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. 分級系統解釋
- 3.1 正向電壓分級
- 3.2 發光強度分級
- 3.3 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
- 4.2 發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 光譜分佈
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 5.3 建議焊接焊盤佈局
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接溫度曲線
- 6.2 手動焊接
- 6.3 清潔
- 6.4 儲存條件
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (FAQ)
- 10.1 我可唔可以連續用20mA驅動呢粒LED?
- 10.2 用5V電源需要幾多歐姆電阻?
- 10.3 既然唔應該施加反向電壓,點解仲有反向電流規格?
- 10.4 點樣解讀訂單入面嘅分級代碼?
- 11. 實用設計案例
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢
LTST-C190TGKT-2A 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)。呢個元件屬於超薄晶片LED系列,封裝高度僅為0.8mm。佢採用InGaN (氮化銦鎵) 半導體晶片產生綠光,喺微型尺寸下提供亮度同效率嘅平衡。器件以業界標準嘅8mm載帶供應,安裝喺7英寸直徑嘅捲盤上,完全兼容高速自動貼片組裝設備。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED嘅主要優勢係其極低嘅厚度,對於Z軸高度係限制因素嘅應用(例如超薄顯示器、移動設備同可穿戴技術)至關重要。佢同紅外 (IR) 回流焊接製程嘅兼容性符合標準表面貼裝技術 (SMT) 組裝線,確保可靠同高效嘅製造。產品被指定為"綠色產品",表示符合有關有害物質嘅環保法規。其目標市場包括消費電子產品、指示燈、小型顯示器嘅背光,以及各種需要喺細小封裝內提供可靠、明亮指示嘅便攜設備。
2. 技術參數深入分析
本節根據規格書提供LED關鍵電氣、光學同熱特性嘅詳細客觀分析。所有參數均喺環境溫度 (Ta) 25°C下指定。
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係工作條件。
功耗 (Pd):
- 76 mW。呢個係LED封裝喺唔超過其熱極限情況下可以作為熱量散發嘅最大功率。峰值正向電流 (I
- F(PEAK)):100 mA。呢個電流只能喺脈衝條件下應用,佔空比為1/10,脈衝寬度為0.1ms。適用於短暫、高強度閃光,但唔適用於連續操作。直流正向電流 (I
- ):F20 mA。呢個係建議嘅最大連續正向電流,用於可靠嘅長期操作。工作溫度範圍:
- -20°C 至 +80°C。器件設計喺呢個環境溫度範圍內工作。儲存溫度範圍:
- -30°C 至 +100°C。器件喺未通電時可以喺呢啲極限內儲存。紅外焊接條件:
- 可承受260°C 10秒。呢個定義咗無鉛 (Pb-free) 焊膏典型回流焊接製程期間嘅峰值溫度耐受性。2.2 電氣同光學特性
呢啲係定義LED喺正常條件下性能嘅典型工作參數。
發光強度 (I
- ):V18.0 - 112.0 mcd (毫坎德拉),喺 I= 2mA 下。呢個寬範圍表示器件有唔同亮度分級(見第3節)。測量使用近似CIE明視覺響應曲線嘅濾光片。F視角 (2θ
- 1/2):130度。呢個係非常寬嘅視角,意味住光輸出分散喺廣闊區域,而唔係窄光束。角度定義為強度下降到其軸向(中心)值一半嘅位置。峰值發射波長 (λ
