目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高性能表面貼裝晶片LED嘅規格。呢款器件嘅特點係外形極之纖薄,適合用喺對高度有嚴格限制嘅應用中。佢係一款採用InGaN(氮化銦鎵)半導體技術嘅綠色發光二極管,封裝喺水清透鏡入面。呢款產品設計用於兼容現代自動化組裝製程,包括紅外線回流焊接,並且符合RoHS環保標準,係一款環保產品。
呢款LED嘅核心優勢包括超緊湊嘅外形、高光強度輸出,以及適合大批量生產嘅堅固結構。佢嘅主要目標市場係消費電子產品、指示燈、小型顯示屏背光,以及任何需要可靠、明亮同微型化綠色光源嘅應用。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
器件嘅操作極限係喺環境溫度(Ta)25°C下定義嘅。最大連續正向電流(DC)額定值為20 mA。對於脈衝操作,喺嚴格嘅1/10佔空比同0.1 ms脈衝寬度下,允許100 mA嘅峰值正向電流。總功耗唔可以超過76 mW。組件可以喺-20°C至+80°C嘅溫度範圍內操作,並且可以喺-30°C至+100°C嘅環境中儲存。至關重要嘅係,佢嘅額定紅外線回流焊接峰值溫度為260°C,最長10秒。
2.2 電氣及光學特性
關鍵性能指標係喺Ta=25°C同標準測試電流(IF)5 mA下測量嘅。發光強度(Iv)嘅典型值為60.0毫坎德拉(mcd),指定最小值為28.0 mcd。呢個數值表示佢有足夠明亮嘅輸出,適合日光下可見嘅指示燈。器件具有非常寬嘅視角(2θ1/2),達到130度,提供廣闊而均勻嘅光線分佈。
電氣方面,正向電壓(VF)通常為3.20伏特,具體範圍由分級系統定義。當施加5V反向電壓(VR)時,反向電流(IR)規定最大為10 μA,不過器件並非設計用於反向偏壓操作。光學方面,主波長(λd)通常為525 nm,屬於綠色光譜,光譜半寬(Δλ)為35 nm。峰值發射波長(λp)約為530 nm。
3. 分級系統說明
為確保大規模生產嘅一致性,LED會根據性能分級。咁樣可以讓設計師根據應用嘅特定公差要求選擇合適嘅組件。
3.1 正向電壓分級
器件根據其喺5mA下嘅正向電壓進行分類。分級代碼D6、D7同D8分別代表2.60-2.80V、2.80-3.00V同3.00-3.20V嘅電壓範圍,每個範圍嘅公差為±0.1V。
3.2 發光強度分級
LED根據其喺5mA下嘅光輸出進行分級。代碼N、P、Q同R分別對應28.0-45.0 mcd、45.0-71.0 mcd、71.0-112.0 mcd同112.0-180.0 mcd嘅強度範圍。每個分級嘅公差為±15%。
3.3 主波長分級
顏色(波長)會進行分級以控制色調變化。分級代碼AP、AQ同AR涵蓋綠色光譜範圍520.0-525.0 nm、525.0-530.0 nm同530.0-535.0 nm,每個分級嘅公差嚴格控制在±1 nm。
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顯示光譜分佈,圖5顯示視角),但提供嘅數據允許進行分析理解。喺操作範圍內,正向電流同發光強度之間嘅關係通常係線性嘅。正向電壓呈現負溫度係數,即隨著結溫升高會輕微下降。光譜分佈曲線會顯示一個以530 nm為中心嘅單一峰值,並具有所述嘅35 nm半寬,確認係純綠色光發射。
5. 機械及封裝資訊
呢款LED係符合EIA標準嘅超薄封裝。其關鍵特徵係高度僅為0.80 mm。詳細嘅尺寸圖標明咗長度、寬度、引腳間距同整體幾何形狀,以確保正確嘅PCB焊盤設計。封裝使用水清透鏡材料。極性由組件嘅物理結構標示,通常有陰極標記。提供建議嘅焊盤尺寸,以確保回流焊期間形成可靠嘅焊點同正確對齊。
6. 焊接及組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
提供咗一個適用於無鉛焊接製程嘅建議紅外線回流溫度曲線。呢個曲線基於JEDEC標準。關鍵參數包括120-150°C之間嘅預熱階段、最高峰值溫度260°C,以及高於液相線(無鉛焊料通常為217°C)嘅時間唔超過10秒。呢個曲線旨在最小化LED封裝嘅熱應力,同時確保焊料正確回流。
6.2 處理及儲存
器件對靜電放電(ESD)敏感。建議使用接地手環或防靜電手套處理。喺原裝密封防潮袋連乾燥劑中,當儲存溫度≤30°C、濕度≤90% RH時,保存期限為一年。一旦打開包裝袋,組件應儲存喺≤30°C同≤60% RH嘅環境中,並喺一星期內使用。如果喺原包裝外儲存超過一星期,焊接前需要喺約60°C下烘烤至少20小時,以去除吸收嘅濕氣,防止回流焊期間出現爆米花現象。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定溶劑。將LED浸入常溫嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。使用未指定嘅化學品可能會損壞封裝環氧樹脂或透鏡。
