目錄
1. 產品概覽
LTST-C171TGKT 係一款高性能表面貼裝器件(SMD)發光二極管(LED),專為需要緊湊外形同可靠運作嘅現代電子應用而設計。呢個元件採用InGaN(氮化銦鎵)半導體技術嚟產生綠光。佢嘅主要設計目標係提供一個穩健、高效嘅光源,兼容大批量生產中常見嘅自動化組裝流程。
呢款LED嘅主要優勢包括其極薄嘅外形,高度僅為0.8毫米,適合空間限制嚴格嘅應用。佢被歸類為綠色產品,並符合RoHS(有害物質限制)指令。包裝採用業界標準嘅8毫米載帶,安裝喺7英寸捲盤上,方便高效嘅拾放組裝。器件完全兼容紅外線(IR)同氣相回流焊接工藝,確保大規模生產中嘅焊點可靠。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。對於LTST-C171TGKT,呢啲值係喺環境溫度(Ta)為25°C時指定嘅。最大連續直流正向電流為20 mA。喺佔空比為1/10、脈衝寬度為0.1ms嘅脈衝操作下,允許嘅峰值正向電流為100 mA。最大功耗為76 mW。器件可以承受高達5 V嘅反向電壓。工作溫度範圍係從-20°C到+80°C,而儲存溫度範圍則從-30°C延伸到+100°C。正向電流喺50°C以上以每°C 0.25 mA嘅速率線性遞減,呢點對於應用設計中嘅熱管理至關重要。
2.2 電氣同光學特性
典型性能係喺Ta=25°C下測量嘅。發光強度(Iv)喺正向電流(IF)為20 mA時,範圍從最小71.0 mcd到最大450.0 mcd。視角(2θ1/2),定義為強度為軸上值一半時嘅全角,為130度,表示一個寬廣嘅視角模式。峰值發射波長(λP)通常為530 nm。主波長(λd),定義咗感知顏色,喺IF=20mA時為525 nm。譜線半寬(Δλ)為35 nm,描述咗光譜純度。正向電壓(VF)範圍從2.80 V到3.60 V,喺IF=20mA時典型值為3.20 V。反向電流(IR)喺反向電壓(VR)為5V時最大為10 μA。
3. 分級代碼系統解釋
產品根據關鍵參數進行分級,以確保應用中嘅一致性。咁樣設計師就可以選擇特性緊密集中嘅LED,以獲得均勻嘅外觀同性能。
3.1 正向電壓分級
正向電壓以0.2V為步長進行分級。分級代碼為D7(2.80V - 3.00V)、D8(3.00V - 3.20V)、D9(3.20V - 3.40V)同D10(3.40V - 3.60V)。每個分級應用±0.1V嘅公差。
3.2 發光強度分級
發光強度分為四個類別:Q(71.0 - 112.0 mcd)、R(112.0 - 180.0 mcd)、S(180.0 - 280.0 mcd)同T(280.0 - 450.0 mcd)。每個強度分級應用±15%嘅公差。
3.3 主波長分級
主波長進行分級以控制顏色一致性。分級為AP(520.0 - 525.0 nm)、AQ(525.0 - 530.0 nm)同AR(530.0 - 535.0 nm)。每個分級嘅公差為±1 nm。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用咗特定嘅圖形曲線(例如圖1、圖6),但可以描述佢哋嘅典型行為。正向電流(IF)同正向電壓(VF)之間嘅關係係指數型嘅,係二極管嘅特徵。發光強度喺指定工作範圍內大致與正向電流成正比。光譜分佈曲線顯示咗一個喺530 nm附近嘅單峰,並具有定義嘅半寬。對於呢款廣角器件,視角模式通常係朗伯型或接近朗伯型,即強度隨住與軸線夾角嘅餘弦值而減小。
5. 機械同封裝信息
呢款LED符合EIA標準封裝尺寸。封裝具有水清透鏡。詳細尺寸圖指定咗長度、寬度、高度同引腳位置。0.8毫米嘅超薄外形係一個關鍵機械特徵。極性由陰極標記指示,通常係封裝上嘅一個凹口或一個綠點。提供咗推薦嘅焊盤尺寸,以確保回流焊接過程中同之後焊點嘅正確形成同機械穩定性。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接曲線
提供咗兩個建議嘅紅外線(IR)回流焊接曲線:一個用於普通(錫鉛)工藝,一個用於無鉛工藝。對於使用Sn-Ag-Cu焊膏嘅無鉛工藝,必須仔細控制曲線。峰值溫度不應超過260°C,並且必須管理喺焊料液相線溫度以上嘅時間,以防止對LED封裝造成熱損傷,同時確保焊料正確回流。
6.2 波峰焊同手動焊接
對於波峰焊,規定最高溫度為260°C,持續5秒。對於使用烙鐵嘅手動焊接,烙鐵頭溫度不應超過300°C,每個焊點嘅接觸時間應限制喺3秒以內,並且只允許一次。
6.3 儲存同處理
LED應儲存喺不超過30°C同70%相對濕度嘅環境中。從其原始防潮包裝(MSL 2a)中取出嘅元件應喺672小時(28日)內進行回流焊接。如果儲存超過此期限,建議喺組裝前喺60°C下烘烤至少24小時,以去除吸收嘅水分並防止回流過程中發生"爆米花"效應。
6.4 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定嘅溶劑。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。未指定嘅化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。
