目录
1. 产品概述
2020-SR140DM-AM是一款专为严苛汽车照明应用设计的高性能、表面贴装超红光LED。该器件属于"2020"产品系列，意指其封装尺寸为2.0mm x 2.0mm。其核心优势在于结合了可靠的光输出、120°的宽视角以及满足严苛汽车级认证（包括AEC-Q102）的坚固结构。主要目标市场是对颜色一致性、长期可靠性和紧凑尺寸要求极高的汽车内外饰照明系统。
2. 深度技术参数分析
2.1 光度与电气特性
该LED的关键性能参数定义在140mA的标准测试电流下。在此条件下，典型光通量为18流明（lm），最小值为13 lm，最大值为27 lm，这涵盖了生产公差。典型主波长为628 nm，使其明确属于超红光光谱，分档范围从627 nm到639 nm。在140mA电流下，正向电压（Vf）典型值为2.3V，范围从1.75V到2.75V。此参数对于驱动设计和热管理至关重要，因为功耗计算公式为Vf * If。在典型条件下，这相当于约0.322W（2.3V * 0.14A）。
2.2 绝对最大额定值与热特性
为确保器件寿命，工作条件绝不能超过绝对最大额定值。最大连续正向电流为250 mA，器件可承受高达1000 mA的极短脉冲（≤10 μs）浪涌电流。最高结温（Tj）为150°C，而工作温度范围规定为-40°C至+125°C，适用于严酷的汽车环境。热管理至关重要；从结到焊点的热阻（Rth JS）典型值为23 K/W（实际值）或16 K/W（电气值），这指示了热量从半导体芯片传递到PCB的效率。
3. 分档系统说明
为确保生产中颜色和亮度的一致性，LED会按档位进行分选。
3.1 光通量分档
LED按光通量分为三档：E6（13-17 lm）、F7（17-20 lm）和F8（20-23 lm）。型号中的"M"表示中等亮度等级，通常对应F7档。
3.2 正向电压分档
定义了四个电压档位：1720（1.75-2.0V）、2022（2.0-2.25V）、2225（2.25-2.5V）和2527（2.5-2.75V）。这使得设计人员可以为多LED阵列中的电流匹配选择具有更严格Vf公差的LED。
3.3 主波长分档
颜色通过波长档位控制：2730（627-630 nm）、3033（630-633 nm）、3336（633-636 nm）和3639（636-639 nm）。典型值628 nm属于2730档。
4. 性能曲线分析
4.1 IV曲线与相对光通量
正向电流与正向电压关系图显示了典型的指数关系。相对光通量与正向电流关系曲线表明，光输出随电流增加呈亚线性增长，强调了在推荐的140mA下驱动以实现最佳效率和寿命的重要性。
4.2 温度依赖性
相对光通量与结温关系图显示，光输出随温度升高而降低，这是LED的典型特性。相对正向电压与结温关系曲线具有负斜率，意味着Vf随温度升高而降低，这可用于温度传感。相对波长偏移图表明，主波长随温度升高略有增加（红移）。
4.3 光谱分布与降额
相对光谱分布图确认了在红光区域（约628 nm）有一个窄而尖的发射峰。正向电流降额曲线对设计至关重要：它表明最大允许连续电流必须随着焊盘温度（Ts）的升高而降低。例如，在最高Ts为125°C时，最大If为250 mA。
5. 机械与封装信息
5.1 物理尺寸
该LED采用标准的2020（2.0mm x 2.0mm）SMD封装。整体封装高度约为0.7mm。详细的机械图纸规定了所有关键尺寸，包括透镜尺寸和引线框架位置，一般公差为±0.1mm。
5.2 推荐焊盘布局
提供了焊盘图形设计，以确保可靠的焊接和最佳的热性能。该设计包含一个中央散热焊盘，用于高效地将热量传递到PCB。建议遵循此布局，以防止立碑现象并确保正确的对位。
6. 焊接与组装指南
该LED兼容标准的红外回流焊接工艺。根据IPC/JEDEC J-STD-020标准曲线，最高焊接温度为260°C，持续时间不超过30秒。其湿度敏感等级（MSL）为2级，这意味着如果器件在使用前暴露在环境空气中超过一年，则必须进行烘烤。必须遵循正确的ESD（静电放电）处理程序，因为该器件的额定值为2kV人体模型（HBM）。
7. 包装与订购信息
型号遵循特定的结构：2020 - SR - 140 - D - M - AM.
- 2020：产品系列（2.0mm x 2.0mm）。
- SR：颜色（超红光）。
- 140：测试电流（单位mA）。
- D：引线框架类型（镀金，白色反光胶）。
- M：亮度等级（中等）。
- AM：表示汽车应用。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
此LED明确为汽车照明设计。这包括：
- 外部照明：高位刹车灯（CHMSL）、后组合灯（刹车/尾灯功能）、侧标志灯。
- 内部照明：仪表盘背光、开关照明、氛围灯。
8.2 设计注意事项
- 电流驱动：使用恒流驱动器，而非恒压源，以确保稳定的光输出并防止热失控。推荐工作点为140mA。
- 热管理：PCB设计必须能有效散热。使用提供的热阻值（Rth JS），根据您电路板的热性能和环境条件计算预期的结温升。确保Tj远低于150°C。
- 光学：120°视角适用于广域照明。对于聚焦光束，可能需要二次光学元件（透镜）。
- 耐硫性：该器件满足硫测试A1级，适用于存在大气硫污染的环境。
9. 技术对比与差异化
与标准红光LED相比，"超红光"变体提供更高的发光效率（每瓦更多流明）和更饱和、更深沉的红色（主波长约628nm，而标准红光为620-625nm或琥珀红光）。AEC-Q102认证、扩展的温度范围（-40°C至+125°C）以及耐硫性是其区别于商用级应用、适用于汽车领域的关键差异化因素。使用镀金引线框架（"D"型）增强了反射率和长期可靠性。
10. 常见问题解答（FAQ）
问：我可以连续以250mA驱动此LED吗？
答：可以，但前提是焊盘温度（Ts）必须维持在25°C或以下，如降额曲线所示。在大多数环境温度较高的实际汽车应用中，连续以250mA工作很可能会超过热限值。推荐工作电流为140mA。
问："实际"热阻和"电气"热阻有何区别？
答：电气热阻（Rth JS el）是使用LED自身的Vf温度系数作为传感器测量的。实际热阻（Rth JS real）是使用外部传感器测量的。电气方法在LED中更常用。规格书提供了两者；对于大多数热计算，使用"实际"值（23 K/W）更为保守。
问：订购时如何解读光通量分档？
答：型号指定了中等（M）亮度等级。对于关键应用中精确的亮度匹配，您可能需要向供应商指定特定的光通量档位（E6、F7、F8），因为标准的"M"等级涵盖了一个范围。
11. 设计与使用案例研究
场景：设计一个高位刹车灯（CHMSL）
设计人员需要一个包含15颗LED的CHMSL阵列。他们选择2020-SR140DM-AM是因为其亮度、颜色和汽车等级。使用140mA下典型的Vf值2.3V，15颗LED串联的总压降为34.5V，需要从车辆的12V系统使用升压转换器。或者，他们可能使用由单个恒流驱动器驱动的并联串，并配以均流电阻，同时仔细选择来自相同Vf档位（例如2022）的LED以确保亮度均匀。PCB布局采用了推荐的焊盘设计，并将大面积覆铜连接到散热焊盘以利于散热。使用23 K/W的Rth JS和预计的后窗内最高环境温度（例如85°C）进行热仿真，以验证结温保持在110°C以下，从而确保长寿命。
12. 工作原理
这是一种半导体发光二极管（LED）。当施加超过其带隙电压（约2.3V）的正向电压时，电子和空穴在半导体芯片的有源区（通常基于AlInGaP材料用于红光发射）复合。此复合过程以光子（光）的形式释放能量。半导体层的特定成分决定了发射光的波长（颜色）。环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，并塑形光输出以实现120°的视角。
13. 技术趋势
汽车LED市场持续向更高效率（每瓦更多流明）发展，从而实现更低的功耗和热负荷。同时，为了更时尚的灯光设计，小型化（小于2020尺寸）以及将多芯片（例如RGB）集成到单个封装中以实现自适应照明的趋势也日益明显。此外，针对新应力源（如富含激光雷达环境中的激光）的增强可靠性标准和测试变得越来越重要。在复杂的自适应远光（ADB）前照灯中，向标准化数字接口（例如SPI、I2C）控制LED的转变是另一个重要趋势，尽管本特定组件仍然是模拟、电流驱动的器件。
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。 |