目錄
1. 產品概覽
LTST-C198KGKT 係一款專為現代、緊湊嘅電子應用而設計嘅超薄表面貼裝晶片LED。佢嘅主要特點係極低嘅厚度,只有0.2毫米,非常適合空間同元件高度係關鍵限制嘅裝置。呢款器件採用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體材料,產生高亮度嘅綠光輸出。佢採用業界標準嘅8mm載帶包裝,捲盤直徑為7英寸,確保兼容高速自動貼片組裝設備同紅外回流焊接製程。呢款LED被歸類為綠色產品,並符合RoHS(有害物質限制)指令。
1.1 核心優勢
呢個元件嘅主要優勢嚟自佢嘅微型化同性能嘅結合。0.2mm嘅厚度允許整合到極薄嘅產品中。相比傳統材料,AlInGaP晶片技術提供更優越嘅發光效率,令細小外形尺寸下都能有高亮度。完全兼容自動化SMT(表面貼裝技術)組裝線,簡化製造流程並降低生產成本。佢嘅設計亦兼容I.C.(集成電路),可以直接由標準邏輯電平輸出驅動。
2. 技術參數深入分析
呢部分對規格書中指定嘅電氣、光學同熱特性提供詳細、客觀嘅分析。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限,唔適用於正常操作。最大連續正向電流(DC)為30 mA。允許更高嘅峰值正向電流80 mA,但僅限於脈衝條件下,佔空比為1/10,脈衝寬度為0.1ms,以防止過熱。可以施加嘅最大反向電壓為5V。超過此值可能導致結擊穿。器件最多可以耗散78 mW嘅功率。工作溫度範圍係-30°C至+85°C,儲存溫度範圍係-40°C至+85°C。對於焊接,佢可以承受最高260°C嘅紅外回流峰值溫度,最長10秒。
2.2 電氣與光學特性
除非另有說明,呢啲參數係喺25°C環境溫度同20 mA正向電流(IF)嘅標準測試條件下測量嘅。發光強度(Iv)嘅典型值為60.0毫坎德拉(mcd),最小指定值為36.0 mcd。呢個強度係使用模擬人眼明視覺反應嘅傳感器同濾光片測量嘅。視角(2θ1/2)定義為強度下降到軸上值一半時嘅全角,為130度,表示寬廣嘅視覺模式。主波長(λd)定義咗感知嘅顏色,為570 nm(綠色)。峰值發射波長(λp)為574 nm。譜線半寬(Δλ)為15 nm,描述光譜純度。正向電壓(VF)喺20mA時通常範圍為2.1V至2.6V。當施加5V反向偏壓時,反向電流(IR)最大為10.0 μA。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性,LED會根據性能分級。LTST-C198KGKT採用基於發光強度同主波長嘅二維分級系統。
3.1 發光強度分級
發光強度分為三個級別:N2(36.0 - 45.0 mcd)、P(45.0 - 71.0 mcd)同Q(71.0 - 112.0 mcd)。每個級別內有+/-15%嘅公差。咁樣設計師就可以根據應用所需嘅亮度水平選擇LED,確保使用多個LED嘅產品視覺均勻性。
3.2 主波長分級
決定綠色確切色調嘅主波長分為三個級別:C(567.5 - 570.5 nm)、D(570.5 - 573.5 nm)同E(573.5 - 576.5 nm)。每個級別嘅公差為+/- 1 nm。對於顏色一致性重要嘅應用(例如狀態指示燈或全彩顯示屏),呢種嚴格控制至關重要。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用咗特定圖表(圖1、圖5),但可以討論佢哋嘅含義。正向電流(IF)同正向電壓(VF)之間嘅關係通常係指數關係,遵循二極管方程。設計師設計限流電路時必須考慮VF範圍。發光強度與正向電流曲線喺工作範圍內通常係線性嘅,但會因為熱效應喺較高電流下飽和。正向電壓嘅溫度依賴性係負嘅(VF隨溫度升高而降低),呢個係半導體二極管嘅標準特性。光譜分佈曲線會顯示喺574 nm處有一個峰值,半高寬為15 nm。
5. 機械與包裝信息
5.1 封裝尺寸與極性
呢款LED採用EIA標準封裝外形。陰極喺載帶同捲盤包裝圖中清晰標識。規格書中提供精確嘅尺寸圖,所有尺寸以毫米為單位,一般公差為±0.10 mm。超薄0.2mm厚度係一個關鍵嘅機械規格。
5.2 推薦焊盤設計
提供建議嘅焊盤佈局,以確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點同正確對齊。建議包括最大鋼網厚度為0.08mm,以控制錫膏量並防止呢個非常細小嘅元件發生橋接或立碑。
6. 焊接與組裝指南
6.1 回流焊接溫度曲線
提供符合JEDEC標準嘅無鉛焊接製程建議紅外回流溫度曲線。關鍵參數包括預熱區150-200°C,最長預熱時間120秒,峰值溫度不超過260°C,以及液相線以上時間(喺峰值溫度)限制為最長10秒。呢個曲線旨在最小化LED封裝上嘅熱應力,同時確保適當嘅焊料回流。
6.2 儲存與處理條件