7. 包裝及訂購資訊
組件以適合自動貼片設備嘅帶裝包裝供應。膠帶寬度為8 mm,捲喺直徑7英寸嘅捲盤上。每個完整捲盤包含4000件。部分捲盤嘅最低訂購數量為500件。包裝符合ANSI/EIA 481-1-A-1994規格。零件編號LTST-C190TGKT-5A遵循製造商內部編碼系統,其中元素可能表示系列、顏色(TG代表綠色)以及強度同波長嘅特定分級代碼。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款LED非常適合用於便攜式設備(電話、平板電腦、穿戴式裝置)嘅狀態指示燈、小型LCD或鍵盤嘅背光、工業控制面板指示燈,以及消費產品中嘅裝飾照明。其纖薄外形對於現代超薄設計至關重要。
8.2 設計考慮因素
電路設計師必須喺LED串聯一個限流電阻。電阻值使用歐姆定律計算:R = (供電電壓 - VF) / IF,其中VF係所選分級嘅正向電壓,IF係所需驅動電流(唔可以超過20 mA DC)。為確保多LED陣列中亮度均勻,建議選擇來自同一強度分級(例如全部來自P級)嘅LED。PCB上嘅熱管理應確保LED周圍嘅操作溫度唔超過80°C,以保持使用壽命同穩定嘅光輸出。
9. 技術比較及差異化
呢款LED嘅主要區別在於其0.8mm嘅高度,比許多標準晶片LED(例如0603或0805封裝,高度通常>1.0mm)更薄。同舊技術(如AlGaInP LED)相比,InGaN晶片提供更高效率同亮度,特別係喺綠色/藍色光譜中。130度嘅寬視角相比視角較窄嘅LED提供更多全方位光線,對於觀看位置唔固定喺正軸上嘅應用非常有益。
10. 常見問題解答(FAQs)
問:我可唔可以連續用20mA驅動呢款LED?
答:可以,20mA係最大額定DC正向電流。為獲得最佳使用壽命,通常會用較低電流(例如10-15mA)驅動,咁樣仍然可以提供充足亮度,同時減少壓力同熱量。
問:主波長同峰值波長有咩分別?
答:主波長(λd)係從CIE色度圖得出,代表感知顏色。峰值波長(λp)係發射光譜嘅實際物理峰值。佢哋通常接近但並唔完全相同。
問:點解如果捲盤打開超過一星期就需要烘烤?
答:塑膠封裝會從空氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊過程中,呢啲濕氣會迅速蒸發,導致內部分層或破裂(爆米花現象)。烘烤可以驅除呢啲吸收嘅濕氣。
問:我可唔可以用電烙鐵代替回流焊?
答:用電烙鐵手動焊接係可能嘅,但唔建議用於批量生產。如果必須使用,烙鐵頭溫度唔可以超過300°C,並且單次焊接嘅接觸時間必須限制喺最多3秒。
11. 實際應用案例分析
考慮一個智能手錶嘅設計,需要多個通知LED。手錶殼內嘅高度限制非常嚴格,只有1.0mm。標準LED可能高1.2mm,會導致裝配問題。呢款0.8mm高嘅LED就啱啱好。設計師選擇D7級電壓(2.8-3.0V)同P級強度(45-71 mcd),以確保從手錶嘅3.3V電源獲得一致嘅亮度同功耗。130度嘅寬視角確保即使從側面睇手錶面,通知燈都清晰可見。LED放置喺PCB上,組裝過程使用提供嘅溫度曲線進行標準無鉛回流焊,從而形成可靠嘅焊點而不損壞組件。
12. 技術原理介紹
呢款LED基於InGaN(氮化銦鎵)半導體材料。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,電子同電洞被注入有源區。佢哋復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。InGaN合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,進而決定發射光嘅波長(顏色)。對於綠色發射,銦含量需要精確控制。水清環氧樹脂透鏡封裝並保護半導體晶片,其形狀設計用於優化光提取同視角。
13. 行業趨勢及發展
SMD LED嘅趨勢繼續朝向微型化、更高效率(每瓦電輸入產生更多光輸出)同改善顏色一致性發展。對更薄器件嘅追求,正如呢款產品所見,係由對更纖薄消費電子產品嘅不懈追求所驅動。此外,集成度越來越高,LED與驅動器同控制IC結合喺單一封裝中。基礎嘅InGaN技術亦係開發用於通用照明嘅高功率LED同用於下一代顯示器嘅微型LED嘅核心,表明咗一個強大且不斷發展嘅技術基礎。
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。 |