目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心特點
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣及光學特性
- 3. 分級系統解釋
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
- 4.2 發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 光譜分佈
- 5. 機械及封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 引腳分配及極性
- 5.3 推薦 PCB 焊盤設計
- 6. 焊接及組裝指南
- 6.1 紅外回流焊接曲線
- 6.2 儲存條件
- 6.3 清潔
- 7. 包裝及訂購資料
- 7.1 載帶及捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較及差異
- 10. 常見問題 (FAQ)
- 10.1 我可唔可以同時用 30mA 驅動紅色 LED,用 20mA 驅動綠色/藍色 LED?
- 10.2 峰值波長同主波長有咩分別?
- 10.3 點樣解讀分級代碼 A7 或者 D12?
- 11. 實用設計案例分析
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
LTST-G683GEBW 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) LED。佢嘅微型尺寸令佢適合用於各種電子設備中空間有限嘅應用。呢款器件喺單一封裝內整合咗三個獨立嘅 LED 晶片:一個綠色 InGaN 晶片、一個紅色 AlInGaP 晶片同一個藍色 InGaN 晶片,每個都有獨立嘅電氣連接。呢種配置允許獨立控制每種顏色,實現狀態指示、符號照明同前面板背光功能。
1.1 核心特點
- 符合 RoHS 環保指令。
- 以 8mm 載帶包裝喺 7 吋直徑捲盤上,適用於自動化貼片組裝。
- 標準 EIA 封裝佔位確保與業界標準貼片設備兼容。
- 集成電路 (I.C.) 兼容嘅驅動特性。
- 設計可承受紅外線 (IR) 回流焊接製程。
- 預先處理至 JEDEC 濕度敏感等級 3 (MSL 3)。
1.2 目標應用
- 電訊設備(無線/手提電話)。
- 辦公室自動化設備同筆記簿型電腦。
- 網絡系統同家庭電器。
- 室內指示牌同狀態指示燈。
- 信號同符號照明裝置。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
所有額定值均喺環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。超過呢啲值可能會導致永久損壞。
- 功耗:80 mW (綠/藍),72 mW (紅)。
- 峰值正向電流 (1/10 佔空比,0.1ms 脈衝):100 mA (綠/藍),80 mA (紅)。
- 直流正向電流:20 mA (綠/藍),30 mA (紅)。
- 工作溫度範圍:-40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度範圍:-40°C 至 +100°C。
2.2 電氣及光學特性
喺 Ta=25°C 同正向電流 (IF) 20mA 下測量,除非另有說明。
- 發光強度 (Iv):
- 綠:最小 900 mcd,典型 2240 mcd (最大)。
- 紅:最小 355 mcd,典型 900 mcd (最大)。
- 藍:最小 180 mcd,典型 355 mcd (最大)。
- 光通量 (Φv):典型值為 3.5 lm (綠),2.1 lm (紅),0.9 lm (藍)。
- 視角 (2θ1/2):通常為 120 度。
- 峰值波長 (λP):典型值為 518 nm (綠),630 nm (紅),465 nm (藍)。
- 主波長 (λd):
- 綠:520-530 nm。
- 紅:617-629 nm。
- 藍:465-475 nm。
- 光譜半寬度 (Δλ):典型值為 35 nm (綠),20 nm (紅),25 nm (藍)。
- 正向電壓 (VF):
- 綠/藍:最小 2.8V,最大 3.8V。
- 紅:最小 1.8V,最大 2.4V。
- 反向電流 (IR):喺 VR=5V 時最大 10 μA。呢款器件唔係為反向偏壓操作而設計。
3. 分級系統解釋
產品根據發光強度同主波長進行分級,以確保生產中顏色同亮度嘅一致性。
3.1 發光強度分級
強度使用兩個字符代碼(例如 A1, B4, D12)進行分級。第一個字母 (A-D) 定義綠色強度範圍,而數字 (1-12) 定義相應嘅紅色同藍色強度範圍。每個分級嘅公差為 ±11%。
