目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心特點
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣及光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電流 vs. 順向電壓(I-V曲線)
- 4.2 發光強度 vs. 順向電流
- 4.3 溫度依賴性
- 5. 機械及封裝資料
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 儲存條件
- 6.2 迴流焊接溫度曲線
- 6.3 清潔
- 7. 包裝及訂購資料
- 7.1 包裝規格
- 7.2 零件編號
- 8. 應用設計考慮
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 熱管理
- 9. 技術比較及差異
- 10. 常見問題(FAQ)
- 10.1 黑色外殼有咩用途?
- 10.2 我可唔可以用20mA而唔係10mA驅動呢個LED?
- 10.3 點解包裝袋打開超過168小時就需要烘烤?
- 11. 實用設計範例
- 12. 工作原理
1. 產品概覽
LTLM11KF1H310U 係一款專為表面貼裝技術(SMT)組裝流程而設計嘅電路板指示燈(CBI)。佢由一個黑色塑膠直角外殼(支架)同發光二極管整合而成。呢個元件專為需要喺印刷電路板(PCB)上提供清晰狀態指示嘅應用而設計。
1.1 核心特點
- SMT兼容性:專為自動化貼片同迴流焊接流程而設計。
- 增強對比度:黑色外殼物料提高咗發光指示燈同PCB背景之間嘅視覺對比度。
- 高效率:提供低功耗同高發光效率。
- 呢款係符合RoHS(有害物質限制)指令嘅無鉛產品。光學設計:
- 採用發射琥珀光嘅AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體晶片,配合白色擴散透鏡,實現均勻、寬廣嘅視角。可靠性:
- 元件經過加速至JEDEC(聯合電子設備工程委員會)濕度敏感等級3嘅預處理,確保焊接時能抵禦濕氣引致嘅損壞。1.2 目標應用
呢款指示燈LED適用於廣泛嘅電子設備,包括:
電腦周邊設備同主機板
- 通訊設備同網絡設備
- 消費電子產品
- 工業控制系統同儀器
- 2. 技術參數分析
除非另有說明,所有規格均定義喺環境溫度(TA)為25°C嘅條件下。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致元件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作並唔保證。
功耗(Pd):
- 最大值72 mW。峰值順向電流(IFP):
- 最大值80 mA。呢個額定值適用於佔空比 ≤ 1/10 同脈衝寬度 ≤ 0.1 ms 嘅脈衝條件。連續順向電流(IF):
- 直流最大值30 mA。工作溫度範圍:
- -40°C 至 +85°C。儲存溫度範圍:
- -40°C 至 +100°C。焊接溫度:
- 迴流焊接期間可承受260°C最長5秒。2.2 電氣及光學特性
呢啲係標準測試條件下嘅典型性能參數。
發光強度(Iv):
- 順向電流(IF)為10 mA時,8.7 mcd(最小值),30 mcd(典型值),50 mcd(最大值)。Iv分級代碼標示喺每個包裝袋上,用於分級目的。視角(2θ1/2):
- 40度。呢個係發光強度下降到峰值軸向值一半時嘅全角。峰值發射波長(λP):
- 典型值608 nm。呢個係光譜功率分佈達到最大值嘅波長。主波長(λd):
- IF=10 mA時,598 nm(最小值),605 nm(典型值),612 nm(最大值)。呢個係人眼感知到、定義顏色(琥珀色)嘅單一波長。譜線半寬度(Δλ):
- 典型值18 nm。呢個表示發射光嘅光譜純度或頻寬。順向電壓(VF):
- IF = 10 mA時,1.8 V(最小值),2.0 V(典型值),2.6 V(最大值)。反向電流(IR):
- 反向電壓(VR)為5V時,最大值10 μA。重要注意:呢個元件唔係為反向偏壓操作而設計;呢個測試條件僅用於特性描述。3. 分級系統說明
產品採用分級系統以確保顏色同性能一致性。
3.1 發光強度分級