- ):P530 nm (典型值)。呢個係光譜功率輸出最高嘅波長。主波長 (λ
- ):d520.0 - 540.0 nm。呢個係人眼感知嘅單一波長,定義LED嘅顏色,源自CIE色度圖。唔同分級覆蓋呢個範圍。譜線半寬 (Δλ):
- 15 nm (典型值)。呢個指定發射光嘅帶寬,以光譜峰值半高全寬 (FWHM) 測量。15nm嘅值表示相對純淨嘅綠色。正向電壓 (V
- ):F2.4 - 3.2 V,喺 I= 2mA 下。LED工作時嘅壓降。佢被分級到特定範圍。F反向電流 (I
- ):R10 μA (最大值),喺 V= 5V 下。呢個參數僅用於測試目的。LED唔係設計用於反向偏壓操作,喺電路中施加反向電壓可能會損壞佢。R3. 分級系統解釋
為確保大規模生產嘅一致性,LED根據關鍵參數被分類到"分級"中。咁樣設計師就可以選擇符合顏色、亮度同電壓特定要求嘅部件。
3.1 正向電壓分級
單位為伏特 (V),喺2mA下測量。每個分級嘅容差為±0.1V。
分級 D4:
- 2.4V (最小) 至 2.6V (最大)分級 D5:
- 2.6V 至 2.8V分級 D6:
- 2.8V 至 3.0V分級 D7:
- 3.0V 至 3.2V選擇更窄嘅電壓分級有助於設計更一致嘅限流電路,特別係當驅動多個串聯LED時。
單位為毫坎德拉 (mcd),喺2mA下測量。每個分級嘅容差為±15%。
分級 M:
- 18.0 mcd 至 28.0 mcd分級 N:
- 28.0 mcd 至 45.0 mcd分級 P:
- 45.0 mcd 至 71.0 mcd分級 Q:
- 71.0 mcd 至 112.0 mcd呢個分級允許根據應用亮度需求進行選擇,從低功耗指示器到更亮嘅狀態燈。
單位為納米 (nm),喺2mA下測量。每個分級嘅容差為±1 nm。
分級 AP:
- 520.0 nm 至 525.0 nm (更綠,接近藍綠色)分級 AQ:
- 525.0 nm 至 530.0 nm分級 AR:
- 530.0 nm 至 535.0 nm (典型綠色)分級 AS:
- 535.0 nm 至 540.0 nm (黃綠色)對於顏色關鍵嘅應用,必須喺多個單元之間保持特定綠色色調或與其他組件匹配,呢一點至關重要。
雖然規格書中引用咗特定圖形曲線(例如圖1、圖5),但佢哋嘅典型行為可以基於標準LED物理學同提供嘅參數進行描述。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
正向電壓 (V
) 同正向電流 (IF) 具有對數關係。喺2mA嘅測試條件下,VF介乎2.4V同3.2V之間。隨著電流增加,VF會輕微增加。LED表現出類似二極管嘅特性:低於閾值電壓(對於綠色InGaN約為2V)時電流可忽略不計,之後電流隨著電壓嘅輕微增加而迅速增加。因此,LED必須由限流源驅動,而唔係電壓源。F4.2 發光強度 vs. 正向電流
發光強度 (I
) 喺相當大嘅範圍內大致同正向電流成正比。喺2mA下操作提供分級嘅強度值。增加電流會增加光輸出,但由於加熱同效率下降,呢種關係喺較高電流下可能會變得次線性。最大直流電流20mA為維持可靠性提供咗操作上限指引。V4.3 光譜分佈
LED主要喺可見光譜嘅綠色區域發光。峰值波長通常為530 nm,光譜半寬為15 nm。呢個產生相對純淨嘅綠色。主波長 (λ
),定義感知顏色,根據分級喺520 nm至540 nm之間變化。光譜很大程度上獨立於驅動電流,但會隨著結溫發生輕微偏移。d5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED採用業界標準"晶片LED"封裝。關鍵尺寸(以毫米為單位)包括非常低嘅厚度0.8mm。規格書包含詳細機械圖紙,顯示頂視、側視同底視圖,包含所有關鍵尺寸同容差(通常為±0.10mm)。底視圖清楚顯示陽極同陰極焊盤佈局以及極性標記。
5.2 極性識別
極性通常通過封裝上嘅標記或底部不對稱焊盤設計來指示。正確極性對於操作至關重要。施加反向電壓可能導致立即故障。