- 綠色強度組別:A (900-1120 mcd), B (1120-1400 mcd), C (1400-1800 mcd), D (1800-2240 mcd)。
- 紅/藍強度子組別:數字 1-12 對應紅色同藍色 LED 嘅特定最小同最大值,詳見交叉對照表。
3.2 主波長分級
波長使用代碼 E1 至 E4 進行分級,每個分級嘅公差為 ±1 nm。
- E1:綠 520-525 nm,紅 617-629 nm,藍 465-470 nm。
- E2:綠 520-525 nm,紅 617-629 nm,藍 470-475 nm。
- E3:綠 525-530 nm,紅 617-629 nm,藍 465-470 nm。
- E4:綠 525-530 nm,紅 617-629 nm,藍 470-475 nm。
4. 性能曲線分析
規格書包含典型特性曲線,對電路設計至關重要。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
呢條曲線顯示咗施加喺每個顏色晶片上嘅正向電壓同產生電流之間嘅非線性關係。設計師用呢個嚟選擇合適嘅限流電阻。相比綠色同藍色 LED (~3.2V),紅色 LED 通常有較低嘅正向電壓 (~2.0V)。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
4.3 光譜分佈
雖然無明確繪製圖表,但指定嘅峰值波長同光譜半寬度定義咗每種顏色嘅發射光譜。基於 InGaN 嘅綠色同藍色 LED 相比紅色 AlInGaP LED (~20 nm) 有更寬嘅光譜寬度 (~25-35 nm)。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝尺寸
呢款器件符合標準 SMD 佔位。關鍵尺寸(毫米)係:長度:3.2 mm,寬度:2.8 mm,高度:1.9 mm。公差通常為 ±0.2 mm。
5.2 引腳分配及極性
呢個 6 焊盤封裝有以下獨立陽極/陰極連接:
引腳 1 & 6:藍色 LED。
- 引腳 2 & 5:紅色 LED。
- 引腳 3 & 4:綠色 LED。
- 喺 PCB 佈局時必須注意正確極性。
提供焊盤圖案以確保可靠焊接。焊盤設計考慮咗回流焊接期間嘅散熱同適當焊錫角形成。
6. 焊接及組裝指南
6.1 紅外回流焊接曲線
建議使用符合 J-STD-020B 嘅無鉛焊接曲線。
預熱:
- 150-200°C,最多 120 秒。峰值溫度:
- 最高 260°C。液相線以上時間:
- 根據曲線圖。焊接限制:
- 最多兩個回流循環,每個峰值時間 10 秒。6.2 儲存條件
密封袋 (MSL 3):
- 儲存喺 ≤30°C 同 ≤70% RH。開袋後一年內使用。開袋後:
- 儲存喺 ≤30°C 同 ≤60% RH。喺 168 小時 (1 星期) 內完成紅外回流焊接。延長儲存 (已開封):
- 使用帶乾燥劑嘅密封容器。如果儲存 >168 小時,焊接前喺 60°C 烘烤 48+ 小時。6.3 清潔
如果需要清潔,使用酒精類溶劑,如異丙醇或乙醇。喺常溫下將 LED 浸泡少於一分鐘。避免使用未指定嘅化學清潔劑。
7. 包裝及訂購資料
7.1 載帶及捲盤規格
LED 以壓紋載帶供應。
載帶寬度:
- 8 mm。捲盤直徑:
- 7 吋。每捲數量:
- 2000 件。最小訂購量 (MOQ):
- 剩餘貨量 500 件。包裝符合 EIA-481-1-B 規格。
- 8. 應用建議
8.1 典型應用電路
每個顏色通道都需要一個串聯限流電阻。電阻值 (R) 可以用歐姆定律計算:R = (Vcc - VF) / IF,其中 Vcc 係電源電壓,VF 係 LED 嘅正向電壓,IF 係所需正向電流(例如 20mA)。由於唔同顏色嘅 VF 特性唔同,必須為每種顏色使用獨立電阻。
8.2 設計考慮因素
熱管理:
- 確保 PCB 佈局提供足夠嘅散熱,特別係喺驅動多個 LED 或高環境溫度時。靜電放電 (ESD) 保護:
- 雖然無明確標明為敏感,但建議喺組裝期間遵循半導體嘅標準 ESD 處理預防措施。光學設計:
- 擴散式透鏡提供寬視角 (120°)。對於定向光,可能需要二次光學元件。9. 技術比較及差異
LTST-G683GEBW 提供緊湊、集成嘅 RGB 解決方案。主要區別包括:
集成三色:
- 將三種獨立顏色結合喺一個 3.2x2.8mm 佔位內,相比三個獨立 LED 節省電路板空間。獨立控制:
- 獨立陽極/陰極允許獨立調光同混色,唔同於共陽極或共陰極 RGB LED。高亮度:
- 提供高發光強度分級,特別係綠色,適合需要高可見度嘅應用。製程兼容性:
- 完全兼容大批量、自動化 SMT 組裝同無鉛回流焊接製程。10. 常見問題 (FAQ)
10.1 我可唔可以同時用 30mA 驅動紅色 LED,用 20mA 驅動綠色/藍色 LED?