發光強度(Iv)分為唔同等級,特定等級代碼印喺產品包裝袋上。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇亮度一致嘅LED,對於需要外觀均勻嘅多指示燈面板至關重要。
3.2 波長分級
主波長(λd)指定為598 nm至612 nm嘅範圍。雖然呢份規格書冇明確詳細列出獨立分級,但最小/典型/最大值表明咗生產批次之間色點(色調)嘅受控變化。對於顏色要求嚴格嘅應用,建議諮詢製造商以獲取特定分級嘅供應情況。
4. 性能曲線分析
典型性能曲線(規格書中引用)說明咗關鍵參數之間嘅關係。雖然具體圖表冇喺度複製,但會分析佢哋嘅含義。
4.1 順向電流 vs. 順向電壓(I-V曲線)
AlInGaP LED嘅I-V曲線通常顯示指數關係。指定嘅順向電壓(VF)喺10mA時典型值為2.0V,係計算驅動電路中串聯限流電阻值嘅關鍵設計參數。
4.2 發光強度 vs. 順向電流
喺正常工作範圍內(直至額定連續電流),發光強度通常隨順向電流線性增加。喺10mA以上操作會產生更高亮度,但亦會增加功耗同接面溫度,可能影響壽命同顏色偏移。
4.3 溫度依賴性
LED性能對溫度敏感。AlInGaP LED嘅發光強度通常隨接面溫度升高而降低。指定嘅工作溫度範圍-40°C至+85°C定義咗保證公佈規格嘅環境條件。
5. 機械及封裝資料
5.1 外形尺寸
元件採用直角(90度)安裝配置,允許光線平行於PCB表面發射。呢個設計非常適合側面發光面板或從機箱側面觀看嘅狀態指示燈。外殼物料指定為黑色塑膠。除非詳細機械圖紙另有註明,關鍵尺寸公差為±0.25mm。
5.2 極性識別
作為表面貼裝元件,極性由帶盤包裝上元件焊盤嘅物理設計以及PCB上相應嘅焊盤佈局來指示。設計師必須嚴格遵守推薦嘅焊盤圖案,以確保自動組裝期間方向正確,並防止反向偏壓。
6. 焊接及組裝指引
6.1 儲存條件
密封包裝:
- 儲存於≤30°C同≤70%相對濕度(RH)。喺帶乾燥劑嘅密封防潮袋(MBB)中,保存期限為一年。已開封包裝:
- 如果MBB被打開,儲存環境不得超過30°C同60% RH。元件應喺暴露後168小時(7日)內進行紅外線迴流焊接。如果儲存超過168小時,強烈建議喺SMT組裝前進行60°C、48小時嘅烘烤,以去除吸收嘅濕氣,防止迴流期間發生"爆米花"損壞。6.2 迴流焊接溫度曲線
建議使用符合JEDEC標準嘅迴流溫度曲線,以確保可靠嘅焊點而不損壞LED。溫度曲線嘅關鍵參數包括:
預熱/保溫:
- 150°C至200°C,最長100秒。液相線以上時間(T
- =217°C):L60至150秒。峰值溫度(T
- ):P最大值260°C。喺指定分級溫度5°C內嘅時間(T
- =255°C):C最長30秒。從25°C到峰值嘅總時間:
- 最長5分鐘。注意:
超過峰值溫度或高溫時間可能導致塑膠透鏡變形或LED晶片災難性故障。6.3 清潔
如果焊後清潔係必要嘅,只應使用酒精類溶劑,例如異丙醇(IPA)。強烈或侵蝕性嘅化學清潔劑可能會損壞塑膠外殼或透鏡。
7. 包裝及訂購資料
7.1 包裝規格
載帶:
- 元件以13英寸捲盤供應。載帶由黑色導電聚苯乙烯合金製成,厚度0.40mm ±0.06mm。每捲數量:
- 1,400件。內盒:
- 包含3捲(總共4,200件),每捲密封喺帶有乾燥劑同濕度指示卡嘅防潮袋(MBB)中。外箱:
- 包含10個內盒(總共42,000件)。7.2 零件編號
基本零件編號係
LTLM11KF1H310U。呢個字母數字代碼唯一識別產品嘅特定屬性,包括封裝類型、顏色、亮度等級以及其他製造代碼。8. 應用設計考慮
8.1 驅動電路設計
LED係電流驅動器件。為確保穩定同一致嘅光輸出,必須由電流源或更常見嘅、帶串聯限流電阻嘅電壓源驅動。
推薦電路:
一個簡單有效嘅驅動方法係將LED同一個電阻串聯到直流電源(V)。電阻值(RCC)可以用歐姆定律計算:RS= (VS- VCC) / IF,其中VF係LED嘅順向電壓(設計裕度建議使用2.0V典型值),IF係所需順向電流(例如10mA)。F並聯連接嘅關鍵注意事項:
當從單一電壓源驅動多個LED時,強烈建議為每個LED使用獨立嘅限流電阻。唔建議將LED直接並聯而唔使用獨立電阻,因為器件之間順向電壓(V)存在自然差異。呢種差異可能導致嚴重嘅電流不平衡,其中一個LED可能比其他LED消耗更多電流,導致亮度不均勻,以及順向電壓最低嘅LED可能過度應力同故障。F8.2 熱管理F.
