目录
1. 产品概述
LTL-M11KG1H310U是一款专为表面贴装技术(SMT)组装而设计的电路板指示灯。它由一个黑色塑料直角支架(外壳)与一颗高效绿色LED灯珠集成构成。该元件专为需要在紧凑的板级封装中提供清晰视觉状态指示的应用而设计。
1.1 核心优势
- SMT兼容性:专为自动化贴片和回流焊工艺设计,提升生产效率。
- 增强对比度:黑色塑料外壳提供高对比度背景,提升了LED的可见度和感知亮度。
- 高效率:采用AlInGaP绿色芯片技术,结合白色漫射透镜,实现均匀、广角的光分布。
- 环保合规:这是一款完全符合RoHS指令的无铅产品。
- 可堆叠设计:外壳设计允许创建垂直或水平阵列,为面板布局提供灵活性。
1.2 目标应用
该指示灯适用于广泛的电子设备,包括:
- 计算机外设和主板
- 通信设备(路由器、交换机、调制解调器)
- 消费电子产品
- 工业控制面板和仪器仪表
2. 技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。不保证在此条件下工作。
- 功耗(PD):72 mW
- 峰值正向电流(IFP):80 mA(占空比 ≤ 1/10,脉冲宽度 ≤ 0.1ms)
- 连续正向电流(IF):30 mA DC
- 工作温度范围(Topr):-40°C 至 +85°C
- 存储温度范围(Tstg):-40°C 至 +100°C
- 引脚焊接温度:最高260°C,最长5秒,测量点距LED本体2.0mm。
2.2 光电特性
在环境温度(TA)为25°C,正向电流(IF)为10mA下测量,除非另有说明。
- 发光强度(IV):3 mcd(最小值),8 mcd(典型值),23 mcd(最大值)。实际分档代码标记在包装袋上。
- 视角(2θ1/2):40度。这是发光强度降至轴向值一半时的全角。
- 峰值波长(λP):575 nm(典型值)。
- 主波长(λd):564.5 nm(最小值),571 nm(典型值),576.5 nm(最大值)。这定义了感知颜色。
- 光谱半宽(Δλ):15 nm(典型值)。
- 正向电压(VF):1.8V(最小值),2.0V(典型值),2.4V(最大值),在 IF=10mA 条件下。
- 反向电流(IR):10 μA(最大值),在 VR=5V 条件下。注意:本器件并非设计用于反向偏压下工作。
3. 机械与包装信息
3.1 外形尺寸
该元件采用直角设计。关键尺寸说明包括:
- 所有尺寸单位为毫米,除非另有说明,一般公差为±0.25mm。
- 外壳材料为黑色塑料。
- 集成的LED通过白色漫射透镜发出绿色(黄绿色)光。
3.2 包装规格
LED以编带卷盘形式提供,便于自动化组装。
- 载带:黑色导电聚苯乙烯合金,厚度0.40mm。
- 卷盘尺寸:标准13英寸(330mm)直径卷盘。
- 每盘数量:1,400 颗。
- 主包装:一盘LED与干燥剂和湿度指示卡一同装入防潮袋(MBB)。三个MBB装入一个内箱(总计4,200颗)。十个内箱装入一个外箱(总计42,000颗)。
4. 组装与操作指南
4.1 存储条件
- 密封包装:存储于≤30°C和≤70%相对湿度下。在袋子密封日期后一年内使用。
- 已开封包装:存储于≤30°C和≤60%相对湿度下。元件应在打开MBB后的168小时(7天)内进行红外回流焊。
- 延长存储(已开封):若存储超过168小时,需存放于带干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。在进行SMT组装前,需要在60°C下烘烤至少48小时。
4.2 焊接工艺
手工焊接:烙铁最高温度300°C,最长3秒。仅可操作一次。
回流焊接:遵循符合JEDEC标准的温度曲线。关键参数包括:
