目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同包裝信息
- 5.1 器件尺寸同極性
- 5.2 推薦焊盤設計
- 5.3 載帶同捲盤包裝規格
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接溫度曲線
- 6.2 儲存同處理注意事項
- 6.3 清潔
- 7. 應用設計考慮
- 7.1 驅動電路設計
- 7.2 靜電放電(ESD)保護
- 7.3 熱管理
- 8. 技術比較同區分
- 9. 常見問題(基於技術參數)
- 10. 實用設計同使用示例
- 11. 工作原理介紹
- 12. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
LTST-C194KSKT 係一款為現代空間受限嘅電子應用而設計嘅表面貼裝器件(SMD)發光二極管(LED)。佢屬於超薄晶片LED類別,特點係外形極之纖薄,厚度僅為0.30毫米。呢個特點令佢成為組件高度係關鍵設計因素嘅應用嘅理想選擇,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區域。呢種材料系統以喺琥珀色至紅色光譜範圍內產生高效率光線而聞名。喺呢個特定型號中,佢被設計成發出黃色光。LED封裝喺水清透鏡內,可以實現最大嘅光提取效率同寬廣嘅視角。佢以業界標準嘅8毫米載帶包裝,供應喺7英寸直徑嘅捲盤上,完全兼容大規模生產中使用嘅高速自動貼片組裝設備。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED嘅主要優勢在於佢結合咗超薄外形同AlInGaP晶片技術帶來嘅高亮度輸出。佢符合RoHS(有害物質限制)指令,令佢成為一款適合嚴格環保法規全球市場嘅綠色產品。呢款器件亦設計成兼容常見嘅焊接製程,包括紅外線(IR)同氣相回流焊接,呢啲都係表面貼裝技術(SMT)組裝線嘅標準。
目標市場涵蓋廣泛嘅消費同工業電子產品。主要應用包括狀態指示燈、鍵盤同圖標背光、面板照明,以及喺厚度至關重要嘅裝置中嘅裝飾照明。佢同自動貼裝設備嘅兼容性令佢適合大批量生產。
2. 技術參數深入分析
呢部分根據標準測試條件(Ta=25°C)提供LED關鍵性能參數嘅詳細、客觀分析。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出極限操作並唔保證,電路設計中應避免。
- 功耗(Pd):75 mW。呢個係LED封裝可以作為熱量散發嘅最大功率。超過呢個值會導致過熱同半導體結加速老化。
- 直流正向電流(IF):30 mA。可以施加嘅最大連續正向電流。規格書規定喺環境溫度高於25°C時,降額因子為0.4 mA/°C,即係話允許嘅連續電流會隨住操作環境變熱而減少。
- 峰值正向電流:80 mA。呢個只允許喺脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)使用,以短暫實現更高光輸出而唔會過熱。
- 反向電壓(VR):5 V。施加高於呢個值嘅反向電壓會導致LED結擊穿同不可逆損壞。
- 操作同儲存溫度範圍:-55°C 至 +85°C。呢個定義咗可靠操作同非操作儲存嘅環境極限。
- 焊接溫度耐受性:呢款器件可以承受峰值溫度為260°C持續5秒嘅波峰焊或紅外回流焊,以及215°C持續3分鐘嘅氣相焊接。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺正向電流(IF)為20 mA時測量嘅典型性能參數。
- 發光強度(Iv):範圍從最小28.0 mcd到最大180.0 mcd。特定單元嘅實際值取決於其分配嘅分級代碼(見第3節)。強度係使用經過濾波以匹配人眼明視覺響應(CIE曲線)嘅傳感器測量嘅。
- 視角(2θ1/2):130度。呢個係發光強度下降到中心軸測量值一半時嘅全角。咁寬嘅視角係水清、非擴散透鏡嘅特徵,提供廣泛嘅照明。
- 峰值發射波長(λP):588 nm。呢個係光譜功率輸出最高嘅波長。
- 主波長(λd):587.0 nm 至 597.0 nm。呢個係人眼感知到嘅定義顏色(呢個情況下係黃色)嘅單一波長。佢係從CIE色度座標推導出嚟嘅。單元喺呢個範圍內分級。
- 譜線半寬度(Δλ):15 nm。呢個表示光譜純度,測量發射光譜喺其最大功率一半時嘅寬度。數值越細表示光源越單色。
- 正向電壓(VF):典型值2.00V,喺20 mA時最大值為2.40V。呢個係LED操作時嘅壓降。
- 反向電流(IR):施加5V反向偏壓時,最大值為10 μA。
3. 分級系統說明
為確保大規模生產嘅一致性,LED會根據關鍵光學參數分入分級。LTST-C194KSKT使用二維分級系統。
3.1 發光強度分級
LED根據喺20mA下以毫坎德拉(mcd)測量嘅強度分為四個級別(N, P, Q, R)。每個級別都有最小同最大值,每個級別內允許+/-15%嘅公差。例如,屬於'R'級嘅單元強度會喺112.0 mcd同180.0 mcd之間。如果多個LED嘅均勻亮度至關重要,設計師必須考慮呢種變化。
3.2 主波長分級
