目錄
1. 產品概覽
LTST-C191KRKT-5A 係一款為現代緊湊型電子應用而設計嘅表面貼裝器件(SMD)發光二極管(LED)。佢最主要嘅特點係外形極之纖薄,封裝高度僅為 0.55 毫米。呢個特點令佢非常適合空間限制極其關鍵嘅應用,例如超薄顯示器、流動裝置同背光模組。呢款器件採用 AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體材料作為發光晶片,呢種材料以產生高效率紅光而聞名。LED 以業界標準嘅 8mm 載帶包裝,並安裝喺 7 英寸直徑嘅捲盤上,方便高速自動化貼片組裝流程。佢完全符合 RoHS(有害物質限制)指令,屬於環保產品。
2. 技術參數深入分析
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應力極限。喺呢啲極限下或超出呢啲極限嘅操作並唔保證。關鍵參數包括喺環境溫度(Ta)為 25°C 時,最大功耗為 75 毫瓦(mW)。最大連續正向電流(DC)額定值為 30 mA。對於脈衝操作,喺特定條件下(佔空比 1/10,脈衝寬度 0.1 毫秒),容許峰值正向電流為 80 mA。器件可以承受高達 5 伏特嘅反向電壓。工作溫度範圍為 -30°C 至 +85°C,而儲存溫度範圍則稍寬,為 -40°C 至 +85°C。組裝方面一個關鍵嘅額定值係紅外線焊接條件,指明 LED 可以承受峰值溫度 260°C 最多 5 秒。
2.2 電光特性
除非另有說明,否則呢啲特性係喺標準測試條件 Ta=25°C 同正向電流(IF)為 5 mA 下測量嘅。發光強度(Iv),即感知亮度嘅量度,有一個典型值,但會根據最小範圍從 7.1 mcd 到 28.0 mcd 進行分級(見第 3 節)。視角(2θ1/2),定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角,係寬廣嘅 130 度,提供寬闊嘅發射模式。峰值發射波長(λP)通常為 639 納米(nm),而主波長(λd),即定義感知顏色嘅波長,為 630 nm。頻譜帶寬(Δλ)約為 20 nm。喺 5 mA 下嘅正向電壓(VF)典型值為 2.0 伏特,範圍從 1.6V 到 2.2V,並且同樣會進行分級。反向電流(IR)喺 5V 反向偏壓下最大為 10 微安培,而結電容(C)通常為 40 皮法拉。
3. 分級系統解釋
為確保大規模生產嘅一致性,LED 會根據性能進行分級。LTST-C191KRKT-5A 採用二維分級系統。
3.1 正向電壓分級
正向電壓分為六個代碼(1 至 6)。每個級別代表一個 0.1 伏特嘅範圍,從第 1 級嘅 1.6-1.7V 到第 6 級嘅 2.1-2.2V。每個級別嘅容差為 ±0.1V。呢個設計讓工程師可以選擇 VF 非常接近嘅 LED,適用於並聯連接中均勻分流電流非常重要嘅應用。
3.2 發光強度分級
發光強度分為四個代碼:K、L、M 同 N。K 級涵蓋嘅強度範圍為 7.10 至 11.2 毫坎德拉(mcd),L 級為 11.2 至 18.0 mcd,M 級為 18.0 至 28.0 mcd,N 級為 28.0 至 45.0 mcd,所有測量均在 IF=5mA 下進行。每個強度級別嘅容差為 ±15%。呢個系統可以根據所需嘅亮度水平進行選擇,有助於喺多 LED 陣列中實現均勻嘅外觀。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考咗特定嘅圖形曲線(例如,圖 1 為頻譜分佈,圖 6 為視角),但佢哋嘅趨勢可以描述。正向電流(IF)同正向電壓(VF)之間嘅關係係非線性嘅,並遵循典型二極管嘅指數特性。喺工作範圍內,發光強度大致與正向電流成正比。峰值波長(λP)同主波長(λd)可能表現出輕微嘅負溫度係數,意味住佢哋會隨著結溫升高而向更長波長(紅移)偏移。正向電壓通常會隨著溫度升高而降低。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝尺寸
呢款 LED 採用業界標準嘅 EIA 封裝外形。關鍵尺寸係 0.55 毫米嘅超低高度。詳細嘅機械圖紙指定咗長度、寬度、引腳間距同其他關鍵尺寸,除非另有說明,所有尺寸嘅標準公差均為 ±0.10 毫米。透鏡係水清色,允許 AlInGaP 晶片嘅原生紅光直接發出而無需擴散。
5.2 極性識別同焊盤設計
規格書包含一個建議用於 PCB 設計嘅焊接焊盤佈局(焊盤圖案)。呢個圖案經過優化,以確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點同機械穩定性。陰極通常通過 LED 封裝上嘅視覺標記來識別,例如凹口、綠點或透鏡上嘅切角。正確嘅極性對齊對於器件操作至關重要。
6. 焊接及組裝指南
6.1 回流焊接設定
呢款器件兼容紅外線(IR)同氣相回流工藝。提供咗兩個建議嘅回流設定:一個用於標準(錫鉛)焊膏,另一個用於無鉛(SnAgCu)焊膏。無鉛設定要求更高,需要仔細控制預熱、保溫、回流同冷卻階段,以防止熱衝擊,同時確保形成適當嘅焊點。LED 本身嘅絕對最大條件係峰值溫度 260°C 持續 5 秒。