5.3 建議焊接焊盤佈局
規格書提供咗PCB設計嘅建議焊盤圖案(封裝)。遵循呢個圖案可確保正確焊接、對齊同機械穩定性。設計通常包括散熱連接,以管理焊接同操作期間嘅熱量。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
器件兼容使用無鉛 (Pb-free) 焊膏嘅紅外 (IR) 回流焊接製程。提供建議嘅溫度曲線,通常遵循JEDEC標準。關鍵參數包括:
預熱:
- 120-150°C 範圍。預熱時間:
- 最多120秒,以允許焊膏助焊劑活化同溫度穩定。峰值溫度:
- 最高260°C。液相線以上時間:
- 溫度曲線應限制LED引腳喺焊料熔點以上嘅時間,最多約10秒。溫度曲線旨在防止熱衝擊並確保可靠嘅焊點,同時唔損壞LED嘅內部結構或環氧樹脂透鏡。
如果需要手動焊接,必須極度小心:
烙鐵溫度:
- 最高300°C。焊接時間:
- 每個焊盤最多3秒。頻率:
- 應只進行一次。重複加熱會增加損壞風險。建議使用尖頭烙鐵同適當助焊劑。
應只使用指定清潔劑。推薦溶劑包括常溫下嘅乙醇或異丙醇。LED應浸泡少於一分鐘。未指定化學品可能會損壞塑料封裝或透鏡。
6.4 儲存條件
正確儲存對於SMD組件至關重要:
密封包裝:
- 儲存於≤30°C同≤90%相對濕度 (RH)。喺打開防潮袋後一年內使用。已打開包裝:
- 對於從原始乾燥包裝中取出嘅組件,環境不應超過30°C / 60% RH。建議喺一週內完成IR回流焊接。長期儲存(已打開):
- 儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣乾燥器中。烘烤:
- 儲存喺原始包裝外超過一週嘅LED應喺組裝前以約60°C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"現象。7. 包裝同訂購資訊
7.1 載帶同捲盤規格
產品供應用於自動組裝:
載帶寬度:
- 8mm。 8mm.
- 捲盤直徑:7英寸 (178mm)。
- 每捲數量:4000件。
- 最小訂購量 (MOQ):剩餘數量為500件。
- 口袋密封:空口袋用頂蓋膠帶密封。
- 缺失組件:根據規格,最多允許連續缺失兩個燈。
- 標準:包裝符合ANSI/EIA-481-1-A-1994規格。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 狀態指示器:消費電子產品(路由器、充電器、智能家居設備)中嘅電源、連接或活動燈。
- 背光:薄型設備中小型LCD顯示器或圖標嘅側光照明。
- 便攜同可穿戴設備:智能手機、健身追踪器同耳戴式設備中嘅指示燈,厚度係關鍵因素。
- 面板指示器:控制面板同儀器上嘅集群指示器。
8.2 設計考慮因素
- 電流驅動:始終使用串聯限流電阻或恆流驅動電路。使用公式 R = (V電源- VF) / IF計算電阻值。使用分級中嘅最大 VF,以確保如果 V電源處於最小值時仍能滿足最小電流。
- 熱管理:雖然功耗低,但如果喺接近最大電流下操作,特別係喺高環境溫度下,請確保PCB焊盤下有足夠嘅銅面積或散熱過孔。
- ESD保護:LED對靜電放電 (ESD) 敏感。喺組裝同設計期間實施ESD安全處理程序(手腕帶、接地工作站)。如果應用環境容易產生ESD,請考慮喺敏感線路上添加瞬態電壓抑制 (TVS) 二極管或電阻。
- 光學設計:130度視角提供廣泛分散。對於定向光,可能需要外部透鏡或導光板。
9. 技術比較同差異化
LTST-C190TGKT-2A 主要通過其超薄0.8mm厚度實現差異化。與標準1.0mm或1.2mm高度LED相比,呢個允許設計更薄嘅終端產品。使用InGaN技術相比舊技術(如用於綠色嘅AlGaInP)提供更高效率同更亮輸出,儘管通常正向電壓更高。全面嘅分級系統為設計師提供對顏色同亮度一致性嘅精細控制,相比參數分佈更寬、未指定嘅LED具有優勢。
10. 常見問題 (FAQ)
10.1 我可唔可以連續用20mA驅動呢粒LED?
