目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 主要特點
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數：深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級
- 3.2 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對光譜功率分佈
- 4.2 輻射模式圖
- 4.3 順向電流 vs. 相對光通量
- 4.4 順向電流 vs. 相關色溫偏移
- 4.5 順向電流降額曲線
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 建議的 PCB 焊接墊佈局
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 建議的紅外線迴流焊溫度曲線（無鉛製程）
- 6.2 清潔
- 7. 包裝與處理
- 7.1 捲帶與捲盤規格
- 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
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題（基於技術參數）
- 10.1 我可以用恆定的 1000mA 直流電流驅動此 LED 嗎？
- 10.2 為什麼順向電壓分級對我的設計很重要？
- 10.3 迴流焊溫度曲線中的液相線以上時間目的是什麼？
- 11. 實務設計與使用案例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢與背景
1. 產品概述
LTPL-C0677WPYB 是一款緊湊型高功率 SMD（表面黏著元件）LED，專為作為閃光燈光源而設計。其主要設計目標是在微型化的外形尺寸中提供極高的光輸出。這使得成像裝置能夠在低環境光條件下捕捉更高解析度的影像，並擴展有效的閃光範圍。
1.1 主要特點
- 最高亮度 SMD 閃光 LED：專為在脈衝模式操作下實現最大光輸出而設計。
- 即時啟動：提供幾乎無延遲的立即照明，對於閃光攝影至關重要。
- 極小的發光體尺寸：緊湊的封裝使其能夠整合到空間受限的現代裝置中，例如智慧型手機。
- 符合 RoHS 規範：製造過程符合有害物質限制指令。
1.2 目標應用
- 照相手機與智慧型手機
- 具備成像功能的手持電子裝置
- 數位靜態相機
- 需要高強度、短時間照明的可攜式裝置
2. 技術參數：深入客觀解讀
本節詳細分析 LED 在指定條件下的操作極限與性能特性。
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。不建議長時間在或接近這些極限下操作，因為這會對可靠性產生不利影響。
- 功率耗散（脈衝模式）：6.3 W。這是 LED 在脈衝操作中，不超過其熱極限所能處理的最大允許功率。
- 脈衝順向電流（50ms 導通，950ms 關斷）：1500 mA。LED 在脈衝工作週期內可承受的峰值電流，對於閃光應用至關重要。
- 直流順向電流：350 mA。穩態操作下的最大連續順向電流。
- 接面溫度：125 °C。半導體接面處的最大允許溫度。
- 靜電放電閾值（人體放電模式）：8000 V。根據人體放電模型，表示具有相對穩健的靜電放電防護等級。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。可靠操作的環境溫度範圍。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。裝置未運作時的安全儲存溫度範圍。
2.2 電氣與光學特性
這些是在標準測試條件下測得的典型性能參數。
- 光通量：在順向電流為 1000mA 時，最小值為 260 lm，典型值為 300 lm，最大值為 400 lm。FP此參數量測總可見光輸出，量測容差為 ±10%。
- 順向電壓：F：在順向電流為 1000mA 時，最小值為 2.9 V，典型值為 3.6 V，最大值為 4.2 V。FPLED 運作時的電壓降，量測容差為 ±0.1V。
- 色溫：在順向電流為 1000mA 時，範圍為 5000 K 至 6000 K。FP這定義了白光色調，落在冷白光範圍內，適合閃光攝影。
- 視角：1/2）：典型值為 120°。光強度為最大強度（在 0° 時）一半時的角度範圍。寬視角有利於均勻照明。
- 逆向電流：R）：在逆向電壓為 5V 時，最大值為 100 µA。R本裝置並非為逆向操作而設計；此參數僅供資訊/測試用途。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性，LED 會根據關鍵性能參數進行分類（分級）。LTPL-C0677WPYB 針對光通量與順向電壓使用分級系統。
