目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 特點
- 1.2 應用
- 2. 技術參數：深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 正向電壓 (Vf) 分級
- 3.2 發光強度 (Iv) 分級
- 3.3 顏色 (色度) 分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 空間分佈
- 5. 機械與封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 推薦PCB焊接焊盤
- 6. 焊接與組裝指引
- 6.1 紅外回流焊溫度曲線
- 6.2 清潔
- 6.3 儲存條件
- 7. 包裝與訂購資料
- 7.1 載帶與捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 注意事項與可靠性說明
- 10. 技術比較與定位
- 11. 常見問題 (基於技術參數)
- 12. 實用設計與使用案例
- 13. 工作原理簡介
- 14. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗 LTSA-S020ZWETA 呢款表面貼裝器件 (SMD) 發光二極管 (LED) 嘅規格。呢個元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝流程而設計，適合用喺各種電子設備領域中空間有限嘅應用。
1.1 特點
- 符合 RoHS (有害物質限制) 指令。
- 採用12毫米載帶包裝，捲盤直徑為7英寸，方便自動化處理。
- 預先處理至 JEDEC 濕度敏感等級 (MSL) 2a。
- 參考 AEC-Q101 Rev D 標準進行資格認證，呢個係離散半導體元件嘅標準。
- 標準 EIA (電子工業聯盟) 封裝外形。
- 兼容集成電路 (I.C.) 驅動電平。
- 兼容標準自動貼片設備。
- 適用於紅外線 (IR) 回流焊接製程。
1.2 應用
呢款 LED 適用於多種電子設備。規格書特別提到喺工程車輛配件功能中嘅應用。佢嘅一般特性令佢適合用喺消費電子產品、指示燈同背光照明，喺呢啲應用中需要帶有黃色調輸出嘅白光光源。
2. 技術參數：深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 功耗 (Pd)：100 mW。呢個係封裝可以作為熱量散發嘅最大功率。
- 峰值正向電流 (IF(PEAK))：50 mA。呢個係最大瞬時電流，通常喺脈衝條件下指定 (1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度) 以管理熱應力。
- 直流正向電流 (IF)：30 mA。呢個係可靠操作嘅最大連續正向電流。
- 工作溫度範圍 (Topr)：-40°C 至 +100°C。器件設計用於運作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度範圍 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。非操作狀態下嘅儲存溫度範圍。
2.2 電氣與光學特性
呢啲參數喺標準環境溫度 25°C 下測量，定義咗器件嘅典型性能。
- 發光強度 (IV)：180 - 450 mcd (毫坎德拉)，測試電流 (IF) 為 2 mA。呢個測量特定方向上嘅感知亮度。寬範圍表示使用咗分級系統 (見第3節)。
- 視角 (2θ1/2)：120 度 (典型值)。呢個係發光強度下降到其軸向 (中心軸) 值一半時嘅全角，表示寬廣嘅視角模式。
- 色度座標 (x, y)：x=0.3197, y=0.3131，喺 IF=2 mA 時。呢啲 CIE 1931 座標定義咗色度圖上白光嘅色點。
- 正向電壓 (VF)：2.25 - 2.95 V，喺 IF=2 mA 時。LED 導通電流時嘅壓降。呢度亦應用咗分級系統。
- 反向電壓 (VZ)：6 - 8 V，喺 IZ=10 mA 時。呢個係齊納或擊穿電壓。重要：器件唔係為反向操作而設計；呢個參數僅用於 IR 測試目的。
