目錄
1. 產品概覽
LTLMR4YW2DA係一款專為高要求照明應用而設計嘅高亮度表面貼裝LED燈珠。佢採用黃色AllnGaP(鋁銦鎵磷)半導體材料,發出峰值波長為594nm嘅光。器件封裝喺一個擴散式黃色環氧樹脂透鏡外殼內,呢個設計旨在提供受控嘅窄輻射模式,無需額外嘅二次光學元件。呢一點令佢特別適合需要精確光線方向同高軸向強度嘅應用。
呢款LED嘅核心優勢包括其高發光強度輸出(喺標準20mA驅動電流下可達16,000 mcd),以及低功耗帶來嘅高效率。外殼採用先進環氧樹脂模塑複合材料技術製造,提供卓越嘅防潮同抗紫外線能力,增強咗喺唔同環境下嘅長期可靠性。產品完全符合RoHS指令,係無鉛同無鹵素嘅。
呢個元件嘅目標市場包括專業標誌同顯示系統製造商。其主要應用於視頻訊息標誌、交通標誌,以及其他對高可見度、顏色一致性同可靠性要求極高嘅訊息標誌。典型嘅25°窄視角確保光線集中向前,最大化標誌正前方觀看者感知到嘅亮度。
2. 技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
器件喺嚴格限制內工作以確保可靠性。喺環境溫度(TA)為25°C時,最大功耗為120 mW。直流正向電流唔應該超過50 mA。對於脈衝操作,喺特定條件下允許120 mA嘅峰值正向電流:佔空比為1/10或更低,且脈衝寬度唔超過10ms。工作溫度範圍係-40°C至+85°C,儲存溫度範圍係-40°C至+100°C。組裝嘅一個關鍵額定值係回流焊接條件,允許最高峰值溫度為260°C持續10秒,兼容標準無鉛回流焊接曲線。
2.2 電氣同光學特性
關鍵性能參數喺TA=25°C同IF=20mA下測量。發光強度(Iv)嘅典型範圍係7,200至16,000毫坎德拉(mcd),具體數值由分檔過程決定。視角(2θ1/2)定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角,典型值為25°,公差為±2°。黃色嘅主波長(λd)規定喺583.5 nm至593.5 nm之間,典型峰值發射波長(λP)為594 nm,光譜半寬(Δλ)為15 nm。喺測試電流下,正向電壓(VF)範圍從最小1.8V到最大2.4V。反向電流(IR)喺反向電壓(VR)為5V時限制為最大10 μA,請注意器件並非設計用於反向偏壓工作。
3. 分檔系統規格
LED會根據分檔進行分類,以確保生產批次內顏色同亮度嘅一致性。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用均勻性要求嘅元件。
3.1 發光強度(Iv)分檔
LED根據其喺20mA下測量嘅發光強度進行分類。分檔代碼為:代碼X(7,200 - 9,300 mcd)、代碼Y(9,300 - 12,000 mcd)同代碼Z(12,000 - 16,000 mcd)。每個分檔界限適用±15%嘅公差。
3.2 主波長(Wd)分檔
為咗控制顏色一致性,LED根據主波長進行分檔。分檔為:Y1(583.5 - 586.0 nm)、Y2(586.0 - 588.5 nm)、Y3(588.5 - 591.0 nm)同Y4(591.0 - 593.5 nm)。每個分檔界限適用±1nm嘅公差。
3.3 正向電壓(Vf)分檔
正向電壓亦會分檔,以幫助電路設計進行電流調節。分檔為:1A(1.8 - 2.0V)、2A(2.0 - 2.2V)同3A(2.2 - 2.4V)。每個界限適用±0.1V嘅公差。
4. 機械同封裝信息
4.1 外形尺寸
封裝主體為正方形,每邊尺寸為4.2mm ±0.2mm。包括透鏡在內嘅總高度為6.9mm ±0.5mm。引腳從封裝底部伸出,引腳間距(引腳伸出位置)為3.65mm ±0.2mm。法蘭下方允許最大樹脂突出1.0mm。除非另有說明,所有尺寸包含±0.25mm嘅通用公差。
4.2 極性識別
器件有三個引腳(P1, P2, P3)。P1同P3指定為陽極(+),P2指定為陰極(-)。喺PCB佈局同組裝期間必須注意正確極性。
5. 焊接同組裝指引
5.1 回流焊接曲線