3.1 光通量分級
LED 根據其在 1000mA 下量測的光輸出進行分類。
- P4 級：光通量範圍從 260 lm 至 315 lm。
- Q0 級：光通量範圍從 315 lm 至 400 lm。
3.2 順向電壓分級
LED 亦根據其在 1000mA 下的順向電壓降進行分級。
- 4 級：順向電壓範圍從 2.9 V 至 3.8 V。
- 5 級：順向電壓範圍從 3.8 V 至 4.2 V。
此分級允許設計師為其特定應用選擇電氣與光學特性緊密匹配的 LED，確保在多 LED 設計中性能均勻一致。
4. 性能曲線分析
規格書提供了數條特性曲線，說明裝置在不同條件下的行為。所有相關數據均基於安裝在作為散熱片的 2cm x 2cm 金屬基板上的 LED。
4.1 相對光譜功率分佈
光譜曲線顯示了不同波長下發射的光強度。對於此類白光 LED（使用帶有螢光粉塗層的 InGaN 技術），其光譜通常具有來自晶片的藍色峰值，以及來自螢光粉的更寬廣的黃/綠/紅色發射，兩者結合產生白光。
4.2 輻射模式圖
極座標圖（輻射特性）以視覺化方式呈現了典型的 120° 視角，顯示光強度如何從 LED 在空間中分佈。
4.3 順向電流 vs. 相對光通量
此曲線表明光輸出與電流並非線性比例關係，特別是在較高電流下，由於熱效應增加，效率可能會下降。
4.4 順向電流 vs. 相關色溫偏移
此圖表至關重要，因為它顯示了 LED 的白點（色溫）如何隨驅動電流變化。對於閃光應用，最小化色溫偏移對於照片中一致的色彩還原非常重要。
4.5 順向電流降額曲線
這可能是可靠設計中最重要的曲線，它顯示了最大允許脈衝順向電流作為環境溫度的函數。隨著溫度升高，最大安全電流會降低，以防止接面溫度超過 125°C。為了確保長期可靠性，必須嚴格遵守此曲線。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED 採用特定的 SMD 封裝。所有尺寸均以毫米為單位，除非另有說明，一般公差為 ±0.1mm。該封裝具有發射基於 InGaN 白光的黃/白色透鏡。規格書中提供了詳細的尺寸圖，供 PCB 焊盤設計使用。
5.2 建議的 PCB 焊接墊佈局
提供了建議的焊盤圖形（佔位面積），以確保正確的焊接與熱管理。建議包括用於錫膏塗佈的最大鋼網厚度為 0.10mm。
5.3 極性識別
適用標準 SMD LED 極性標記（通常是封裝上的陰極指示標記）。關於此特定元件的確切標記，請參閱規格書中的圖示。
6. 焊接與組裝指南
6.1 建議的紅外線迴流焊溫度曲線（無鉛製程）
此 LED 相容於無鉛迴流焊接。指定了詳細的溫度曲線，符合 J-STD-020D 標準，包括：
- 峰值溫度：P）：最高 260°C。
- 液相線以上時間：L= 217°C）：60 至 150 秒。
- 升溫與降溫速率：需加以控制以最小化熱衝擊。
重要注意事項：不建議使用快速冷卻製程。始終應使用能實現可靠焊點的最低可能焊接溫度，以最小化對 LED 的熱應力。如果使用浸焊方法組裝，則不保證裝置的可靠性。
6.2 清潔
如果焊接後需要清潔，僅應使用指定的化學品。LED 可在常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。使用未指定的化學品可能會損壞封裝材料或光學元件。
7. 包裝與處理
7.1 捲帶與捲盤規格
LED 以標準的凸版載帶形式供應於捲盤上，適用於自動貼片組裝。關鍵規格包括：
- 捲盤尺寸：7 英吋捲盤。
- 每捲數量：3000 顆（標準滿捲）。
- 最小訂購量：零散訂購為 500 顆。
- 包裝符合 EIA-481 規範。載帶用頂部覆蓋膜密封，最多允許連續兩個缺失元件（空穴）。
規格書中提供了載帶與捲盤的詳細尺寸圖。
8. 應用建議與設計考量
8.1 典型應用電路
此大電流閃光 LED 需要專用的驅動電路。典型的實現方式使用開關模式電源（如升壓轉換器），從低壓電池（例如 3.7V 鋰離子電池）產生高脈衝電流。驅動器必須能夠提供非常短暫的高電流脈衝（高達 1500mA，持續 50ms 或更短），同時管理湧入電流並提供過電流保護。
8.2 熱管理
有效的散熱至關重要。即使在短脈衝期間，也會產生大量熱量。建議將 LED 安裝在 2cm x 2cm 的金屬基板上是最低指導原則。對於高工作週期的應用或在環境溫度高的情況下操作，需要更實質的熱管理（更大的 PCB 銅箔面積、散熱孔或外部散熱片），以將接面溫度保持在安全範圍內，如降額曲線所定義。
8.3 光學設計
120° 的視角提供了寬廣的照明。對於需要更聚焦光束的應用（例如增加投射距離），可以在 LED 上方放置二次光學元件（反射器或透鏡）。小的發光體尺寸有利於實現精確的光學控制。
9. 技術比較與差異化
雖然此獨立規格書中未提供與其他型號的直接並排比較，但可以從 LTPL-C0677WPYB 的規格推斷其主要差異化特點：