- 反向電流 (IR)：10 μA (最大值)，喺 VR=5V 時。施加反向偏壓時嘅小漏電流。
- ESD 耐受電壓：2000 V (人體模型)。呢個表示中等水平嘅靜電放電保護。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性，LED 會根據關鍵參數進行分類 (分級)。LTSA-S020ZWETA 使用三碼系統：Vf / Iv / 顏色 (例如：E3 / S2 / LL)。
3.1 正向電壓 (Vf) 分級
LED 根據其喺 2 mA 時嘅正向電壓分為不同等級 (E1 至 E7)。每個等級嘅範圍為 0.1V，每個等級嘅總公差為 ±0.1V。例如，等級 E3 涵蓋 Vf 從 2.45V 到 2.55V。
3.2 發光強度 (Iv) 分級
LED 根據其喺 2 mA 時嘅亮度分為不同等級 (S1, S2, T1, T2)。呢啲等級代表遞增嘅強度水平，其中 T2 等級提供最高輸出 (355-450 mcd)。每個等級嘅公差為 ±11%。
3.3 顏色 (色度) 分級
呢個係最複雜嘅分級參數。LED 根據其喺 2 mA 時測量嘅 CIE (x, y) 色度座標進行分類。規格書提供詳細表格，包含由色度圖上四邊形區域定義嘅等級代碼 (例如：JL, JK, KL, LL, LK, ML, MK, NL, NK, OL, OK, PL, PK)。每個區域由四個 (x, y) 座標點指定。等級內色調 (x, y) 嘅公差為 ±0.01。通常會包含色度圖圖形以視覺化呢啲等級。
4. 性能曲線分析
規格書包含典型特性曲線，以幫助理解設計。
4.1 空間分佈
極座標圖 (圖 2) 說明咗 LED 嘅空間輻射模式。120度視角由呢條曲線確認，顯示光強度如何隨住偏離中心軸嘅角度而變化。呢個對於需要特定照明模式嘅應用至關重要。
5. 機械與封裝資料
5.1 封裝尺寸
LED 符合標準 SMD 封裝外形。關鍵尺寸包括本體尺寸、引腳間距同整體高度。所有尺寸均以毫米為單位提供，典型公差為 ±0.2 mm，除非另有說明。透鏡顏色為黃色，而光源芯片材料係 InGaN，產生白光。
5.2 推薦PCB焊接焊盤
提供焊盤圖，顯示PCB上推薦嘅銅焊盤佈局，以確保可靠焊接。呢個包括焊盤尺寸、形狀同間距，以確保回流焊期間形成正確嘅焊點同良好嘅機械附著力。
6. 焊接與組裝指引
6.1 紅外回流焊溫度曲線
提供建議嘅紅外回流焊溫度曲線，適用於無鉛焊接製程，符合 J-STD-020 標準。呢個曲線定義咗回流焊爐嘅關鍵參數：預熱溫度同時間、升溫速率、峰值溫度、液相線以上時間 (TAL) 同冷卻速率。遵守呢個曲線對於防止 LED 封裝受到熱損壞至關重要。
6.2 清潔
如果焊接後需要清潔，應只使用指定嘅化學品。規格書建議喺常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞 LED 封裝材料。
6.3 儲存條件
- 密封包裝：儲存於 ≤30°C 同 ≤70% 相對濕度 (RH)。產品喺原裝防潮袋連乾燥劑儲存時，保質期為一年。
- 已開封包裝：對於從原包裝取出嘅元件，儲存環境不應超過 30°C 同 60% RH。強烈建議呢啲 "車間壽命" 元件喺暴露後 168 小時 (7 日) 內進行紅外回流焊接，以避免回流焊期間因濕氣引起損壞 ("爆米花效應")。
7. 包裝與訂購資料
7.1 載帶與捲盤規格
LED 以行業標準嘅凸版載帶供應。
- 載帶寬度：12 毫米。
- 捲盤直徑：7 英寸。
- 每捲數量：2000 件。
- 最小包裝數量：剩餘數量為 500 件。
- 包裝符合 EIA-481-1-B 規格。載帶用覆蓋帶密封，最多允許連續缺少兩個元件。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款 LED 適合用於消費同工業電子產品中嘅一般指示燈、狀態顯示同背光照明。規格書特別提到喺工程車輛配件中嘅應用，表明用於儀表板指示燈、控制面板背光或外部配件照明，喺呢啲應用中需要黃色調白光以滿足美觀或特定功能要求。
8.2 設計考慮因素