可以,20mA係建議嘅最大直流正向電流。為咗最長壽命同可靠性,通常建議喺較低電流(例如10-15mA)下操作,因為咁樣可以減少熱應力。如果有降額曲線,請務必參考。
10.2 用5V電源需要幾多歐姆電阻?
使用公式 R = (V電源- VF) / IF。對於目標 IF為5mA同最大 VF為3.2V (分級 D7):R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360歐姆。對於目標10mA:R = (5V - 3.2V) / 0.01A = 180歐姆。始終選擇下一個較高嘅標準電阻值並考慮額定功率 (P = I2R)。
10.3 既然唔應該施加反向電壓,點解仲有反向電流規格?
喺 VR=5V 下嘅 IR規格係製造過程中執行嘅質量同漏電測試參數。佢驗證半導體結嘅完整性。喺實際電路中,你永遠唔應該讓LED處於反向偏壓,因為即使係超出器件低反向擊穿電壓嘅小反向電壓也可能導致立即同災難性故障。
10.4 點樣解讀訂單入面嘅分級代碼?
完整訂單代碼可能指定 VF、IV同 λd嘅分級(例如 D5-N-AR)。呢個將指定正向電壓為2.6-2.8V、發光強度為28-45 mcd、主波長為530-535 nm嘅LED。請諮詢製造商以獲取確切訂購語法。
11. 實用設計案例
場景:為由3.7V鋰離子電池供電嘅便攜設備設計低電量指示器。指示器應清晰可見,但盡量減少功耗。設計步驟:
- 電流選擇:選擇 IF= 5mA,以取得亮度同低功耗嘅良好平衡。
- 電壓考慮:電池電壓範圍從約4.2V(滿電)到約3.0V(低電)。使用最小系統電壓 (3.0V) 進行最壞情況電阻計算,以確保LED仍然亮起。
- 電阻計算(最壞情況):假設使用 VF分級 D7 LED (最大 VF= 3.2V)。喺低電量 (3.0V) 時,冇足夠電壓對LED進行正向偏壓 (3.0V<3.2V)。因此,選擇較低 VF分級(例如 D4:最大2.6V)或使用電荷泵/LED驅動器以喺整個電池範圍內實現一致性能。如果使用分級 D4,最大 VF=2.6V,喺低電量時:R = (3.0V - 2.6V) / 0.005A = 80歐姆。喺滿電時 (4.2V):IF= (4.2V - 2.4V最小) / 80 = 22.5mA (超過20mA最大值)。呢個顯示咗直接從變化電壓源驅動LED嘅挑戰。建議使用恆流電路或更複雜嘅驅動器以實現最佳性能同LED安全。
12. 工作原理介紹
發光二極管係半導體器件,通過稱為電致發光嘅過程將電能直接轉換為光。LTST-C190TGKT-2A 使用InGaN (氮化銦鎵) 化合物半導體。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域。當呢啲電荷載流子復合時,佢哋以光子(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。InGaN材料用於產生光譜中藍色、綠色同紫外線部分嘅光。呢款LED嘅綠色係其有源層中銦、鎵同氮嘅特定組成嘅結果。
13. 技術趨勢
像LTST-C190TGKT-2A咁樣嘅LED發展遵循幾個關鍵行業趨勢。持續推動小型化,使終端產品更薄更細。InGaN材料效率嘅提高導致更高嘅發光效率(每電瓦更多光輸出),對於電池供電設備至關重要。另一個趨勢係分級嘅改進同更嚴格嘅參數控制,允許大規模生產中更一致嘅性能,並實現具有嚴格顏色或亮度均勻性要求嘅應用。最後,增強嘅可靠性同無鉛、高溫焊接製程嘅兼容性對於滿足全球環保法規同現代製造標準至關重要。
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。 |