目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢與目標市場
- 2. 技術參數:深入客觀解讀
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 正向電壓 (VF) 等級
- 3.2 發光強度 (IV) 等級
- 3.3 色調 (主波長) 等級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流與正向電壓 (I-V曲線)
- 4.2 發光強度與正向電流
- 4.3 光譜分佈
- 5. 機械與封裝資料
- 5.1 封裝尺寸及極性識別
- 5.2 建議嘅PCB焊接焊盤設計
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 紅外回流焊接參數
- 6.2 儲存與處理條件
- 6.3 清潔
- 6.4 靜電放電 (ESD) 注意事項
- 7. 包裝及訂購資料
- 8. 應用建議與設計考量
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 10.1 主波長與峰值波長有何區別?
- 10.2 我可唔可以用3.3V電源直接驅動呢粒LED,唔使加電阻?
- 10.3 訂購時應如何解讀bin代碼?
- 11. 操作原則
- 12. 行業趨勢與背景
1. 產品概述
LTST-C281KSKT-5A 是一款表面貼裝器件(SMD)LED燈,專為現代空間受限的電子應用而設計。它屬於一系列專為自動化印刷電路板(PCB)組裝流程而設計的微型LED。此元件適合集成到各種消費及工業電子設備中,以提供可靠、小巧且明亮的指示功能。
1.1 核心優勢與目標市場
呢款LED提供多個關鍵優勢,令佢成為設計師嘅首選。其主要特點係超薄外形,高度僅0.35毫米,適用於超薄裝置。佢採用Ultra Bright AlInGaP(鋁銦鎵磷)芯片,能夠喺黃色光譜範圍內提供高發光效率同出色嘅色彩純度。該器件完全符合RoHS(有害物質限制)指令,適合用於環保法規嚴格嘅全球市場。其採用8毫米載帶包裝並捲裝於7吋捲盤上,符合標準化(EIA STD)規格,確保與高速自動貼片設備兼容。此外,其設計可承受標準紅外線(IR)迴流焊接過程,對於現代表面貼裝技術(SMT)組裝線至關重要。
目標應用範疇廣泛,涵蓋電訊設備(例如無線電話及手提電話)、辦公室自動化裝置(例如筆記簿型電腦、網絡系統)、家用電器,以及室內標誌。具體功能用途包括鍵盤背光、電源或連接狀態指示燈、整合於微型顯示器,以及一般訊號或符號照明。
2. 技術參數:深入客觀解讀
LTST-C281KSKT-5A 嘅性能由一系列全面嘅電氣、光學同熱力參數所定義。理解呢啲規格對於正確嘅電路設計同確保長期可靠性至關重要。
2.1 Absolute Maximum Ratings
呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限,並唔適用於正常操作。對於環境溫度(Ta)為25°C嘅LTST-C281KSKT-5A:最大連續功耗為75mW;最大直流正向電流為30mA;峰值正向電流80mA僅允許喺脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)以防止過熱;可施加嘅最大反向電壓為5V;工作溫度範圍為-30°C至+85°C;儲存溫度範圍為-40°C至+85°C。需要特別注意,器件可承受260°C紅外焊接條件最長10秒,呢個同常見嘅無鉛(Pb-free)回流焊曲線相符。
2.2 電氣與光學特性