- 限流：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動電路。唔好直接連接到電壓源。最大連續直流電流為 30 mA。
- 熱管理：雖然功耗較低 (最大100mW)，但確保足夠嘅 PCB 銅面積或散熱過孔可以幫助維持較低嘅結溫，從而延長壽命同穩定光輸出。
- ESD 預防措施：雖然額定值為 2kV HBM，但組裝期間應遵守標準 ESD 處理預防措施。
- 光學設計：120度視角提供寬廣嘅散射。對於聚焦光線，需要二次光學元件 (透鏡、導光板)。
9. 注意事項與可靠性說明
所述 LED 適用於普通電子設備。對於需要極高可靠性、故障可能危及生命或健康嘅應用 (例如：航空、醫療設備、運輸安全系統)，必須進行超出呢份標準規格書嘅具體諮詢同資格認證。器件唔係為應用電路中嘅反向電壓操作而設計。
10. 技術比較與定位
呢款 LED 定位為通用、具成本效益嘅 SMD 元件。關鍵區別包括其特定嘅白光黃色透鏡顏色組合、參考 AEC-Q101 進行資格認證 (常見於汽車領域)、以及預處理至 MSL 2a 以提高焊接期間嘅防潮性。與超高亮度或窄角 LED 相比，佢提供咗足夠亮度、極寬視角同標準可靠性功能嘅平衡組合，適合大批量商業應用。
11. 常見問題 (基於技術參數)
問：透鏡顏色同光源顏色有咩區別？
答：光源顏色 (白光，來自 InGaN 芯片) 係內部產生嘅光。黃色透鏡充當濾光片/封裝材料，為最終發射光添加色調，產生暖白光或黃白色外觀。
問：我點樣為我嘅應用選擇正確嘅等級？
答：對於顏色一致性至關重要嘅應用 (例如：多 LED 陣列)，指定嚴格嘅顏色等級 (例如：LL) 同可能嚴格嘅 Vf 等級。對於絕對亮度係關鍵嘅單一指示燈，指定更高嘅 Iv 等級 (T1 或 T2)。你嘅分銷商可以提供庫存中可用嘅等級。
問：我可以連續以 30mA 驅動呢款 LED 嗎？
答：可以，30mA 係最大額定連續直流電流。然而，為咗最佳壽命同考慮環境溫度上升，通常建議以較低電流 (例如：20mA) 驅動，對於許多應用仍然提供足夠亮度。
問：點解開袋後嘅儲存條件咁嚴格 (168 小時)？
答：SMD 封裝會從空氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中，呢啲困住嘅濕氣會迅速蒸發，導致內部分層或破裂 ("爆米花效應")。168 小時嘅車間壽命係 MSL 2a 等級元件喺必須重新烘烤以去除濕氣之前嘅最大安全暴露時間。
12. 實用設計與使用案例
場景：為工業控制器設計狀態指示燈面板。面板需要多個 LED 來顯示電源、故障同待機狀態。設計師選擇 LTSA-S020ZWETA，因為佢嘅寬視角確保從控制室各個角度都可見。為確保所有指示燈亮度同顏色均勻，設計師喺物料清單 (BOM) 中指定單一發光強度等級 (例如：T2) 同單一顏色等級 (例如：LL)。為每個 LED 選擇 20mA 恆定電流，使用從典型 Vf (來自選定嘅 Vf 等級，例如 E3 嘅 2.5V) 同電源電壓計算出嘅簡單電阻。PCB 佈局遵循推薦嘅焊盤圖，組裝廠使用提供嘅無鉛紅外回流焊溫度曲線。元件喺開袋後 168 小時車間壽命內使用。
13. 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。呢個現象稱為電致發光。喺 LTSA-S020ZWETA 中，有源區由氮化銦鎵 (InGaN) 材料製成，經過設計以發射藍色/紫外光譜嘅光子。封裝內嘅熒光粉層吸收一部分呢啲初級光並將其重新發射為黃光。剩餘藍光同轉換後黃光嘅組合產生白光嘅感知。外部黃色環氧樹脂透鏡進一步改變色溫，並提供環境保護同光束嘅機械整形。
14. 技術趨勢
光電行業繼續喺幾個與呢類元件相關嘅關鍵領域取得進展：提高發光效率 (每瓦電輸入產生更多光輸出)、改善白光 LED 嘅顯色指數 (CRI)、以及喺惡劣環境條件 (更高溫度、濕度) 下嘅更高可靠性。封裝趨勢包括小型化、改進嘅熱管理基板同更精確嘅光學控制集成到封裝中。此外，為咗滿足汽車同工業市場嘅需求，喺測試、分級同可靠性資格認證 (如 AEC-Q101) 方面有強勁嘅推動力，以實現更高水平嘅標準化。
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。 |