雖然功耗相對較低(最大值72mW),但適當嘅熱設計可以延長LED壽命並保持顏色穩定性。確保PCB有足夠嘅銅面積連接到LED嘅散熱焊盤(如有)或一般板面積作為散熱器,特別係喺較高電流或較高環境溫度下操作時。
9. 技術比較及差異
呢款SMT CBI LED通過幾個關鍵屬性與眾不同:
直角外形:
- 同垂直於板面發光嘅頂視LED唔同,呢款直角設計最適合側面發光應用,節省機箱內嘅垂直空間。AlInGaP技術:
- 使用AlInGaP產生琥珀光,相比舊技術(如濾光GaP)提供更高效率同出色嘅色彩飽和度。白色擴散透鏡:
- 擴散透鏡提供寬廣、均勻嘅視角(40°),並柔和咗明亮晶片嘅外觀,營造出悅目嘅指示燈光。JEDEC MSL3等級:
- 預處理至濕度敏感等級3,確保喺標準SMT組裝環境中嘅可靠性。10. 常見問題(FAQ)
10.1 黑色外殼有咩用途?
黑色外殼有兩個主要功能:1) 增加發光LED同周圍區域之間嘅視覺對比度,令指示燈更易被注意到。2) 有助防止高密度PCB上相鄰指示燈之間嘅漏光或"串擾"。
10.2 我可唔可以用20mA而唔係10mA驅動呢個LED?
可以,絕對最大連續順向電流額定值係30 mA。喺20 mA下操作會產生比10mA測試條件更高嘅發光強度。然而,你必須相應地重新計算串聯電阻值,確保總功耗(V
* IF)唔超過72mW,並考慮因接面溫度升高而對長期可靠性嘅潛在影響。F10.3 點解包裝袋打開超過168小時就需要烘烤?
表面貼裝塑膠封裝會從大氣中吸收濕氣。喺高溫迴流焊接過程中,呢啲被困住嘅濕氣會迅速蒸發,產生內部壓力,可能導致封裝分層、晶片破裂或損壞焊線——呢種現象稱為"爆米花"。喺元件進行迴流之前,以60°C烘烤48小時可以安全地驅除呢啲吸收嘅濕氣。
11. 實用設計範例
場景:
為一個由5V電源軌供電嘅設備設計電源"開"指示燈。目標係以LED嘅典型電流10mA操作。選擇元件:
- 選擇LTLM11KF1H310U,因為佢係直角琥珀光。計算串聯電阻:
- = (V RS- VCC) / IF= (5V - 2.0V) / 0.010A = 300 歐姆。最接近嘅標準E24電阻值係300Ω或330Ω。使用330Ω會導致電流略低:IF≈ (5V - 2.0V) / 330Ω ≈ 9.1mA,呢個係安全且符合規格嘅。F檢查功耗:
- 喺電阻中:P= IR* R = (0.0091)F2* 330 ≈ 0.027W(標準1/8W或1/10W電阻已足夠)。喺LED中:P2= VLED* IF≈ 2.0V * 0.0091A ≈ 18.2mW,遠低於72mW最大值。FPCB佈局:
- 根據推薦嘅焊盤圖案放置元件。確保極性(陽極/陰極)與焊盤匹配。喺焊盤周圍提供少量銅箔以進行輕微散熱。12. 工作原理
呢個LED基於半導體p-n結中嘅電致發光原理運作。有源區由AlInGaP組成。當施加超過結內建電勢嘅順向電壓時,電子同電洞分別從n型同p型層注入有源區。呢啲電荷載子以輻射方式復合,以光子形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,直接定義咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下係琥珀色(約605 nm)。產生嘅光隨後由集成嘅白色塑膠透鏡整形同擴散,以實現所需嘅視角同外觀。
13. 技術趨勢
呢類指示燈LED嘅發展跟隨光電同SMT組裝嘅更廣泛趨勢:
效率提升:
- 持續嘅材料科學改進旨在產生更高嘅發光效率(每單位電輸入功率更多光輸出),允許更低嘅工作電流同減少系統能耗。微型化:
- 持續推動更小嘅封裝尺寸同高度,以適應不斷縮小嘅消費同工業電子產品。增強可靠性:
- 封裝材料、晶片貼裝技術同防潮性(更高MSL等級)嘅改進有助於延長操作壽命同喺惡劣環境中嘅穩健性。集成化:
- 存在集成額外功能嘅趨勢,例如內置限流電阻("帶電阻LED")甚至封裝內嘅IC驅動器,簡化電路設計同電路板佈局。A trend exists towards integrating additional functionality, such as built-in current limiting resistors ("resistor-equipped LEDs") or even IC drivers within the package, simplifying circuit design and board layout.
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。 |