靜電放電(ESD)可能會損壞LED。必須使用接地手腕帶並喺適當接地嘅設備上處理。對於儲存,未開封嘅防潮袋連乾燥劑應保持喺≤30°C同≤90% RH,保質期為一年。一旦開封,LED應儲存喺≤30°C同≤60% RH嘅環境中,並喺一週內使用。如果喺原袋外儲存更長時間,喺焊接前應喺60°C下烘烤至少20小時,以去除吸收嘅水分並防止回流期間發生"爆米花"效應。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,應僅使用指定溶劑。建議將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞封裝材料或透鏡。
7. 包裝與訂購信息
標準包裝係直徑7英寸(178mm)捲盤上嘅8mm載帶。每個完整捲盤包含5000件。對於少於完整捲盤嘅數量,剩餘批次嘅最小包裝數量為500件。載帶同捲盤規格遵循ANSI/EIA 481標準。載帶有頂蓋保護元件,載帶中允許嘅連續缺失元件最大數量為兩個。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款LED適用於普通電子設備。佢嘅薄型設計使其成為超薄消費電子產品(智能手機、平板電腦、筆記本電腦)背光、便攜設備狀態指示燈以及儀器儀表面板照明嘅理想選擇。佢嘅高亮度同寬視角適合需要良好可見性嘅應用。
8.2 設計考慮因素
電路設計師必須實施適當嘅限流,通常使用串聯電阻,以確保正向電流不超過30 mA嘅最大直流額定值。電源設計中必須考慮正向電壓變化(2.1V至2.6V)。對於多LED陣列中嘅視覺均勻性,指定來自相同強度同波長級別嘅LED至關重要。PCB佈局必須遵循推薦嘅焊盤尺寸同鋼網指引,以確保可靠組裝。
9. 技術比較與差異化
LTST-C198KGKT嘅主要差異在於佢極薄(0.2mm)同使用AlInGaP技術嘅結合。相比舊式GaP(磷化鎵)綠色LED,AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率同更好嘅溫度穩定性。相比其他薄型LED,其指定嘅130度視角明顯更寬,提供更好嘅離軸可見性。佢與標準紅外回流同載帶捲盤包裝嘅兼容性,使其成為自動化大批量生產嘅即用解決方案,唔似某啲舊式通孔或手動放置嘅LED。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以直接用3.3V或5V微控制器引腳驅動呢個LED嗎?
答:唔可以。你必須使用限流電阻。正向電壓最大約為2.6V。直接連接3.3V會導致過大電流流過,可能損壞LED。使用公式 R = (Vcc - Vf) / If 計算電阻值。
問:"峰值正向電流"額定值係咩意思?
答:意思係你可以短暫地用高達80mA嘅電流脈衝LED以實現更高嘅瞬時亮度,但僅限於非常特定嘅條件下:脈衝寬度0.1ms,佔空比10%或更低。呢個唔係用於連續操作。
問:如果LED喺袋外儲存,點解需要烘烤?
答:塑膠封裝會從空氣中吸收水分。喺回流焊接嘅快速加熱過程中,呢啲水分可能會急劇蒸發,導致內部分層或開裂("爆米花"效應)。烘烤可以驅除呢啲吸收嘅水分。
11. 實用設計案例
考慮為可穿戴設備設計一個狀態指示燈。該設備有一個剛撓結合PCB,指示燈區域嘅高度限制低於0.3mm。厚度為0.2mm嘅LTST-C198KGKT非常適合。需要一個綠色指示燈顯示"已充滿電"。設計師選擇強度級別"P"同波長級別"D"嘅LED,以確保所有單元嘅顏色同亮度一致。LED通過一個限流電阻從設備嘅3.0V電池軌驅動,電流為15 mA(遠低於30 mA最大值),提供充足亮度同時功耗低。PCB佈局使用推薦嘅焊盤幾何形狀,組裝廠使用提供嘅回流溫度曲線,從而實現可靠、高良率嘅生產。
12. 技術原理介紹
呢款LED基於由AlInGaP材料製成嘅半導體p-n結。當施加正向電壓時,電子同空穴被注入到有源區,喺度佢哋復合。呢個復合過程以光子(光)嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗半導體嘅帶隙能量,直接定義咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下,係大約570 nm嘅綠光。超薄封裝係通過使用晶片級LED裸片同最少嘅封裝材料實現嘅,唔同於帶有模製塑膠透鏡嘅傳統LED。
13. 技術趨勢
指示燈同背光LED嘅趨勢繼續朝向進一步微型化、更高效率同更好顏色一致性發展。封裝高度正從0.2mm向更薄嘅外形發展。越來越多地使用先進半導體材料,如InGaN(用於藍/綠/白光)同AlInGaP(用於紅/橙/黃/綠光),以取代效率較低嘅材料。集成係另一個趨勢,多LED陣列或LED與驅動IC結合喺單一封裝中。此外,對能源效率嘅追求推動更高嘅每瓦流明評級,降低最終應用中嘅功耗。自動化測試同更嚴格嘅分級規格正成為標準,以滿足高分辨率顯示屏同需要精確顏色匹配嘅應用需求。
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。 |