- 高脈衝電流能力：能夠實現非常高的瞬時亮度，這是閃光 LED 的主要指標。
- 高光通量：使其躋身 SMD 閃光 LED 的高亮度類別。
- 緊湊的 SMD 封裝：在空間受限的行動裝置中，相較於更大的穿孔式閃光 LED 具有顯著優勢。
- 寬視角：與窄視角 LED 相比，提供更均勻的場景照明，減少影像中的熱點。
10. 常見問題（基於技術參數）
10.1 我可以用恆定的 1000mA 直流電流驅動此 LED 嗎？
答案：不可以。直流順向電流的絕對最大額定值為 350 mA。1000mA 數值是用於特定測試條件下的脈衝操作，或是作為峰值脈衝額定值。以 1000mA 連續操作將超過功率耗散和接面溫度極限，導致快速失效。
10.2 為什麼順向電壓分級對我的設計很重要？
答案：如果您從同一個電流源並聯驅動多個 LED，順向電壓的差異將導致電流分佈不均。順向電壓較低的 LED 將比順向電壓較高的 LED 汲取更多電流，導致亮度差異，並可能使低順向電壓的單元承受過大壓力。使用來自相同順向電壓分級的 LED 可確保更均勻的電流分配與性能。F將會比那些順向電壓較高的 LED 汲取更多電流，F，導致亮度差異，並可能使低順向電壓的單元承受過大壓力。使用來自相同順向電壓分級的 LED 可確保更均勻的電流分配與性能。F單元。使用來自相同順向電壓分級的 LED 可確保更均勻的電流分配與性能。F分級的 LED 可確保更均勻的電流分配與性能。F分級的 LED 可確保更均勻的電流分配與性能。
10.3 迴流焊溫度曲線中的液相線以上時間目的是什麼？
答案：這是焊點在錫膏熔點以上所花費的時間。足夠的時間可確保在 LED 的焊墊與 PCB 之間形成適當的潤濕與可靠的金屬結合。時間太短可能導致冷焊；時間太長則會增加元件的熱應力。
11. 實務設計與使用案例
情境：整合至智慧型手機閃光燈模組
一位設計工程師的任務是為一款新型智慧型手機添加高品質閃光燈。LTPL-C0677WPYB 因其高輸出與小尺寸而被選中。工程師必須：
- 驅動器選擇：選擇一款閃光 LED 驅動器 IC，能夠從手機的 3.8V 電池提供所需的 1000-1500mA 脈衝，並透過手機的相機處理器進行控制。
- PCB 佈局：根據規格書建議的焊盤佈局精確設計 PCB 佔位面積。他們將為 LED 創建一個專用的小型金屬基板作為熱擴散板，然後將其連接到手機的內部框架以進行額外的散熱。
- 光學整合：與機械設計團隊合作，創建一個導光板或擴散器，將來自 LED 的 120° 光束均勻地散佈到手機外部的閃光燈視窗上，確保沒有可見的熱點。
- 韌體：編寫相機軟體，以觸發閃光驅動器，其脈衝持續時間需保持在 50ms 的最大導通時間內，並管理工作週期以防止在連拍模式下過熱。
12. 工作原理簡介
LTPL-C0677WPYB 是一種基於半導體物理的固態光源。它利用氮化銦鎵晶片，當電子在順向偏壓下穿過晶片的 p-n 接面與電洞復合時，會發出藍光。然後，此藍光部分被沉積在晶片上或附近的螢光粉塗層轉換為更長的波長。剩餘的藍光與螢光粉轉換光的混合產生了白光的感知。螢光粉的特定比例決定了相關色溫，在此調整為 5000-6000K 的冷白光範圍，這是閃光攝影偏好的範圍，以匹配日光條件。
13. 技術趨勢與背景
高功率 SMD 閃光 LED 代表了光電子學的一個關鍵趨勢，由消費性電子產品（特別是智慧型手機）的小型化所驅動。其發展重點在於：
- 提高發光效率：在相同的電輸入功率下提供更多的光輸出，改善電池壽命。
- 更高的峰值電流與流明輸出：實現更好的低光攝影與夜間模式等功能。
- 改善色彩還原：開發能產生更接近自然日光光譜的螢光粉，從而實現照片中更準確的色彩，儘管此特定規格書中未指定色彩還原指數。
- 雙色溫閃光：一種市場趨勢，將兩個不同色溫的 LED 一起使用，允許相機系統調整閃光燈色溫，以獲得更討喜的膚色與環境光匹配。雖然此規格書適用於單一色溫 LED，但該技術存在於同一產品系列中。
- 與感測器整合：閃光 LED 越來越多地成為包含環境光感測器與接近感測器的系統的一部分，從而實現自適應亮度，並在物體過近時關閉閃光燈。
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，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） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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，確保顏色落在極小範圍內。 | 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，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |