目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性
- 2.3 熱考慮因素
- 3. 分檔系統解釋
- 3.1 正向電壓(VF)分檔
- 3.2 發光強度(IV)分檔
- 3.3 色調(色度)分檔
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 推薦PCB焊接焊盤同極性
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 IR回流焊接參數
- 6.2 儲存同處理
- 6.3 清潔
- 7. 包裝同訂購信息
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 8. 應用備註同設計考慮
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 設計中嘅熱管理
- 8.3 應用限制
- 9. 技術比較同定位
- 10. 常見問題(FAQ)
- 11. 設計同使用案例研究
- 12. 工作原理
1. 產品概覽
LTW-C283DS5 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燈。佢嘅微型外形令佢好適合用喺各種電子設備中空間有限嘅應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED採用超薄0.2毫米嘅InGaN(氮化銦鎵)白光晶片,提供高亮度。佢符合RoHS(有害物質限制)指令。器件以8毫米寬嘅載帶包裝,捲喺直徑7吋嘅捲盤上,符合EIA(電子工業聯盟)標準,確保同高速自動貼片設備兼容。其設計亦兼容紅外線(IR)回流焊接製程,呢個係現代PCB組裝線嘅標準。
主要目標市場包括電訊設備、辦公室自動化設備、家用電器同工業設備。具體應用涵蓋鍵盤同按鍵嘅背光、狀態指示燈、微型顯示器,以及各種信號同標誌照明應用。
2. 深入技術參數分析
以下部分詳細拆解LTW-C283DS5 LED嘅電氣、光學同熱規格。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅極限。佢哋係喺環境溫度(Ta)為25°C下指定嘅。
- 功耗(Pd):36 mW。呢個係LED可以以熱量形式散發嘅最大功率。
- 峰值正向電流(IF(PEAK)):50 mA。呢個係最大允許嘅脈衝電流,通常喺1/10佔空比同0.1ms脈衝寬度嘅條件下指定。唔應該用於連續操作。
- 直流正向電流(IF):10 mA。呢個係建議用於可靠長期運作嘅最大連續正向電流。
- 工作溫度範圍:-20°C 至 +80°C。保證器件喺呢個環境溫度範圍內正常運作。
- 儲存溫度範圍:-40°C 至 +85°C。LED可以喺呢啲範圍內儲存而唔受損壞。
- 紅外線焊接條件:260°C 持續10秒。呢個定義咗封裝喺回流焊接期間可以承受嘅峰值溫度同時間曲線。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺Ta=25°C同正向電流(IF)為5mA下測量嘅典型性能參數,除非另有說明。
- 發光強度(IV):範圍由最低112.0 mcd到最高280.0 mcd。實際數值會根據第4節所述進行分檔(分類)。測量係使用近似CIE明視覺響應曲線嘅傳感器同濾光片進行。
- 視角(2θ1/2):130度。呢個係發光強度為0度(軸上)測得嘅峰值強度一半時嘅全角。
- 色度座標(x, y):喺CIE 1931色度圖上,典型值為x=0.304,y=0.301。呢啲座標定義咗發光嘅白點,同樣受分檔系統約束。
- 正向電壓(VF):喺IF=5mA時,範圍由2.5V到3.2V。具體數值會分檔。
- 反向電流(IR):當施加5V反向電壓(VR)時,最大值為10 µA。必須注意,呢個參數僅用於紅外線(IR)測試目的;LED並非設計用於反向偏壓下操作。
2.3 熱考慮因素
36 mW嘅功耗額定值同指定嘅工作溫度範圍係關鍵嘅熱參數。超過最高結溫(受環境溫度同正向電流影響)會導致發光輸出降低、加速老化,最終導致失效。適當嘅PCB熱設計,包括足夠嘅銅焊盤面積用於散熱,對於保持性能同可靠性至關重要,特別係喺接近最大額定電流下運作時。
3. 分檔系統解釋
為確保批量生產嘅一致性,LED會根據關鍵參數分入唔同嘅檔位。咁樣可以讓設計師選擇符合其應用特定要求嘅部件。
3.1 正向電壓(VF)分檔
正向電壓分為七個檔位(V1至V7),每個檔位有0.1V嘅範圍,從2.5V-2.6V(V1)到3.1V-3.2V(V7)。每個檔位有±0.1V嘅容差。呢個對於設計驅動電路同確保由恆壓源供電嘅陣列亮度均勻好重要。
3.2 發光強度(IV)分檔
發光輸出分為兩個主要檔位:
- R檔:112.0 mcd 至 180.0 mcd
- S檔:180.0 mcd 至 280.0 mcd
3.3 色調(色度)分檔
白光嘅顏色由佢喺CIE 1931圖上嘅色度座標(x, y)定義。LTW-C283DS5使用六個色調檔位(S1至S6),每個代表色度圖上一個特定嘅四邊形區域。呢種分檔確保咗組裝中多個LED嘅顏色一致性。每個檔位內嘅(x, y)座標有±0.01嘅容差。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用咗特定嘅圖形曲線(例如,典型正向電流 vs. 正向電壓、相對發光強度 vs. 正向電流、相對發光強度 vs. 環境溫度),但佢哋嘅趨勢可以分析性地描述。
LED嘅正向電壓(VF)具有負溫度係數;佢會隨住結溫升高而降低。相反,發光強度通常會隨住結溫升高而下降。對於呢款產品中嘅InGaN白光晶片,如果超過最高工作溫度,光輸出可能會顯著下降。視角特性顯示出朗伯或近朗伯分佈,強度喺0度時最高,並向130度錐形邊緣遞減。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸
LTW-C283DS5採用標準2835封裝外形。關鍵尺寸約為長度2.8毫米,寬度3.5毫米,高度包括超薄0.2毫米晶片。所有尺寸公差為±0.1毫米,除非另有規定。透鏡顏色為黃色,而光源係InGaN白光晶片。
5.2 推薦PCB焊接焊盤同極性
提供咗推薦嘅PCB焊盤圖案(封裝外形),以確保正確焊接同機械穩定性。LED有陽極同陰極端子。規格書包含標示陰極標記嘅圖示,呢個對於組裝時正確定位至關重要,以確保器件喺施加正向偏壓時會發光。
6. 焊接同組裝指引
6.1 IR回流焊接參數
對於無鉛焊接製程,推薦使用特定嘅回流曲線:
- 預熱溫度:150°C 至 200°C。
- 預熱時間:最多120秒。
- 峰值溫度:最高260°C。
- 峰值溫度時間:最多10秒。LED不應承受超過兩次回流循環。
6.2 儲存同處理
靜電放電(ESD)預防措施:器件對ESD敏感。處理時應使用防靜電手帶同手套,所有設備應妥善接地。
濕度敏感性:LED包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮袋中。密封時,應儲存喺≤30°C同≤90%相對濕度(RH)下,並喺一年內使用。一旦打開包裝袋,元件嘅濕度敏感等級(MSL)為3級。應儲存喺≤30°C同≤60% RH下,並應喺一星期內進行IR回流焊接。如果喺原包裝袋外儲存更長時間,焊接前需要喺60°C下烘烤至少20小時,以防止回流期間因蒸汽壓力造成"爆米花"損壞。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定嘅溶劑。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。未指定嘅化學品可能會損壞封裝材料。
7. 包裝同訂購信息
7.1 載帶同捲盤規格
LED以8毫米寬嘅壓紋載帶供應。載帶捲喺標準7吋(178毫米)直徑嘅捲盤上。每捲包含5000件。對於少於一整捲嘅數量,剩餘批次嘅最小包裝數量為500件。包裝符合ANSI/EIA-481規範。
8. 應用備註同設計考慮
8.1 典型應用電路
LED通常由恆流源驅動以獲得最佳穩定性同壽命。可以喺恆壓電源中使用簡單嘅串聯電阻,其中電阻值 R = (V電源- VF) / IF。選擇嘅IF不得超過最大直流正向電流10mA。對於並聯陣列,強烈建議為每個LED使用獨立嘅限流電阻,以補償VF分檔差異並防止電流不均。
8.2 設計中嘅熱管理
為保持光輸出同壽命,有效散熱至關重要。設計師應使用推薦嘅PCB焊盤佈局,通常包括連接到較大銅平面嘅散熱連接。避免喺絕對最大電流同溫度額定值下運作可以提供可靠性餘量。
8.3 應用限制
規格書指明,呢啲LED適用於普通電子設備。對於需要極高可靠性,或失效可能危及安全嘅應用(例如,航空、醫療生命支持、交通控制),使用前需要諮詢製造商。
9. 技術比較同定位
LTW-C283DS5有幾個關鍵區別點:其超薄0.2毫米晶片相比某些標準LED實現更低嘅外形設計。使用InGaN白光晶片通常比舊技術(如使用不同基板嘅熒光粉轉換藍光LED)提供更高效率同更好嘅顯色性。130度寬視角使其適合需要廣泛照明而非聚焦光束嘅應用。其完全兼容自動化SMT組裝同標準IR回流製程,與現代、具成本效益嘅製造流程保持一致。
10. 常見問題(FAQ)
Q1: R檔同S檔發光強度有咩分別?