呢款LED適用於無鉛回流焊接工藝。推薦嘅曲線參數為:預熱/保溫溫度從150°C到200°C,最長120秒。高於液相線溫度(TL= 217°C)嘅時間應介於60至150秒之間。封裝主體峰值溫度(TP)不得超過260°C,並且喺指定分類溫度(TC= 255°C)±5°C範圍內嘅時間最長為30秒。從25°C到峰值溫度嘅總時間不應超過5分鐘。
5.2 手工焊接
如果需要手工焊接,請使用烙鐵頭溫度唔超過315°C嘅烙鐵。每個引腳嘅焊接時間應限制喺最多3秒,並且每個焊點只應進行一次,以防止對LED造成熱損壞。
5.3 清潔
如果需要焊後清潔,請僅使用酒精類溶劑,例如異丙醇。應避免使用刺激性或腐蝕性化學清潔劑,因為佢哋可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝標記。
6. 儲存同處理
6.1 濕度敏感度
根據JEDEC標準J-STD-020,呢個元件被分類為濕度敏感等級3(MSL3)。LED供應時裝喺密封嘅防潮袋(MBB)內,附有乾燥劑同濕度指示卡。當儲存喺未開封嘅MBB中,條件為<30°C同<90%相對濕度(RH)時,保存期限為12個月。
6.2 車間壽命同烘烤
防潮袋打開後,"車間壽命"就開始計算。LED必須儲存喺<30°C同<60% RH嘅環境中,並且所有焊接或高溫工序必須喺168小時(7日)內完成。如果出現以下情況,則需要進行烘烤:濕度指示卡顯示>10% RH、車間壽命超過168小時,或者元件曾暴露喺>30°C同>60% RH嘅環境中。推薦嘅烘烤條件係60°C ±5°C持續20小時,並且烘烤只應進行一次。長時間暴露喺環境空氣中會氧化引腳上嘅鍍銀層,影響可焊性。未使用嘅LED應連同乾燥劑重新密封喺防潮袋中。
7. 包裝規格
LED供應時裝喺凸紋載帶上,用於自動貼片組裝。載帶尺寸標準化:凹槽間距為8.0mm ±0.1mm,載帶寬度為16.0mm ±0.3mm。每卷包含1,000粒LED。然後,卷盤會用保護材料包裝:一卷放入一個防潮袋,內附乾燥劑同濕度指示卡。三個咁樣嘅防潮袋裝入一個內箱,總共3,000粒。最後,十個內箱裝入一個外運輸箱,每個外箱總共30,000粒。包裝上清晰標有靜電放電(ESD)警告,表明器件對靜電敏感,需要安全處理程序。
8. 應用備註同設計考慮
8.1 典型應用電路
為確保穩定運行同使用壽命,必須使用恆流源驅動LED,而唔係恆壓源。一個簡單嘅串聯電阻器可用於基本限流,計算公式為 R = (V電源- VF) / IF。然而,對於需要喺溫度或電源電壓變化下保持穩定亮度嘅應用,建議使用專用LED驅動IC或基於晶體管嘅恆流電路。最大直流電流不應超過50 mA。對於接近功耗極限嘅設計,必須仔細注意降額曲線,該曲線規定喺環境溫度高於45°C時,每攝氏度線性降額0.75 mA。
8.2 熱管理
雖然呢個封裝並非主要設計為功率LED,但PCB上有效嘅熱管理對於保持性能同壽命仍然非常重要。PCB焊盤設計應遵循推薦嘅封裝尺寸,以確保良好嘅焊點形成同將熱量從LED導走。喺LED嘅散熱焊盤(如果適用)下方使用帶有散熱通孔嘅PCB,或者確保有足夠嘅銅箔連接到陰極/陽極焊盤,都有助於散熱。喺高環境溫度下以或接近其最大額定值運行LED,會降低其有效壽命,並可能導致顏色偏移或強度下降。
8.3 光學設計考慮
內置嘅擴散透鏡同窄視角消除咗許多標誌應用中對二次光學元件嘅需求,簡化咗組裝並降低成本。輻射模式相對平滑。設計師喺規劃陣列中LED之間嘅間距時,應考慮角度強度分佈,以實現均勻照明而無暗點。透鏡嘅擴散特性有助於最小化像素化或單個LED熱點,從而在訊息板上創造更無縫嘅視覺外觀。
9. 技術比較同差異化
與標準SMD(表面貼裝器件)或PLCC(塑料引線晶片載體)封裝LED相比,呢款燈珠式封裝喺定向照明方面具有明顯優勢。標準SMD LED通常具有更寬嘅視角(例如120°),將光線分散到更大嘅區域,對於需要從特定方向觀看光線嘅應用效率較低。LTLMR4YW2DA嘅25°視角集中咗光通量,喺相同總光輸出(流明)下產生顯著更高嘅軸向發光強度(坎德拉)。呢一點令佢對於交通標誌等應用更有效率,因為觀看者通常位於標誌前方嘅一個窄錐形區域內。集成透鏡同SMD主體中堅固嘅通孔式引腳,喺光學控制、機械強度同自動組裝兼容性之間提供咗良好嘅平衡。
10. 常見問題(FAQ)
問:峰值波長同主波長有咩區別?
