室內標誌。
2. 技術規格詳解
呢部分詳細分析定義LED操作界限同性能嘅電氣、光學同熱力參數。
2.1 絕對最大額定值
呢啲數值代表應力極限,超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。喺呢啲極限下或達到極限時操作並唔保證。所有額定值均喺環境溫度(Ta)為25°C時指定。
- 功耗(Pd):紅色:75 mW,藍色:108 mW。呢個係允許嘅最大熱功率損耗。超過呢個值會導致結溫上升同加速老化。
- 峰值正向電流(IFP):兩種顏色均為100 mA。呢個只允許喺脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)以防止過熱。
- 直流正向電流(IF):兩種顏色均為30 mA。呢個係建議用於可靠長期操作嘅最大連續電流。
- 操作溫度範圍:-40°C 至 +85°C。器件設計喺呢個環境溫度範圍內工作。
- 儲存溫度範圍:-40°C 至 +100°C。器件可以喺呢啲限制內無施加電源嘅情況下儲存。
2.2 電光特性
呢啲參數喺Ta=25°C、正向電流(IF)為20mA嘅標準測試條件下測量。
- 發光強度(IV):感知光輸出嘅關鍵指標。對於紅色LED,典型範圍係450-1080毫坎德拉(mcd)。對於藍色LED,範圍係280-680 mcd。特定單元嘅實際值取決於其分級等級。
- 視角(2θ1/2):通常為120度。呢個係發光強度下降到其軸向峰值一半時嘅全角。擴散透鏡產生寬廣、類似朗伯體嘅發射模式,適合廣角觀看。
- 峰值發射波長(λP):紅色:632 nm(典型),藍色:468 nm(典型)。呢個係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
- 主波長(λd):紅色:616-628 nm,藍色:465-475 nm。呢個係人眼感知到、最匹配LED顏色嘅單一波長。佢係從CIE色度座標推導出嚟嘅。
- 譜線半寬(Δλ):紅色:20 nm,藍色:25 nm(典型)。呢個表示光譜純度;數值越細,顏色越單色。
- 正向電壓(VF):紅色:1.7-2.5V,藍色:2.6-3.6V(於20mA下)。由於InGaN材料嘅帶隙較寬,藍色LED需要更高電壓。設計師從同一電壓軌驅動兩種顏色時必須考慮呢個差異。
- 反向電流(IR):喺反向電壓(VR)為5V時,最大10 µA。LED並非設計用於反向偏壓操作;呢個參數主要用於質量測試。
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-E682QETBWT採用發光強度分級系統。
3.1 發光強度分級
每種顏色有三個強度等級,每個等級內嘅公差為±11%。
- 紅色(AlInGaP)等級:
- R1:450 - 600 mcd
- R2:600 - 805 mcd
- R3:805 - 1080 mcd
- 藍色(InGaN)等級:
- B1:280 - 375 mcd
- B2:375 - 500 mcd
- B3:500 - 680 mcd
呢種分級允許設計師選擇符合其應用特定亮度要求嘅零件,確保產品中多個單元嘅視覺一致性。
4. 機械及封裝資料
4.1 封裝尺寸同引腳排列
器件符合標準SMD封裝尺寸。關鍵尺寸包括本體尺寸同引腳間距,呢啲對於PCB焊盤圖案設計至關重要。引腳分配如下:引腳1同2用於藍色LED,引腳3同4用於紅色LED。每種顏色嘅陰極同陽極內部連接到特定引腳;必須參考詳細封裝圖以確保正確方向。除非另有說明,所有尺寸公差通常為±0.2mm。
4.2 推薦PCB焊接焊盤
提供建議嘅焊盤圖案(銅焊盤佈局)用於紅外線或氣相回流焊接。遵循呢個建議有助於喺焊接過程中實現可靠嘅焊錫角、正確對齊同有效熱傳遞,從而最大限度地減少墓碑效應或錯位缺陷。
5. 組裝同處理指引
5.1 焊接製程
呢個元件兼容無鉛(Pb-free)紅外線回流焊接製程。提供符合J-STD-020B嘅建議溫度曲線。關鍵參數包括:
- 預熱:150-200°C,最多120秒,以逐漸加熱電路板並激活助焊劑。
- 峰值溫度:最高260°C。高於217°C(SnAgCu焊料嘅液相線溫度)嘅時間應受控制。
- 總焊接時間:喺峰值溫度下最多10秒,最多允許兩個回流週期。
5.2 清潔
如果需要焊後清潔,應只使用指定溶劑。將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。使用強烈或未指定嘅化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡同封裝,導致變色或開裂。
5.3 濕度敏感性同儲存
包裝為濕度敏感等級3(MSL3),LED密封喺帶有乾燥劑嘅防潮袋中。應儲存喺≤30°C同≤70%相對濕度(RH)嘅環境中。一旦打開原裝袋,喺≤30°C/60% RH嘅條件下,其"車間壽命"為168小時(7日),之後必須進行焊接。如果超過呢個時間窗口,則需要喺約60°C下烘烤至少48小時,以去除吸收嘅水分並防止回流期間發生"爆米花"現象(封裝開裂)。
6. 應用備註同設計考慮
6.1 驅動方法
LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻,特別係並聯多個LED時,每個LED或每個顏色通道應使用恆流源或通過限流電阻驅動。正向電壓(VF)有公差並且隨溫度變化;使用恆壓源驅動而無串聯電阻會導致電流過大同快速失效。
6.2 熱管理
雖然功耗相對較低,但適當嘅熱設計可以延長壽命並保持穩定嘅光輸出。PCB本身充當散熱器。確保有足夠嘅銅面積連接到散熱焊盤(如有)或LED嘅引腳有助於散熱。喺高環境溫度下以或接近最大直流電流操作會增加結溫,從而可能降低光輸出並加速長期光通量衰減。
6.3 光學設計
120度視角同擴散透鏡提供寬廣、柔和嘅光線發射,適合觀看角度唔嚴格軸向嘅面板指示器。對於需要更定向光線嘅應用,可能需要二次光學元件(例如導光管、透鏡)。如果混合光場景中嘅色彩平衡至關重要,紅藍芯片嘅唔同發光強度可能需要獨立嘅電流調整。
7. 可靠性同操作限制
呢款器件適用於通用電子產品。涉及極高可靠性要求嘅應用,例如航空、交通運輸、醫療生命支持或安全關鍵系統,需要事先諮詢同認證。必須嚴格遵守絕對最大額定值同組裝指引中定義嘅操作限制,以確保指定嘅性能同壽命。未能遵守,例如施加反向偏壓、超過電流限制或焊接不當,將使可靠性預期失效。
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。 |