A1: R檔涵蓋112-180 mcd嘅範圍,而S檔喺5mA下涵蓋180-280 mcd。選擇S檔保證更高嘅最低亮度。
Q2: 我可以用3.3V電源驅動呢款LED嗎?
A2: 有可能,但取決於正向電壓(VF)檔位。對於V6(3.0-3.1V)同V7(3.1-3.2V)檔位,3.3V電源可能無法為串聯限流電阻提供足夠嘅電壓餘量,特別係考慮到容差時。專用嘅恆流LED驅動器或更高嘅電源電壓通常更可靠。
Q3: 點解反向電流額定值只係用於IR測試?
A3: 呢個規格用於製造測試。LED嘅半導體結並非設計用於阻擋顯著嘅反向電壓。喺應用電路中,如果可能出現反向電壓事件,應使用保護措施,例如並聯二極管。
Q4: 打開防潮袋後嘅1星期車間壽命有幾關鍵?
A4: 對於MSL 3級元件,超過呢個時間而未喺回流前進行烘烤,會顯著增加高溫焊接過程中因蒸汽壓力(爆米花)導致內部封裝損壞嘅風險,呢啲損壞可能導致即時或潛在失效。
11. 設計同使用案例研究
場景:薄膜鍵盤背光。一位設計師需要均勻照亮面板上嘅12個按鍵。佢計劃每個按鍵使用一個LTW-C283DS5 LED,放置喺導光板下方。佢選擇S檔LED以獲得一致嘅高亮度,並選擇單一色調檔位(例如S3)以確保所有按鍵嘅白色均勻。LED並聯由5V電源軌驅動,每個都有自己嘅150Ω串聯電阻(導致IF≈ (5V - 2.9V)/150Ω ≈ 14mA,高於建議嘅10mA最大值——突顯設計錯誤)。更好嘅設計係使用220Ω電阻獲得約9.5mA,或實施恆流驅動器陣列。PCB佈局遵循推薦嘅焊盤圖案,並有連接到地平面嘅散熱連接。組裝好嘅電路板使用指定曲線通過無鉛回流爐,鍵盤提供均勻、明亮嘅背光。
12. 工作原理
LTW-C283DS5基於InGaN(氮化銦鎵)半導體晶片。當施加超過二極管閾值嘅正向電壓時,電子同空穴喺半導體嘅有源區複合,以光子形式釋放能量——呢個過程稱為電致發光。InGaN合金嘅特定成分使其能夠發射藍光/紫外光譜嘅光。為產生白光,呢種主要發射通常使用熒光粉塗層(可能包含喺黃色透鏡內)進行轉換,熒光粉吸收部分藍光並重新發射為黃光。剩餘藍光同熒光粉產生嘅黃光組合被人眼感知為白色。
13. 技術趨勢
固態照明行業持續發展,有幾個明顯趨勢。不斷追求更高嘅發光效率(每瓦更多流明),以提高能源效率。顯色指數(CRI)變得越來越重要,特別係喺顯示同建築照明中,推動能產生更自然白光嘅熒光粉系統。微型化對於便攜同密集電子產品仍然係關鍵,支持使用像呢款產品中嘅超薄晶片。此外,集成係一個趨勢,LED封裝將驅動器、傳感器或多色晶片整合到單一模組中。最後,喺更高工作電流同溫度下嘅可靠性同壽命係持續研究同開發嘅領域。
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。 |