同樣地,LED為控制顏色一致性而分入四個波長組(J, K, L, M)。所有級別嘅主波長範圍從587.0 nm到597.0 nm。每個特定級別(例如,'K'級涵蓋589.5 nm至592.0 nm)有更嚴格嘅+/- 1 nm公差。呢個確保同一批次嘅所有LED都有非常相似嘅黃色色調。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用咗特定圖形曲線(圖1,圖6),但佢哋嘅含義對於LED技術嚟講係標準嘅。設計師可以預期以下一般關係:
- IV曲線(電流 vs. 電壓):正向電壓(VF)具有正溫度係數,並且隨住更高嘅正向電流而輕微增加。佢係非線性嘅,喺變得更線性之前表現出開啟拐點。
- 發光強度 vs. 正向電流:光輸出大致同正向電流成正比,直到某一點,之後效率可能會因熱效應而下降。
- 發光強度 vs. 溫度:AlInGaP LED嘅光輸出通常隨住結溫升高而降低。對於高可靠性或高功率驅動應用,呢個係一個關鍵考慮因素。
- 光譜分佈:發射光譜以峰值波長(588 nm)為中心,具有指定嘅15 nm半寬度,定義咗黃色色點。
5. 機械同包裝信息
5.1 器件尺寸同極性
呢款LED符合EIA標準封裝外形。關鍵尺寸係其0.30毫米嘅高度。規格書中嘅詳細機械圖提供長度、寬度同焊盤間距。組件有極性標記,通常係封裝上或透過載帶方向嘅陰極指示器,組裝時必須注意以確保正確操作。
5.2 推薦焊盤設計
規格書包含PCB設計嘅建議焊盤圖案(焊盤佈局)。遵循呢個圖案對於喺回流焊期間實現可靠焊點同正確對位至關重要。備註建議錫膏印刷嘅鋼網最大厚度為0.10mm,以防止緊密間距焊盤之間嘅橋接。
5.3 載帶同捲盤包裝規格
LED以壓紋載帶(8毫米寬)包裝,捲喺7英寸捲盤上供應。每捲包含5000件。包裝遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994標準。關鍵規格包括:空位用蓋帶密封,剩餘捲盤最小包裝數量為500件,每捲最多允許連續缺失兩個組件。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
規格書提供兩個建議嘅紅外線(IR)回流曲線:一個用於標準錫鉛(SnPb)焊接製程,一個用於無鉛(Pb-free)焊接製程(通常使用SAC(Sn-Ag-Cu)合金)。無鉛曲線需要更高嘅峰值溫度(約260°C),但要仔細控制升溫同冷卻速率以最小化熱衝擊。曲線定義咗預熱區、液相線以上時間同峰值溫度持續時間(例如,最高260°C持續5秒)。
6.2 儲存同處理注意事項
未開封嘅捲盤應儲存喺唔超過30°C同70%相對濕度嘅環境中。一旦從原裝防潮袋中取出,組件應喺672小時(28日)內使用,以避免吸濕,吸濕會導致回流焊期間出現爆米花現象。如果儲存超過呢段時間,建議喺焊接前以約60°C烘烤24小時。對於原裝袋外嘅長期儲存,請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣淨化環境。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,只可使用指定溶劑。規格書建議喺常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。未指定嘅化學清潔劑可能會損壞塑膠透鏡或封裝材料。
7. 應用設計考慮
7.1 驅動電路設計
LED係電流驅動器件。最重要嘅設計規則係始終使用限流機制。規格書強烈建議為每個LED使用串聯電阻(電路模型A),即使多個LED並聯到電壓源時都係咁。呢個係因為LED嘅正向電壓(VF)可能因單元而略有不同。如果冇獨立電阻,VF較低嘅LED會不成比例地汲取更多電流,導致亮度不均同潛在過應力(電路模型B)。對於精密應用,恆流驅動器係首選。
7.2 靜電放電(ESD)保護
LED中嘅半導體結極易受靜電放電損壞。規格書概述咗基本嘅ESD控制措施:操作員應佩戴接地手腕帶或防靜電手套;所有工作站、設備同儲存架必須正確接地;並且應使用離子發生器中和處理期間可能喺塑膠透鏡上積聚嘅靜電荷。ESD損壞可能唔會導致立即故障,但會導致壽命縮短或性能不穩定。
7.3 熱管理
雖然係細器件,但75mW功耗限制同電流降額曲線表明熱管理好重要,特別係喺高環境溫度環境中或驅動接近最大連續電流時。確保焊盤周圍有足夠嘅PCB銅面積可以幫助散熱。發光強度同主波長會隨住結溫而變化,因此保持穩定嘅熱環境有助於一致嘅光學性能。
8. 技術比較同區分
LTST-C194KSKT嘅主要區別在於佢喺AlInGaP黃色LED類別中嘅0.30毫米外形。同通常高0.6毫米或1.0毫米嘅標準SMD LED相比,呢個代表高度減少咗50-70%。呢個係喺唔顯著妥協光學性能嘅情況下實現嘅,因為佢仍然提供寬廣視角同適合指示燈應用嘅亮度水平。佢同標準回流製程嘅兼容性令佢成為空間升級場景中較厚組件嘅直接替代品,唔似某啲需要專門組裝技術嘅超薄器件。
9. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以直接從3.3V或5V邏輯輸出驅動呢款LED嗎?