此乃標準測試條件下(Ta=25°C)量度嘅典型性能參數。當正向電流(IF)為5mA時,發光強度(Iv)範圍由最低7.1毫坎德拉(mcd)至最高45.0 mcd。該器件具備130度嘅極寬視角(2θ1/2),意味住佢能夠喺廣闊範圍內發光,適合需要寬角度可見性嘅應用。其光學顏色由主波長(λd)介乎587.0 nm至594.5 nm之間所定義,明確位於可見光譜嘅黃色區域。峰值發射波長(λp)通常為591.0 nm。電氣特性方面,驅動5mA流經LED所需嘅正向電壓(VF)介乎1.7V至2.3V之間。反向電流(IR)非常低,當施加5V反向偏壓時,最大值為10微安培。
3. 分級系統說明
為確保批量生產的一致性,LED會根據關鍵參數被分選到不同的性能組別或「分級」中。LTST-C281KSKT-5A採用三維分級系統,針對正向電壓(VF)、發光強度(IV)和主波長(色調)進行分級。
3.1 正向電壓 (VF) 等級
LED會根據其在5mA測試電流下的正向壓降進行分檔。分檔為:E2 (1.70V至1.90V)、E3 (1.90V至2.10V)及E4 (2.10V至2.30V)。每個分檔均設有±0.1V的容差。此資訊對於設計恆流驅動器或預測串聯配置中的壓降至關重要。
3.2 發光強度 (IV) 等級
此分檔定義亮度輸出。分檔以5mA下的mcd為單位,包括:K (7.1至11.2)、L (11.2至18.0)、M (18.0至28.0)及N (28.0至45.0)。每個分檔均設有±15%的容差。設計師可選擇特定亮度分檔以滿足應用的視覺要求,確保多LED陣列的均勻性。
3.3 色調 (主波長) 等級
此分級控制黃色的精確色調。主波長分級為:J(587.0 nm至589.5 nm)、K(589.5 nm至592.0 nm)及L(592.0 nm至594.5 nm)。每個分級的容差為±1 nm。在要求顏色一致性的應用中(例如狀態指示燈或背光照明,需確保多個LED顯示相同顏色),選擇緊湊的色調分級至關重要。
4. 性能曲線分析
LED特性嘅圖形表示,可以更深入咁了解唔同條件下嘅性能,對於穩健設計至關重要。
4.1 正向電流與正向電壓 (I-V曲線)
I-V 曲線闡明了流經 LED 的電流與其兩端電壓之間的非線性關係。對於此 LED 所使用的 AlInGaP 材料,曲線會顯示出一個約 1.8-2.0V 的特徵「膝點」電壓,超過此電壓,電流會隨電壓的微小增加而急劇上升。這強調了使用限流機制(電阻或恆流驅動器)而非固定電壓源的重要性,以防止熱失控並損壞器件。
4.2 發光強度與正向電流
呢條曲線顯示光輸出點樣隨驅動電流增加。通常喺較低電流時,關係相對線性,但喺較高電流時,可能會因為結溫上升同效率下降而飽和或者變成次線性。將LED操作喺其指定嘅直流電流範圍內(最高30mA)可以確保最佳效率同使用壽命。
4.3 光譜分佈
AlInGaP黃色LED嘅光譜輸出曲線顯示一個相對窄嘅發射波段,根據規格,其光譜半高寬(Δλ)通常約為15 nm。峰值波長會喺591 nm附近。相比起光譜較寬嘅光源(例如螢光粉轉換白光LED),呢種窄頻寬會產生飽和、純正嘅黃色。
5. 機械與封裝資料
實體結構同尺寸對於PCB佈局同組裝至關重要。
5.1 封裝尺寸及極性識別
該LED採用標準晶片LED封裝。關鍵尺寸包括整體長度、寬度,以及極低的0.35mm高度。陰極(負極)端子通常透過封裝上的標記來識別,例如綠點、凹口或形狀不同的焊盤。數據手冊提供詳細的尺寸圖,標明所有以毫米為單位的關鍵尺寸,包括焊盤位置、元件外形及透鏡尺寸。設計師必須嚴格遵循這些尺寸來設計PCB焊盤圖形(封裝),以確保正確焊接與對位。
5.2 建議嘅PCB焊接焊盤設計
提供建議嘅焊盤圖案(焊盤佈局)以確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點。此圖案考慮到焊腳嘅形成,並防止墓碑效應(即元件一端翹離焊盤)等問題。如果焊盤連接至大面積銅箔,設計通常會包含散熱連接,以管理焊接期間嘅熱量。
6. 焊接同組裝指引
正確嘅處理同組裝對於產量同可靠性至關重要。
6.1 紅外回流焊接參數
