目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢與目標市場
- 2. 技術參數深度解析
- 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 順向電壓分級
- 3.2 發光強度分級
- 3.3 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
- 4.2 發光強度 vs. 順向電流
- 4.3 光譜分佈
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性辨識
- 5.3 建議焊接墊佈局
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴流焊溫度曲線
- 6.2 手工焊接
- 6.3 清潔
- 6.4 儲存條件
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 載帶與捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題 (FAQ)
- 10.1 我可以持續以 20mA 驅動這顆 LED 嗎?
- 10.2 使用 5V 電源需要多大的電阻?
- 10.3 既然不應該施加反向電壓,為何還有反向電流規格?
- 10.4 如何解讀訂單中的分級代碼?
- 11. 實務設計案例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢
LTST-C190TGKT-2A 是一款表面黏著元件 (SMD) 發光二極體 (LED),專為現代空間受限的電子應用而設計。此元件屬於超薄晶片 LED 系列,封裝高度僅 0.8mm。它採用 InGaN (氮化銦鎵) 半導體晶片來產生綠光,在微型封裝中提供亮度與效率的平衡。此元件以業界標準的 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑的捲盤上供應,完全相容於高速自動化取放組裝設備。
1.1 核心優勢與目標市場
此 LED 的主要優勢在於其極低的剖面高度,這對於 Z 軸高度是限制因素的應用至關重要,例如超薄顯示器、行動裝置和穿戴式技術。其與紅外線 (IR) 迴流焊接製程的相容性符合標準表面黏著技術 (SMT) 組裝線,確保可靠且高效的製造。該產品被指定為綠色產品,表示其符合有關有害物質的環保法規。其目標市場包括消費性電子產品、指示燈、小型顯示器的背光,以及各種需要微型封裝中可靠、明亮指示的便攜式裝置。
2. 技術參數深度解析
本節根據規格書中的定義,對 LED 的關鍵電氣、光學和熱特性進行詳細、客觀的分析。所有參數均在環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義了可能對元件造成永久損壞的應力極限。這些並非工作條件。
功率消耗 (Pd):
- 76 mW。這是 LED 封裝在不超過其熱極限的情況下,能以熱量形式消散的最大功率。峰值順向電流 (I
- F(PEAK)):100 mA。此電流僅能在佔空比 1/10、脈衝寬度 0.1ms 的脈衝條件下施加。適用於短暫的高強度閃爍,但不適用於連續操作。直流順向電流 (I
- FF):20 mA。這是建議的最大連續順向電流,以確保可靠的長期運作。
- 工作溫度範圍:-20°C 至 +80°C。此元件設計在此環境溫度範圍內運作。
- 儲存溫度範圍:-30°C 至 +100°C。當未通電時,元件可在此範圍內儲存。
- 紅外線焊接條件:可承受 260°C 持續 10 秒。這定義了在無鉛 (Pb-free) 錫膏典型的迴流焊接製程中的峰值溫度耐受度。
2.2 電氣與光學特性
這些是定義 LED 在正常條件下性能的典型工作參數。
- 發光強度 (IVV):F在 I
- F= 2mA 時為 18.0 - 112.0 mcd (毫燭光)。此寬範圍表示元件提供不同的亮度分級 (見第 3 節)。測量使用近似 CIE 明視覺人眼響應曲線的濾光片。視角 (2θ1/2
- ):P130 度。這是一個非常寬的視角,意味著光輸出分散在廣闊區域,而非窄光束。此角度定義為強度降至其軸向 (中心) 值一半的位置。峰值發射波長 (λ
- Pd):530 nm (典型值)。這是光譜功率輸出最高的波長。
- 主波長 (λD
- ):F520.0 - 540.0 nm。這是人眼感知的單一波長,定義了 LED 的顏色,源自 CIE 色度圖。不同的分級涵蓋此範圍。光譜線半寬度 (Δλ):F15 nm (典型值)。這指定了發射光的頻寬,以光譜峰值的半高全寬 (FWHM) 測量。15nm 的值表示相對純淨的綠色。