- 预热/保温:150°C至200°C,最长100秒。
- 液相线以上时间(TL=217°C):60至150秒。
- 峰值温度(TP):最高260°C。
- 在指定分级温度±5°C内的时间(TC=255°C):最长30秒。
- 从25°C到峰值温度的总时间:最长5分钟。
注意:过高的温度或时间可能导致透镜变形或LED灾难性失效。最大回流温度不代表支架的热变形温度。
4.3 清洁
如果焊接后需要清洁,请使用酒精类溶剂,如异丙醇。避免使用刺激性或研磨性清洁剂。
5. 应用与电路设计
5.1 驱动方法
LED是电流驱动器件。为确保亮度均匀,尤其是在并联驱动多个LED时,必须在每个LED上串联一个限流电阻。电阻值(R)可根据欧姆定律计算:R = (Vsupply- VF) / IF,其中 VF是LED正向电压,IF是期望的工作电流(例如,10mA)。
5.2 设计注意事项
- 电流控制:始终使用恒流源或带串联电阻的电压源驱动。直接连接到超过 VF的电压源将导致电流过大并迅速失效。
- 热管理:虽然功耗较低,但在高环境温度下,应通过遵守规定的工作电流来确保不超过最高结温。
- ESD预防措施:尽管本器件未明确说明,但建议在组装过程中遵循半导体器件的标准ESD操作预防措施。
6. 性能曲线与特性
规格书引用了典型性能曲线,用以说明关键参数之间的关系。虽然提供的文本未详述具体图表,但此类曲线通常包括:
- 相对发光强度 vs. 正向电流:显示光输出如何随电流增加,通常在较高电流下呈亚线性增长。
- 正向电压 vs. 正向电流:展示二极管的I-V特性。
- 相对发光强度 vs. 环境温度:说明光输出随结温升高而下降的情况。
- 光谱分布:显示在不同波长下发射光强度的图表,中心位于主波长571nm附近。
这些曲线对于设计者预测非标准条件(不同驱动电流或温度)下的性能,以及优化电路以实现高效和长寿命至关重要。
7. 技术对比与定位
LTL-M11KG1H310U通过其集成的直角SMT封装实现差异化。与需要单独支架或垫高的分立LED相比,此CBI解决方案提供:
- 简化组装:单一元件替代了LED和支架,减少了部件数量和组装步骤。
- 一致的对准:集成外壳确保了LED相对于PCB和面板开孔的精确且一致的位置。
- 优化的视角:直角设计非常适合指示灯必须从机箱前面板(垂直于主PCB)观看的应用。
- 对比度增强:与透明或白色外壳相比,黑色外壳是关键优势,显著提高了在各种光照条件下的可读性。
8. 常见问题解答(FAQ)
8.1 峰值波长和主波长有什么区别?
峰值波长(λP):光谱功率分布达到最大值时的单一波长(典型值575nm)。主波长(λd):当与参考白光结合时,与LED感知颜色相匹配的单一波长。它源自CIE色度图,与人类颜色感知更相关(典型值571nm)。
8.2 为什么MBB开封超过168小时后需要烘烤?
塑料封装对湿气敏感(MSL 3级)。当暴露在环境湿度中时,会吸收水分。在高温回流焊过程中,这些被吸收的水分会迅速膨胀("爆米花效应"),导致LED封装内部分层或开裂。烘烤可以去除这些吸收的水分。
8.3 我可以连续以20mA驱动这个LED吗?
可以。绝对最大连续正向电流为30mA。以20mA工作是在规格范围内的。但是,您必须确保功耗(VF* IF)不超过72mW。在典型 VF为2.0V且 IF=20mA时,功耗为40mW,这是可以接受的。
8.4 如何解读发光强度分档代码?
包装袋上标有 IV分档代码。此代码对应于该袋中LED的实测发光强度分档(例如,表示8-12 mcd分档的代码)。设计者应指定所需的分档,或者如果混用不同批次的部件,需准备好应对强度变化。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |