目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 典型电气与光学特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 色温 (CCT) 分档
- 3.2 光通量分档
- 3.3 正向电压分档
- 3.4 色度椭圆数据
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 IV特性曲线
- 4.2 相对光通量 vs. 正向电流
- 4.3 光谱功率分布 (SPD)
- 4.4 结温 vs. 相对光谱能量
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 焊盘图案与钢网设计
- 5.3 极性标识
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 防潮敏感性与烘烤
- 6.2 回流焊温度曲线
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 7.2 型号命名规则
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答 (FAQ)
- 10.1 按最小光通量订购与按典型光通量订购有何区别？
- 10.2 为什么需要烘烤？如果我快速使用LED，可以跳过烘烤吗？
- 10.3 我可以让这款LED在200mA下连续工作吗？
- 11. 设计与使用案例研究
- 11.1 设计一个12V LED模组
- 12. 技术原理
- 13. 行业趋势
1. 产品概述
3020系列是一款高性能、单芯片、表面贴装LED，专为需要可靠性能和一致色彩输出的通用照明应用而设计。这款0.5W白光LED在紧凑的3.0mm x 2.0mm封装尺寸内，实现了效率、光通量输出和热管理的良好平衡。
核心优势：该系列的主要优势包括其标准化的色温和光通量分档系统，确保了批量生产中的色彩一致性。它具备110度的宽视角，适用于需要广角照明的应用。产品设计符合行业标准的防潮敏感度和回流焊要求。
目标市场：这款LED主要面向LED模组、灯板、背光单元、装饰照明以及其他需要紧凑、高效且一致白光光源的应用制造商。
2. 技术参数详解
2.1 绝对最大额定值
以下参数定义了可能对LED造成永久性损坏的极限值。在此条件下工作无法得到保证。
- 正向电流 (IF)：200 mA (连续)
- 正向脉冲电流 (IFP)：300 mA (脉冲宽度 ≤10ms，占空比 ≤1/10)
- 功耗 (PD)：680 mW
- 工作温度 (Topr)：-40°C 至 +80°C
- 储存温度 (Tstg)：-40°C 至 +80°C
- 结温 (Tj)：125°C
- 焊接温度 (Tsld)：回流焊温度230°C或260°C，最长10秒。
2.2 典型电气与光学特性
测量条件为标准测试条件，焊点温度(Ts)为25°C。
- 正向电压 (VF)：典型值3.2V，最大值3.5V (在IF=150mA时)
- 反向电压 (VR)：5V
- 反向电流 (IR)：最大值10 µA
- 视角 (2θ1/2)：110°
3. 分档系统说明
本产品采用全面的分档系统，以确保电气和光学特性的一致性。订单需指定光通量的最小值以及色温对应的色度区域。
3.1 色温 (CCT) 分档
该LED提供多种标准相关色温 (CCT) 档位，每个档位由目标CCT和CIE色度图上的特定色度椭圆定义。
- 2725K ±145K (档位：27M5)
- 3045K ±175K (档位：30M5)
- 3985K ±275K (档位：40M5)
- 5028K ±283K (档位：50M5)
- 5665K ±355K (档位：57M7)
- 6530K ±510K (档位：65M7)
注意：产品订购时指定的是色度区域，而非最大CCT值。交付的产品将始终落在订购的色度椭圆范围内。
3.2 光通量分档
光通量根据色温和显色指数 (CRI) 进行分档。表格定义了在150mA电流下的最小值和典型值。标准光通量代码 (E5, E6, E7等) 代表一个流明范围。