6.2 儲存及處理
LED 應儲存在溫度不超過 30°C、相對濕度不超過 70% 嘅環境中。一旦從原裝防潮包裝中取出,建議喺 672 小時(28 日)內完成紅外線回流焊接過程。對於喺原裝袋外更長時間嘅儲存,LED 應保存在帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣環境中。儲存超過 672 小時嘅元件可能需要進行烘烤程序(例如,60°C 烘烤 24 小時)以去除吸收嘅水分,防止回流期間出現 "爆米花" 現象。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,應只使用指定嘅溶劑。喺室溫下將 LED 浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。使用未指定或具腐蝕性嘅化學清潔劑可能會損壞塑料透鏡同封裝。
7. 包裝及訂購資料
標準包裝係安裝喺 7 英寸(178mm)直徑捲盤上嘅 8mm 寬壓紋載帶。每捲包含 5000 件 LTST-C191KRKT-5A LED。載帶袋由保護性頂部蓋帶密封。包裝遵循 ANSI/EIA 481-1-A-1994 標準。對於少於一整捲嘅數量,剩餘部件嘅最小包裝數量為 500 件。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
LED 係電流驅動器件。為確保並聯驅動多個 LED 時亮度均勻,強烈建議為每個 LED 串聯一個獨立嘅限流電阻。一個常見嘅電路錯誤係將多個 LED 直接並聯到單一電流源(規格書中嘅電路 B)。由於各個 LED 之間正向電壓(VF)特性嘅自然差異,呢種做法可能導致嚴重嘅電流不平衡,其中一個 LED 可能汲取大部分電流並過熱,而其他 LED 則保持暗淡。為每個 LED 串聯電阻有助於穩定電流並促進均勻照明。
8.2 靜電放電(ESD)保護
LED 對靜電放電敏感。喺處理同組裝過程中必須採取預防措施:人員應佩戴接地手腕帶或防靜電手套;所有工作站、設備同儲存架必須妥善接地;並且可以使用離子發生器來中和可能積聚喺塑料透鏡上嘅靜電荷。ESD 損壞可能不會立即顯現,但會降低性能或導致過早失效。
9. 技術比較及差異化
LTST-C191KRKT-5A 最主要嘅差異化優勢係佢嘅 0.55mm 外形,比許多標準 SMD LED(例如,0603 或 0805 封裝,高度通常超過 0.8mm)明顯更薄。使用 AlInGaP 技術相比舊技術(如 GaAsP)為紅光提供更高嘅發光效率,從而喺相同驅動電流下產生更亮嘅輸出。寬廣嘅 130 度視角係另一個優勢,適用於需要廣域照明而非聚焦光束嘅應用。
10. 常見問題解答(FAQ)
問:我可以唔用串聯電阻驅動呢個 LED 嗎?
答:唔建議咁做。直接從電壓源驅動 LED 而無電流限制,很可能會因電流過大而損壞佢。務必使用串聯電阻或恆流驅動器。
問:峰值波長同主波長有咩區別?
答:峰值波長(λP)係頻譜功率輸出最高嘅波長。主波長(λd)係從顏色坐標導出嘅,代表單一波長嘅純單色光,人眼會感知為相同顏色。λd 對於顏色規格更為相關。
問:我點樣解讀零件編號中嘅分級代碼?
答:零件編號 LTST-C191KRKT-5A 包含分級信息。"KRKT" 部分通常編碼咗強度同電壓分級代碼。請參考規格書中嘅分級代碼列表,以了解所訂購部件嘅具體性能範圍。
11. 實用設計案例分析
考慮設計一個便攜式醫療設備嘅狀態指示燈面板。空間極其有限,並且面板必須能夠從各個角度讀取。LTST-C191KRKT-5A 嘅 0.55mm 高度使其能夠安裝喺薄前框後面。從相同強度級別(例如,全部來自 "M" 級)選擇 LED 可確保所有指示燈亮度均勻。為每個 LED 使用一個串聯電阻,根據電源電壓同所需電流(例如,5-10 mA)下嘅典型 VF(2.0V)計算,可保證穩定運行同長壽命。寬廣嘅 130 度視角確保即使從偏軸角度觀看設備,指示燈仍然可見。
12. 工作原理簡介
LED 係一種半導體 p-n 結二極管。當施加正向電壓時,來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅空穴被注入到結區域。當呢啲電荷載流子復合時,能量會以光子(光)嘅形式釋放。特定嘅半導體材料(本例中為 AlInGaP)決定咗帶隙能量,進而決定咗發射光嘅波長(顏色)。紅色 AlInGaP LED 嘅帶隙能量對應於可見光譜紅色部分嘅光子(約 630-640 nm)。
13. 技術趨勢
用於消費同工業電子產品嘅 SMD LED 趨勢繼續朝向微型化、更高效率同更高可靠性發展。封裝高度不斷降低,以實現更薄嘅終端產品。效率嘅提升(每瓦電輸入產生更多光輸出)得益於晶片設計、外延生長同封裝取光效率嘅進步。同時亦專注於提高顏色一致性以及喺溫度同壽命期間嘅穩定性。喺封裝中採用無鉛同耐高溫材料已成為標準,以符合環保法規並承受嚴格嘅組裝工藝。
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。 |