答:唔可以。你必須使用串聯限流電阻。例如,使用3.3V電源,典型VF為2.0V(喺20mA時),電阻值會係 R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65歐姆。標準68歐姆電阻會適合。
問:點解發光強度範圍咁大(28到180 mcd)?
答:呢個係所有生產嘅總範圍。對於特定訂單,你可以要求更嚴格嘅分級(例如,R級:112-180 mcd)以確保你應用中嘅亮度一致性。
問:水清透鏡適合寬闊、均勻嘅光條嗎?
答:水清透鏡提供寬廣視角(130°),但同擴散透鏡相比,可能會產生更集中嘅熱點。要實現完美均勻嘅光條,通常會將二次光學器件或導光板同LED一齊使用。
問:我應該點樣解讀焊接溫度曲線圖?
答:圖表顯示Y軸係溫度,X軸係時間。條線定義咗LED封裝通過回流焊爐時應經歷嘅目標溫度。關鍵點包括最大升溫速率、預熱保溫溫度同持續時間、焊料熔點以上時間、峰值溫度同最大冷卻速率。
10. 實用設計同使用示例
示例1:可穿戴裝置中嘅狀態指示燈
喺智能手錶或健身追蹤器中,電路板空間同厚度受到嚴格限制。一個LTST-C194KSKT,透過GPIO引腳同串聯電阻以10-15 mA驅動,可以提供清晰嘅通知(充電、訊息、低電量)而唔會明顯增加厚度。佢嘅寬廣視角確保光線可以從手腕嘅各個角度睇到。
示例2:薄膜開關面板背光
對於帶薄膜鍵盤嘅工業控制面板,可以將多個黃色LED放置喺半透明鍵圖標下方。超薄外形令佢哋可以放入薄膜片後面嘅淺腔中。通過指定來自相同強度同波長分級嘅LED(例如,Q級,K級),可以實現所有按鍵顏色同亮度一致。
示例3:裝飾邊緣照明
喺薄型消費電子產品(例如,揚聲器、路由器)中,將一排呢啲LED沿內部邊緣放置,配合導光板或擴散器,可以創造出均勻嘅發光裝飾線。0.3毫米嘅高度允許佢哋極之接近產品外殼。
11. 工作原理介紹
LTST-C194KSKT中嘅光發射基於由AlInGaP材料製成嘅半導體p-n結中嘅電致發光。當施加超過結內建電勢嘅正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入到有源區域,喺嗰度佢哋復合。喺像AlInGaP呢類直接帶隙半導體中,呢個復合事件以光子(光)嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長(顏色)由半導體材料嘅帶隙能量決定,呢個能量喺晶體生長過程中設計為處於黃色光譜(約588-597 nm)。水清環氧樹脂透鏡封裝晶片,提供機械保護,並塑造光輸出圖案。
12. 技術趨勢同背景
LTST-C194KSKT嘅開發符合光電同電子製造中嘅幾個關鍵趨勢。消費者對更薄智能手機、平板電腦同可穿戴裝置嘅需求推動咗對小型化同更低外形組件嘅不懈追求。AlInGaP技術仍然係高效率琥珀色、黃色同紅色LED嘅主導解決方案,儘管磷光體轉換藍光LED(pc-LED)嘅進步而家為某啲黃/綠色應用提供咗替代方案。強調RoHS合規同綠色製造而家係一個普遍標準。此外,詳細嘅分級系統同標準化包裝(載帶同捲盤、EIA外形)反映咗行業對大批量、自動化同一致生產以滿足全球供應鏈需求嘅需要。包含無鉛焊接嘅特定曲線強調咗行業完全遠離含鉛製程嘅轉變。
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。 |