對於無鉛製程,建議採用特定嘅迴流溫度曲線。峰值溫度不應超過260°C,而溫度高於260°C嘅時間應限制喺最多10秒。需要一個預熱階段(通常為150-200°C)以緩慢升溫並激活助焊劑,最長預熱時間為120秒。應針對特定PCB、焊錫膏同爐具進行溫度曲線特性分析,以確保所有元件都能正確焊接而無損壞。
6.2 儲存與處理條件
此LED對濕氣敏感(MSL2a)。當儲存於原裝密封防潮袋(內含乾燥劑)時,應存放於≤30°C及≤90%相對濕度(RH)嘅環境,並於一年內使用。一旦打開包裝袋,儲存環境不應超過30°C及60% RH。暴露於環境空氣中嘅元件應於672小時(28日)內進行IR回流焊。若超過此時間,焊接前需進行約60°C、至少20小時嘅烘烤,以去除吸收嘅濕氣,防止回流焊期間出現「爆米花」損壞。
6.3 清潔
如焊接後需要清潔,應只使用指定溶劑。將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇少於一分鐘是可接受的。使用刺激性或非指定的化學品可能會損壞塑膠透鏡或封裝。
6.4 靜電放電 (ESD) 注意事項
LED 容易因靜電及電壓突波而損壞。建議使用接地手帶或防靜電手套處理裝置。所有設備,包括工作站及機器,必須妥善接地,以防發生 ESD 事件。
7. 包裝及訂購資料
LTST-C281KSKT-5A 以適用於自動化組裝嘅帶裝形式供應。膠帶闊度為8毫米,捲繞於標準7吋(178毫米)直徑嘅捲盤上。每捲包含5000件。如需較少數量,可提供最低包裝數量為500件嘅零散包裝。膠帶同捲盤規格符合 ANSI/EIA 481 標準,確保與標準送料系統兼容。膠帶附有保護蓋以保護元件,並規定連續空置嘅元件袋不可超過兩個。
8. 應用建議與設計考量
8.1 典型應用電路
最常見嘅驅動方法係將一個串聯限流電阻連接至電源(Vcc)。電阻值(R)根據歐姆定律計算:R = (Vcc - VF) / IF,其中VF係LED嘅正向電壓(為穩健設計,請使用分檔或數據手冊中嘅最大值),而IF係所需嘅正向電流(例如5mA、10mA,最高30mA)。對於需要亮度一致或喺寬電壓範圍內工作嘅應用,建議使用恆流驅動器IC。
8.2 熱管理
雖然功耗偏低(最高75mW),但有效的熱管理對於維持LED壽命及防止色偏仍然重要。PCB本身可充當散熱器。將LED的散熱焊盤(如有)連接至PCB上足夠的銅箔區域,有助於散熱。應避免長時間同時以絕對最大電流及最高溫度操作LED。
8.3 光學設計考量
130度的寬廣視角令此LED適合需要從多角度觀看光源而無需外加散光片的應用。如需更集中的光線,可使用外部透鏡或導光件。此特定型號的水晶透鏡能讓晶片原色(黃色)直接透出,無需濾光。
9. 技術比較與差異化
LTST-C281KSKT-5A 主要嘅差異化特點在於其超薄嘅0.35毫米厚度,比好多標準芯片LED(例如通常高0.6-0.8毫米嘅0603或0805封裝)更薄。呢一點令佢非常適合最新一代嘅超薄流動裝置同可穿戴設備。採用AlInGaP技術,相比舊有嘅GaAsP等技術,能夠喺紅-琥珀-黃色範圍內提供更高效率同更好嘅色彩飽和度。其兼容標準紅外回流焊同捲帶包裝,適合大批量自動化生產流程,提供一個具成本效益且可靠嘅解決方案。
10. 常見問題(基於技術參數)
10.1 主波長與峰值波長有何區別?
峰值波長(λp)是指發射光譜強度達到最大值時的單一波長。主波長(λd)是從CIE色度圖計算得出的數值,代表光線的感知顏色;它是一個單一波長,用以匹配LED混合輸出所產生的顏色感覺。對於像這種黃色AlInGaP LED的單色光源,兩者通常非常接近,但λd是顏色規格中更相關的參數。
10.2 我可唔可以用3.3V電源直接驅動呢粒LED,唔使加電阻?
唔建議咁做,好可能會整壞粒 LED。其正向電壓只有 1.7-2.3V。直接施加 3.3V 會導致非常大且不受控制嘅電流(遠超 30mA 上限),即時過熱同損壞。必須使用限流電阻或穩壓器。
10.3 訂購時應如何解讀bin代碼?