可以,絕對最大額定值指定紅色 LED 嘅直流正向電流為 30mA,綠色/藍色 LED 為 20mA。你必須設計你嘅驅動電路為每個通道提供呢啲特定電流。超過額定電流會縮短壽命並可能導致故障。
10.2 峰值波長同主波長有咩分別?
峰值波長 (λP) 係光輸出功率最大嘅波長。
主波長 (λd) 係從 CIE 色度圖得出,代表單色光嘅單一波長,對人眼睇起嚟會有相同顏色。λd 對應用中嘅顏色感知更相關。10.3 點樣解讀分級代碼 A7 或者 D12?分級代碼確保顏色同亮度匹配。例如,代碼 "A7" 表示綠色 LED 嘅強度喺分級 "A" (900-1120 mcd),而紅色同藍色 LED 嘅強度對應子組別 "7"(詳見交叉對照表中紅色同藍色嘅確切最小/最大值)。為確保生產批次一致性,請務必指定所需嘅分級代碼。11. 實用設計案例分析
場景:
為網絡設備設計一個多狀態指示燈。指示燈必須顯示電源 (綠)、活動 (閃爍藍) 同故障 (紅)。
實施:
使用 LTST-G683GEBW。通過限流電阻將每個顏色通道連接到微控制器嘅 GPIO 引腳。計算電阻:對於 5V 電源,R_綠/藍 ≈ (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω (使用 91Ω 標準)。R_紅 ≈ (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω。然後韌體可以獨立控制每個 LED 實現穩定、閃爍或混色狀態,全部喺一個細小嘅佔位內完成。12. 工作原理簡介發光二極管 (LED) 係當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢種現象稱為電致發光。喺 LTST-G683GEBW 中:綠色同藍色晶片使用氮化銦鎵 (InGaN) 半導體材料。InGaN 有源層嘅帶隙能量決定咗發射顏色(綠或藍)。
紅色晶片使用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 材料,專為高效率紅色同琥珀色發射而優化。
當正向偏壓時,電子同電洞喺有源區複合,以光子(光)形式釋放能量。擴散式環氧樹脂透鏡封裝晶片,提供機械保護,並塑造光輸出光束。
- 13. 技術趨勢SMD LED 市場持續向以下方向發展:更高效率:
- 增加每瓦流明 (lm/W),以相同電輸入提供更多光輸出,降低功耗同熱負荷。微型化:開發更細嘅封裝尺寸(例如 2.0x1.6mm, 1.6x0.8mm)用於超緊湊消費電子產品。
- 改進顯色性同一致性:
更嚴格嘅分級公差同新熒光粉技術,實現更精確穩定嘅色點,對顯示器背光同建築照明至關重要。
集成智能功能:
- 趨勢係 LED 內置驅動器、控制器或通訊接口(如 I2C)以簡化系統設計。像 LTST-G683GEBW 呢類器件代表咗成熟嘅主流技術,為通用指示應用提供可靠、具成本效益嘅多色解決方案。
- Miniaturization:Development of even smaller package sizes (e.g., 2.0x1.6mm, 1.6x0.8mm) for ultra-compact consumer electronics.
- Improved Color Rendering & Consistency:Tighter binning tolerances and new phosphor technologies for more precise and stable color points, critical for display backlighting and architectural lighting.
- Integrated Smart Features:Trend towards LEDs with built-in drivers, controllers, or communication interfaces (like I2C) to simplify system design.
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。 |