7. 包裝同訂購信息
標準包裝係安裝喺7英寸直徑捲盤上嘅8毫米寬壓紋載帶。每捲包含3000件。載帶具有用頂部蓋帶密封嘅凹槽。包裝遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994規範。對於訂購數量唔係整捲倍數嘅情況,剩餘部件嘅最小包裝數量為500件。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款LED適用於消費電子產品(例如移動設備、LCD面板)嘅背光、狀態指示器、裝飾照明同汽車內飾照明,其中薄型外形至關重要。其寬廣視角使其適合需要廣闊區域照明或多角度可見性嘅應用。
8.2 設計考慮因素
驅動電路:LED係電流驅動器件。為確保多個LED並聯時亮度均勻,強烈建議每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻。唔建議將LED直接並聯而無獨立電阻(電路模型B),因為LED之間正向電壓(Vf)特性嘅微小差異會導致顯著嘅電流不平衡,從而導致亮度不均勻,並可能使Vf最低嘅LED承受過大應力。
熱管理:雖然功耗較低,但適當嘅PCB佈局以散熱非常重要,特別係喺接近最大額定值或高環境溫度下工作時。必須遵循降額曲線。
ESD防護:器件對靜電放電(ESD)敏感。喺處理同組裝過程中必須實施適當嘅ESD控制措施。呢包括使用接地腕帶、防靜電墊,並確保所有設備正確接地。可以使用離子發生器嚟中和工作區域嘅靜電荷。
9. 技術比較
LTST-C171TGKT嘅主要區別優勢係其超薄嘅0.8毫米高度,呢個比許多標準SMD LED(例如0805或1206封裝,通常高度超過1.0毫米)要低得多。咁樣可以設計到日益纖薄嘅電子產品中。130度嘅寬廣視角相比窄角LED提供更擴散嘅光線,減少咗某些應用中對二次光學元件嘅需求。針對強度、電壓同波長嘅明確分級結構為設計師提供咗可預測嘅性能同跨生產批次嘅顏色一致性。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可唔可以直接用5V電源驅動呢款LED?
答:唔可以。典型正向電壓係3.2V。如果唔使用限流電阻直接連接到5V電源,會導致過大電流流過,可能會立即損壞LED。務必使用串聯電阻嚟設定適當嘅電流(例如20 mA)。
問:峰值波長同主波長有咩區別?
答:峰值波長(λP)係光譜功率輸出最大時嘅波長(530 nm)。主波長(λd)係會產生相同感知顏色嘅單色光波長(525 nm)。主波長對於顏色規格更為相關。
問:我點樣解讀發光強度分級代碼(例如"T")?
答:分級代碼表示該組LED保證嘅最小同最大強度。一個"T"級LED喺驅動電流為20 mA時,強度將介乎280.0同450.0 mcd之間。選擇更高嘅分級代碼通常意味住更光嘅LED。
問:呢款LED適合戶外使用嗎?
答:工作溫度範圍係-20°C到+80°C。雖然佢可以喺某些戶外環境中工作,但唔建議喺無適當封裝同環境保護嘅情況下長時間暴露喺直射陽光、濕氣或超出指定範圍嘅溫度中。規格書指定咗其預期用途係用於普通電子設備。
11. 實用設計案例
場景:為便攜式醫療設備設計一個狀態指示燈面板。面板需要10個均勻光亮嘅綠色指示燈,安裝喺非常薄嘅外殼內。
實施:將十個LTST-C171TGKT LED放置喺PCB上。為確保亮度均勻,每個LED通過其自身嘅串聯電阻從公共5V電源軌驅動。電阻值使用歐姆定律計算:R = (電源電壓 - LED_Vf) / If。使用典型Vf為3.2V同目標If為20 mA:R = (5V - 3.2V) / 0.020A = 90歐姆。選擇一個標準91歐姆電阻。所有LED都指定為相同嘅發光強度分級(例如"S"級),以保證最小嘅亮度變化。0.8毫米嘅高度使整個組件能夠安裝喺1.2毫米厚嘅外殼內。
12. 原理介紹
呢款LED中嘅光發射基於InGaN半導體中嘅電致發光。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,電子同空穴被注入到有源區。當呢啲電荷載流子復合時,能量以光子(光)嘅形式釋放。氮化銦鎵合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,進而定義咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下係綠色。水清環氧樹脂透鏡封裝咗半導體芯片,提供機械保護,並塑造光輸出模式。
13. 發展趨勢
消費電子產品用SMD LED嘅趨勢繼續朝向更高效率(每單位電功率更多光輸出)、更小佔地面積同更薄外形發展。為咗滿足高分辨率顯示器同均勻照明嘅需求,亦都推動咗改善顏色一致性同更嚴格嘅分級公差。此外,由於全球環境法規同先進PCB材料嘅採用,兼容無鉛同高溫回流工藝仍然至關重要。將板上電流調節或保護功能集成到LED封裝本身係一個持續發展嘅領域,旨在簡化驅動電路設計。
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。 |