- 順向電壓 (VRF):R在 I
F
= 2mA 時為 2.4 - 3.2 V。LED 工作時的跨壓。它被分級到特定範圍。
反向電流 (I
R
- ):在 V
- R= 5V 時為 10 μA (最大值)。此參數僅供測試用途。LED 並非設計用於反向偏壓操作,在電路中施加反向電壓可能會損壞它。
- 3. 分級系統說明為確保量產的一致性,LED 根據關鍵參數被分類到分級中。這讓設計師可以選擇符合特定顏色、亮度和電壓要求的元件。
- 3.1 順向電壓分級單位為伏特 (V),在 2mA 下測量。每個分級的容差為 ±0.1V。
2.4V (最小值) 至 2.6V (最大值)
分級 D5:
- 2.6V 至 2.8V分級 D6:
- 2.8V 至 3.0V分級 D7:
- 3.0V 至 3.2V選擇更嚴格的電壓分級有助於設計更一致的限流電路,特別是在驅動多個串聯 LED 時。
- 3.2 發光強度分級單位為毫燭光 (mcd),在 2mA 下測量。每個分級的容差為 ±15%。
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此分級允許根據應用亮度需求進行選擇,從低功耗指示燈到更亮的狀態燈。
- 3.3 主波長分級單位為奈米 (nm),在 2mA 下測量。每個分級的容差為 ±1 nm。
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:F530.0 nm 至 535.0 nm (典型綠色)F分級 AS:F535.0 nm 至 540.0 nm (黃綠色)F這對於顏色關鍵的應用至關重要,其中必須在多個單元間維持特定的綠色色調,或與其他元件匹配。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用了特定的圖形曲線 (例如,圖 1、圖 5),但根據標準 LED 物理學和提供的參數,可以描述其典型行為。V4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
順向電壓 (V
Fd) 與順向電流 (I
F
) 呈對數關係。在 2mA 的測試條件下,V
F
介於 2.4V 和 3.2V 之間。隨著電流增加,V
F
會略微增加。LED 表現出類似二極體的特性:在閾值電壓以下 (對於綠色 InGaN 約為 2V) 電流可忽略不計,之後電流隨著電壓的微小增加而迅速增加。因此,LED 必須由限流源驅動,而非電壓源。
4.2 發光強度 vs. 順向電流
發光強度 (I
V
) 在很大範圍內與順向電流大致成正比。在 2mA 下操作提供分級的強度值。增加電流將增加光輸出,但由於發熱和效率下降,這種關係在較高電流下可能變為次線性。20mA 的最大直流電流為維持可靠性的工作上限提供了指導。
- 4.3 光譜分佈LED 主要在可見光譜的綠色區域發光。峰值波長通常為 530 nm,光譜半寬度為 15 nm。這產生了相對純淨的綠色。定義感知顏色的主波長 (λ
- D) 根據分級在 520 nm 至 540 nm 之間變化。光譜在很大程度上與驅動電流無關,但會隨著接面溫度發生輕微偏移。
- 5. 機械與封裝資訊5.1 封裝尺寸
- 此 LED 採用業界標準的晶片 LED封裝。關鍵尺寸 (單位:毫米) 包括極低的剖面高度 0.8mm。規格書包含詳細的機械圖紙,顯示頂視、側視和底視圖,並標註所有關鍵尺寸和容差 (通常為 ±0.10mm)。底視圖清楚地顯示了陽極和陰極焊墊佈局以及極性標記。5.2 極性辨識
5.3 建議焊接墊佈局
規格書提供了 PCB 設計的建議焊墊圖形 (Footprint)。遵循此圖形可確保正確的焊接、對齊和機械穩定性。設計通常包括散熱連接,以管理焊接和操作過程中的熱量。
- 6. 焊接與組裝指南6.1 迴流焊溫度曲線
- 此元件相容於使用無鉛 (Pb-free) 錫膏的紅外線 (IR) 迴流焊接製程。提供了建議的溫度曲線,通常遵循 JEDEC 標準。關鍵參數包括:預熱:
- 120-150°C 範圍。預熱時間:
峰值溫度:
最高 260°C。
液相線以上時間:
溫度曲線應限制 LED 引腳處於焊料熔點以上的時間,最長約 10 秒。
- 此溫度曲線旨在防止熱衝擊,並確保可靠的焊點,同時不損壞 LED 的內部結構或環氧樹脂透鏡。6.2 手工焊接
- 若必須進行手工焊接,必須極度小心:烙鐵溫度:
- 最高 300°C。焊接時間:
- 每個焊墊最長 3 秒。頻率:
應僅執行一次。重複加熱會增加損壞風險。
建議使用尖頭烙鐵和適當的助焊劑。
6.3 清潔
- 僅應使用指定的清潔劑。推薦的溶劑包括常溫下的乙醇或異丙醇。LED 應浸泡少於一分鐘。未指定的化學品可能會損壞塑膠封裝或透鏡。 8mm.