以70 CRI、中性白 (3700-5000K) 为例：
- 代码 E6：50-54 lm (最小-典型)
- 代码 E7：54-58 lm
- 代码 E8：58-62 lm
- 代码 E9：62-66 lm
对于暖白、冷白及其各自的高显色指数 (80 CRI) 版本，也有类似的表格。
3.3 正向电压分档
正向电压也进行分档，以确保串联配置中灯串电压的一致性。
- 代码 B：2.8 - 2.9V
- 代码 C：2.9 - 3.0V
- 代码 D：3.0 - 3.1V
- 代码 E：3.1 - 3.2V
- 代码 F：3.2 - 3.3V
- 代码 G：3.3 - 3.4V
- 代码 H：3.4 - 3.5V
3.4 色度椭圆数据
每个色温档位对应CIE 1931色度图上的一个特定椭圆，由其中心坐标 (x, y)、长半轴 (b)、短半轴 (a) 和倾斜角 (Φ) 定义。这些数据对于精确的混色和质量控制至关重要。
4. 性能曲线分析
4.1 IV特性曲线
正向电流与正向电压 (IV) 曲线显示了典型的指数关系。在推荐的150mA工作电流下，正向电压通常在3.2V左右。设计者必须使用恒流驱动器，而非电压源，以确保稳定工作。
4.2 相对光通量 vs. 正向电流
该曲线说明了驱动电流与光输出之间的关系。光通量随电流增加而增加，但在较高电流下，由于结温升高和效率下降，呈现亚线性趋势。为获得最佳寿命和效率，不建议在远高于150mA的电流下工作。
4.3 光谱功率分布 (SPD)
相对光谱能量曲线显示了不同CCT范围 (例如，2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K) 的发射光谱。较暖的CCT在红/黄区域有更多能量，而较冷的CCT则有更蓝的峰值。该曲线对于计算显色指标至关重要。
4.4 结温 vs. 相对光谱能量
此图描绘了光谱输出如何随结温 (Tj) 升高而变化。通常，随着Tj上升，峰值波长可能轻微偏移，整体强度可能下降。这强调了在应用设计中采取有效热管理以保持色彩和光输出一致性的重要性。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用标准的3020 (3.0mm x 2.0mm) SMD封装尺寸。详细的尺寸图纸规定了封装主体、透镜和引脚尺寸及其相关公差 (例如，.X尺寸公差为±0.10mm，.XX尺寸公差为±0.05mm)。
5.2 焊盘图案与钢网设计
提供了推荐的PCB焊盘布局和焊膏钢网设计的单独图纸。遵循这些建议对于在回流焊过程中形成良好的焊点、确保对位精度和热传递至关重要。
5.3 极性标识
阴极 (负极) 端子通常在LED封装上有标记，常见的是绿色标记或透镜上的缺口。PCB丝印和焊盘图案应清晰指示极性，以防止反向安装。
6. 焊接与组装指南
6.1 防潮敏感性与烘烤
根据IPC/JEDEC J-STD-020C标准，3020系列LED被归类为防潮敏感器件。打开防潮袋后暴露在环境湿度中，可能导致在回流焊过程中发生爆米花效应或其他损坏。
储存：未开封的袋子应储存在30°C/85% RH以下。开封后，应储存在30°C/60% RH以下。
烘烤要求：从原始密封包装中取出并暴露在环境条件下的LED，必须在回流焊前进行烘烤。
烘烤方法：在原装卷带上，于60°C下烘烤24小时。温度不得超过60°C。烘烤后1小时内使用，或储存在干燥柜中 (<20% RH)。
6.2 回流焊温度曲线
可采用标准的无铅回流焊温度曲线。LED焊点处的最高峰值温度不应超过260°C，高于230°C的时间应限制在10秒以内。请参考详细的曲线建议，了解预热、保温、回流和冷却速率。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED通常以载带卷盘形式供应，适用于自动化贴片组装。规定了标准卷盘数量 (例如，每卷2000或4000颗)。卷盘包装在带有湿度指示卡的防潮袋内。
7.2 型号命名规则