答:峰值波長(λP)係發射光譜強度達到最大值時嘅單一波長。主波長(λd)源自CIE色度圖,代表單色光嘅波長,對人類觀察者而言,呢個單色光嘅顏色與LED嘅顏色相同。對於像呢款黃色AllnGaP類型嘅窄光譜LED,佢哋通常非常接近,但λd係顏色規格中更相關嘅參數。
問:我可以用電壓源驅動呢款LED嗎?
答:強烈唔建議。LED係電流驅動器件。佢哋嘅正向電壓有公差並且隨溫度變化。直接連接到電壓源,即使計算咗典型VF嘅串聯電阻,如果實際VF處於其範圍嘅低端,都可能導致電流過大,從而可能損壞LED。務必使用限流機制。
問:點解MSL3等級同烘烤過程咁重要?
答:吸收到塑料封裝內嘅水分會喺高溫回流焊接過程中迅速蒸發,導致內部分層、開裂或"爆米花"現象,從而引發即時或潛在故障。遵守MSL3處理程序(168小時車間壽命、適當儲存以及需要時烘烤)對於確保組裝良率同長期現場可靠性至關重要。
問:訂購時點樣理解分檔代碼?
答:分檔代碼(例如,Iv=Z, Wd=Y3, Vf=2A)允許您指定應用所需嘅性能範圍。對於需要非常高且均勻亮度嘅標誌,您可能會指定Iv=Z。對於多個標誌之間或大型陣列內嘅關鍵顏色匹配,您會指定一個緊湊嘅Wd分檔,例如Y2或Y3。請諮詢供應商以獲取可用嘅分檔組合。
11. 工作原理
LTLMR4YW2DA基於AllnGaP(鋁銦鎵磷)半導體技術。當施加超過二極管開啟閾值嘅正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域。喺呢度,佢哋複合,以光子形式釋放能量。有源區域中AllnGaP合金嘅特定帶隙能量決定咗發射光嘅波長,喺呢種情況下係可見光譜嘅黃色區域(約590nm)。圍繞半導體晶片嘅擴散環氧樹脂透鏡用於從高折射率材料中提取光線,將輻射模式塑造成窄光束,並保護精密嘅半導體結構免受機械同環境損壞。
12. 行業背景同趨勢
像LTLMR4YW2DA咁樣嘅表面貼裝LED燈珠代表咗LED市場中一個成熟且優化嘅細分領域,填補咗低功率指示燈LED同高功率照明LED之間嘅空白。呢個細分領域嘅趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多流明或坎德拉)、通過更緊密嘅分檔改善顏色一致性,以及增強可靠性指標,例如喺各種操作條件下更長嘅壽命(L70, L90)。同時,喺保持或增加光輸出嘅同時持續推動小型化,允許高分辨率顯示器同標誌具有更精細嘅像素間距。此外,兼容日益嚴格嘅環境法規(超越RoHS,考慮REACH等物質)以及能夠承受更高溫度回流焊接曲線以用於先進PCB組裝,仍然係關鍵嘅發展驅動力。
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。 |