- 6.4 儲存條件正確的儲存對於 SMD 元件至關重要:
- 密封包裝:儲存在 ≤30°C 和 ≤90% 相對濕度 (RH) 下。在打開防潮袋後一年內使用。
- 已開封包裝:對於從原始乾燥包裝中取出的元件,環境不應超過 30°C / 60% RH。建議在一週內完成 IR 迴流焊。
- 長期儲存 (已開封):儲存在帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥器中。
- 烘烤:儲存在原始包裝外超過一週的 LED,應在組裝前以約 60°C 烘烤至少 20 小時,以去除吸收的水分並防止迴流焊過程中的爆米花效應。
- 7. 包裝與訂購資訊7.1 載帶與捲盤規格
產品供應用於自動化組裝:
載帶寬度:
- 8mm。捲盤直徑:
- 7 英吋 (178mm)。每捲數量:
- 4000 顆。最小訂購量 (MOQ):
- 剩餘數量為 500 顆。凹槽密封:
空凹槽用頂部蓋帶密封。
- 缺件:根據規格,最多允許連續缺失兩個元件。標準:包裝符合 ANSI/EIA-481-1-A-1994 規格。F8. 應用建議F8.1 典型應用場景F狀態指示燈:消費性電子產品中的電源、連線或活動指示燈 (路由器、充電器、智慧家庭裝置)。背光:
- 薄型裝置中小型 LCD 顯示器或圖標的側光式背光。便攜式與穿戴式裝置:
- 智慧手機、健身追蹤器和耳戴式裝置中的指示燈,其中厚度至關重要。面板指示燈:
- 控制面板和儀器儀表上的集群指示燈。8.2 設計考量
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
- V
F
) / I
F計算電阻值。使用分級中的最大 VFF值,以確保在 VF電源F處於最小值時仍能達到最小電流。F熱管理:2雖然功率消耗低,但若在接近最大電流下操作,尤其是在高環境溫度下,請確保焊墊下方有足夠的 PCB 銅面積或散熱孔。
ESD 防護:
LED 對靜電放電 (ESD) 敏感。在組裝和設計過程中實施 ESD 安全處理程序 (靜電手環、接地工作站)。如果應用環境容易產生 ESD,考慮在敏感線路上添加瞬態電壓抑制 (TVS) 二極體或電阻。R光學設計:R130 度的視角提供了廣泛的分散。對於定向光,可能需要外部透鏡或導光板。
9. 技術比較與差異化
LTST-C190TGKT-2A 主要通過其超薄 0.8mm 的剖面高度實現差異化。與標準的 1.0mm 或 1.2mm 高度 LED 相比,這允許設計更薄的終端產品。與用於綠色的舊技術 (如 AlGaInP) 相比,使用 InGaN 技術提供了更高的效率和更亮的輸出,儘管通常順向電壓較高。全面的分級系統為設計師提供了對顏色和亮度一致性的精細控制,這相對於參數分佈更寬、未指定的 LED 供應是一個優勢。F10. 常見問題 (FAQ)V10.1 我可以持續以 20mA 驅動這顆 LED 嗎?d可以,20mA 是建議的最大直流順向電流。為了最長的使用壽命和可靠性,通常建議在較低的電流 (例如 10-15mA) 下操作,因為這可以減少熱應力。如果可用,請始終參考降額曲線。
10.2 使用 5V 電源需要多大的電阻?
使用公式 R = (V電源- V
- F) / IFF
- 。對於目標 IF
- 為 5mA 且最大 VFF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的標準電阻值,並考慮額定功率 (P = IFF<² R)。F10.3 既然不應該施加反向電壓,為何還有反向電流規格?F在 VFR=5V 時的 IR
規格是製造過程中執行的品質和漏電流測試參數。它驗證了半導體接面的完整性。在實際電路中,您絕不應讓 LED 處於反向偏壓,因為即使超過元件低反向擊穿電壓的微小反向電壓,也可能導致立即且災難性的故障。
10.4 如何解讀訂單中的分級代碼?
完整的訂單代碼可能會指定 V
F
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。 |