部件号的结构用于编码关键属性：系列/形状 (例如，34代表3020)、芯片数量 (S代表单芯片)、透镜代码 (00代表无透镜，01代表有透镜)、颜色代码 (L/C/W代表白光色温)、内部代码、光通量代码 (例如，E6) 和正向电压代码 (例如，D)。示例为T3400SLA-E6D。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
- LED模组与光引擎：用于面板灯、筒灯和格栅灯。
- 背光：侧入式或直下式标识牌和显示屏。
- 装饰照明：灯带、灯条和重点照明。
- 消费电子：指示灯或状态灯。
8.2 设计考量
- 热管理：使用具有足够散热过孔的PCB，必要时采用金属基板 (MCPCB) 来散热并保持较低的结温，以实现最长寿命和稳定输出。
- 电流驱动：务必使用恒流驱动器。推荐工作电流为150mA。在高环境温度下可能需要降额使用。
- 光学：110度视角适合漫射照明。可使用二次光学器件 (透镜、反射器) 来调整光束分布。
- ESD防护：在组装过程中实施标准的ESD处理程序，因为LED对静电放电敏感。
9. 技术对比与差异化
与旧款3528封装相比，3020系列在略小的封装尺寸内通常提供更高的功率密度 (典型值0.5W vs. 0.2W)，可实现更紧凑的设计。其标准化的、详细的光通量和电压分档系统，为需要在大批量生产中实现严格色彩和亮度匹配的应用提供了显著优势，减少了终端用户进行生产后分选或校准的需求。
10. 常见问题解答 (FAQ)
10.1 按最小光通量订购与按典型光通量订购有何区别？
规格书以最小光通量值定义分档。这意味着所有交付的LED都将达到或超过该最小值。\"典型\"值仅供参考，实际光通量可能更高。该系统在保证性能的同时，允许制造过程中存在高于最小值的正常波动。
10.2 为什么需要烘烤？如果我快速使用LED，可以跳过烘烤吗？
烘烤是去除塑料封装吸收的水汽的关键工序。即使短暂暴露在潮湿空气中，也可能足以在高温回流焊过程中造成损坏。仅凭时间长短来判断是否跳过烘烤是不安全的；必须检查原始包装袋内湿度指示卡的状态，以确定是否需要烘烤。
10.3 我可以让这款LED在200mA下连续工作吗？
虽然200mA是绝对最大连续电流额定值，但在此电流下工作会产生大量热量，降低效率 (每瓦流明)，并可能缩短LED寿命。推荐的工作条件是150mA，以获得最佳性能和可靠性。在200mA下工作需要卓越的热管理。
11. 设计与使用案例研究
11.1 设计一个12V LED模组
场景：设计一个紧凑的12V输入LED模组，包含6颗串联的LED。
设计步骤：
- 电气设计：选择相同电压档位的LED (例如，D档：3.0-3.1V)。6颗LED的总正向电压约为18.0V至18.6V，高于12V电源。因此，需要一个升压 (Boost) 恒流驱动器，而不是简单的电阻。
- 热设计：将LED安装在铝基板 (MCPCB) 上。计算总功耗 (约0.5W/颗 * 6 = 3W)，并确保散热足以将LED焊点温度保持在规定的工作范围内，理想情况下低于60°C以延长寿命。
- 光学一致性：订购所有来自相同光通量档位 (例如，E7) 和色温档位 (例如，40M5对应4000K) 的LED，以确保整个模组的亮度和色彩均匀。
- 组装：严格遵守防潮处理和回流焊指南，以防止良率损失。
12. 技术原理
LED基于半导体芯片的电致发光原理工作，白光LED通常基于InGaN材料。一个发蓝光的芯片涂覆有荧光粉层。部分蓝光被荧光粉转换为更长波长的光 (黄光、红光)。剩余的蓝光与荧光粉转换的光相结合，形成人眼感知的白光。蓝光与黄/红光的比例决定了相关色温 (CCT)。通过使用多种荧光粉来填补光谱中的空白，可以提高显色指数 (CRI)。正向电压是半导体材料带隙和芯片结构的特性。
13. 行业趋势
像3020系列这样的中功率SMD LED的总体趋势是朝着更高光效 (每瓦更多流明)、更佳的色彩一致性 (更严格的分档) 以及在更高工作温度下更高的可靠性发展。同时，对于需要出色色彩保真度的应用 (如零售和博物馆照明)，也趋向于更高的CRI值 (90+)。此外，行业持续改进防潮封装材料和工艺，以简化操作并提高其在更广泛组装环境中的鲁棒性。新型荧光粉系统的开发旨在提供更好的光谱质量和LED寿命期间的稳定性。
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。 |