落單時,你可以指定VF、IV同色調分檔代碼嘅組合,以獲得特性緊密匹配嘅LED。例如,要求"E3, M, K"會令你得到正向電壓為1.9-2.1V、發光強度為18.0-28.0 mcd、主波長為589.5-592.0 nm嘅LED。如果無指定分檔,你將會收到標準生產分檔嘅部件。
11. 操作原則
LTST-C281KSKT-5A 係一種基於 AlInGaP 材料系統嘅半導體光源。當施加超過二極管內建電位嘅正向電壓時,電子同電洞就會注入半導體芯片嘅有源區。呢啲電荷載子重新結合,以光子(光)嘅形式釋放能量。AlInGaP 合金嘅特定帶隙能量決定咗發射光子嘅波長,喺呢個情況下係處於黃色區域(約 590 nm)。水晶透明環氧樹脂透鏡封裝住芯片,提供機械保護、塑造光輸出光束(寬 130 度角),並提高光提取效率。
12. 行業趨勢與背景
LTST-C281KSKT-5A 等LED嘅發展,係由電子業內幾個關鍵趨勢所驅動。業界持續追求微型化,要求元件佔用更少空間、高度更低,以實現更薄嘅終端產品。採用AlInGaP等半導體材料提升咗效率同亮度,令便攜裝置可以更低功耗運作,延長電池壽命。此外,全行業採用無鉛焊接同符合RoHS標準,規定元件必須能夠承受更高嘅迴流焊接溫度,並且唔含有害物質。標準化封裝(帶狀包裝、EIA標準)支援高度自動化、大規模生產,正係現代消費電子產品製造嘅特徵。
LED規格術語
LED技術術語完整解說
光電性能
| 術語 | 單位/表述 | 簡易說明 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效能 | lm/W (流明每瓦) | 每瓦電力嘅光輸出,數值越高代表越慳電。 | 直接決定能源效益級別同電費開支。 |
| Luminous Flux | lm (流明) | 光源發出的總光量,俗稱「光亮度」。 | 判斷光線是否足夠明亮。 |
| 視角 | ° (度),例如:120° | 光強度降至一半時嘅角度,決定咗光束寬度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (Kelvin),例如 2700K/6500K | 光線嘅暖/冷調,數值越低越偏黃/暖,越高越偏白/冷。 | 決定照明氛圍同適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物件顏色的能力,Ra≥80為良好。 | 影響色彩真實性,用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓步階,例如「5步階」 | 色彩一致性指標,數值愈細代表色彩一致性愈高。 | 確保同一批次LED嘅色彩均勻一致。 |
| Dominant Wavelength | nm(納米),例如:620nm(紅色) | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅色、黃色、綠色單色LED嘅色調。 |
| Spectral Distribution | 波長與強度曲線 | 顯示強度隨波長嘅分佈。 | 影響色彩還原同品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 正向電壓 | Vf | 啟動LED所需嘅最低電壓,類似「起始閾值」。 | 驅動器電壓必須≥Vf,串聯LED嘅電壓會累加。 |
| Forward Current | If | 正常LED運作之電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED可承受的最大反向電壓,超出可能導致擊穿。 | 電路必須防止反接或電壓尖峰。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 由晶片傳熱至焊料的熱阻,數值愈低愈好。 | 熱阻愈高,散熱要求就愈強。 |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | 抵禦靜電放電嘅能力,數值愈高代表愈唔易受損。 | 生產時需要採取防靜電措施,尤其係對於敏感嘅LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部實際工作溫度。 | 每降低10°C可能令壽命倍增;過高會導致光衰、色偏。 |
| 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「使用壽命」。 |
| 光通維持率 | %(例如:70%) | 使用一段時間後亮度保持百分比。 | 表示長期使用下的亮度保持能力。 |
| Color Shift | Δu′v′ 或 MacAdam 橢圓 | 使用期間的顏色變化程度。 | 影響照明場景嘅色彩一致性。 |
| Thermal Aging | 物料降解 | 因長期高溫而導致嘅劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, Ceramic | 外殼物料保護晶片,提供光學/熱學介面。 | EMC:良好耐熱性,成本較低;陶瓷:散熱更佳,壽命更長。 |
| Chip Structure | 正面,倒裝晶片 | 晶片電極排列。 | Flip chip:散熱更佳,效能更高,適用於高功率。 |
| Phosphor Coating | YAG, Silicate, Nitride | 覆蓋藍色晶片,將部分轉化為黃/紅色,混合成白光。 | 不同熒光粉會影響效能、CCT同CRI。 |
| 鏡頭/光學元件 | 平面、微透鏡、全內反射 | 控制光線分佈的表面光學結構。 | 決定視角與光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分檔內容 | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | 代碼,例如 2G、2H | 按亮度分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | 按正向電壓範圍分組。 | 方便驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 色料箱 | 5-step MacAdam ellipse | 按色座標分組,確保範圍緊密。 | 保证颜色一致性,避免灯具内部颜色不均匀。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K等。 | 按相關色溫分組,每組均有對應的座標範圍。 | 滿足不同場景的相關色溫要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | Standard/Test | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通維持測試 | 恆溫長期點亮,記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命(配合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。 | 提供科學壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電學、熱學測試方法。 | 業界認可的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環境認證 | 確保不含任何有害物質(鉛、汞)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明設備的能源效益與性能認證。 | 用於政府採購、補貼計劃,提升競爭力。 |