目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性与优势
- 1.2 目标应用
- 2. 技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 2.3 器件选型与分档
- 3. 性能曲线分析
- 3.1 光谱与角度分布
- 3.2 电气与热特性
- 4. 机械与封装信息
- 4.1 封装尺寸
- 4.2 极性识别
- 5. 组装与操作指南
- 5.1 引脚成型
- 5.2 焊接工艺
- 5.3 清洗
- 5.4 存储
- 5.5 热管理
- 5.6 ESD(静电放电)预防措施
- 6. 包装与订购信息
- 6.1 包装规格
- 6.2 标签说明
- 7. 应用说明与设计考量
- 7.1 电路设计
- 7.2 PCB布局
- 7.3 光学集成
- 8. 技术对比与定位
- 9. 常见问题解答(FAQ)
- 9.1 峰值波长(λp)和主波长(λd)有什么区别?
- 9.2 我可以用5V电源不加电阻驱动这个LED吗?
- 9.3 为什么存储湿度很重要?
- 9.4 如何解读分档代码(CAT, HUE, REF)?
- 10. 实际应用案例
- 11. 工作原理
- 12. 技术趋势
1. 产品概述
本文档提供了423-2UYC/S530-A6 LED灯珠的完整技术规格。该器件是一款表面贴装器件(SMD),专为需要特定颜色特性的可靠照明应用而设计。该系列产品旨在以紧凑的外形尺寸提供稳定的性能。
1.1 核心特性与优势
该LED为集成到电子设计中提供了多项关键优势:
- 视角选择:产品提供多种视角选项,以适应不同应用对光线扩散的需求。
- 包装选项:提供编带盘装,兼容自动化贴片组装工艺。
- 高可靠性:设计坚固可靠,适合长期运行。
- 环保合规:产品符合主要环保法规:
- 符合RoHS(有害物质限制)指令。
- 符合欧盟REACH(化学品注册、评估、授权和限制)法规。
- 无卤规格(溴<900 ppm,氯<900 ppm,溴+氯<1500 ppm)。
1.2 目标应用
此LED适用于一系列需要指示灯或背光功能的消费及工业电子产品。典型应用包括:
- 电视机
- 电脑显示器
- 电话机
- 通用电脑外设
2. 技术参数分析
本节详述了定义LED工作极限和性能的关键电气、光学及热学参数。
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损坏的应力极限。不保证在此极限或超过此极限下工作。
| 参数 | 符号 | 额定值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 连续正向电流 | IF | 25 | mA |
| 峰值正向电流(占空比1/10 @ 1KHz) | IFP | 60 | mA |
| 反向电压 | VR | 5 | V |
| 功耗 | Pd | 60 | mW |
| 工作温度 | Topr | -40 至 +85 | °C |
| 存储温度 | Tstg | -40 至 +100 | °C |
| 焊接温度(波峰焊) | Tsol | 260°C,持续5秒。 | °C |
2.2 光电特性
这些参数在标准测试条件Ta=25°C、IF=20mA下测量,代表典型性能。
| 参数 | 符号 | Min. | Typ. | Max. | 单位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 发光强度 | Iv | 100 | 200 | --- | mcd | IF=20mA |
| 视角(半角) | 2θ1/2 | --- | 90 | --- | 度 | IF=20mA |
| 峰值波长 | λp | --- | 591 | --- | nm | IF=20mA |
| 主波长 | λd | --- | 589 | --- | nm | IF=20mA |
| 光谱带宽(半高宽) | Δλ | --- | 15 | --- | nm | IF=20mA |
| 正向电压 | VF | 1.7 | 2.0 | 2.4 | V | IF=20mA |
| 反向电流 | IR | --- | --- | 10 | μA | VR=5V |
测量说明:公差规定如下:正向电压(±0.1V)、发光强度(±10%)、主波长(±1.0nm)。
2.3 器件选型与分档
该LED采用AlGaInP(铝镓铟磷)半导体芯片产生"亮黄色"发光颜色。器件树脂为水清透明。规格书标明了关键参数的分档系统,但具体分档代码此处未详述。此类LED典型的分档类别包括:
- 发光强度(CAT):根据测量的光输出进行分级。
- 主波长(HUE):根据感知颜色(波长)进行分级。
- 正向电压(REF):根据指定电流下的压降进行分级。
请查阅包装标签以获取特定批次的详细分档代码(CAT、HUE、REF)。
3. 性能曲线分析
图形数据揭示了LED在不同条件下的行为特性。
3.1 光谱与角度分布
相对强度 vs. 波长:曲线显示峰值发射波长约为591 nm(典型值),定义了其亮黄色。光谱带宽(半高宽)约为15 nm,表明其颜色纯度相对较高。
指向性图:辐射图展示了90°视角(半角),显示了光强如何从中心轴衰减。
3.2 电气与热特性
正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线):此曲线对电路设计至关重要。它显示了非线性关系;正向电压在20mA时通常升至约2.0V。设计者必须使用限流电阻或驱动器。
相对强度 vs. 正向电流:显示光输出随电流增加而增加,但可能并非完全线性,尤其是在较高电流时。禁止在超过绝对最大额定值的条件下工作。
相对强度 vs. 环境温度:展示了光输出的负温度系数。发光强度通常随结温升高而降低。
正向电流 vs. 环境温度:降额曲线。它表明随着环境温度升高,必须降低最大允许连续正向电流,以防止超过最大结温和功耗极限。
4. 机械与封装信息
4.1 封装尺寸
规格书包含详细的机械图纸。关键尺寸说明包括:
- 所有尺寸单位为毫米(mm)。
- 凸缘高度必须小于1.5mm(0.059英寸)。
- 除非另有说明,标准公差为±0.25mm。
图纸规定了本体尺寸、引脚间距和整体占位面积,这对PCB(印刷电路板)布局设计至关重要。
4.2 极性识别
封装图纸标明了阳极和阴极引脚。正确极性是工作所必需的。通常,阴极可通过缺口、较短的引脚或封装上的标记来识别。请参考尺寸图了解具体标记。
5. 组装与操作指南
正确的操作对可靠性至关重要。
5.1 引脚成型
- 在距离环氧树脂灯珠基座至少3mm处弯曲引脚。
- 在焊接前进行成型。
- 避免对封装施加应力。PCB安装过程中的错位可能导致树脂开裂。
- 在室温下剪切引脚。
5.2 焊接工艺
推荐条件:
| 方法 | 参数 | 数值 |
|---|---|---|
| 手工焊接 | 烙铁头温度 | 最高300°C(最大30W) |
| 焊接时间 | 最长3秒 | |
| 距灯珠距离 | 最小3mm | |
| 波峰焊(DIP) | 预热温度 | 最高100°C(最长60秒) |
| 焊锡槽温度与时间 | 最高260°C,最长5秒 | |
| 距灯珠距离 | 最小3mm | |
| 冷却 | 避免从峰值温度快速冷却。 |
关键注意事项:
- 在高温阶段避免对引脚施加应力。
- 不要重复焊接(浸焊或手工焊)超过一次。
- 焊接后,在LED冷却至室温前,保护其免受冲击/振动。
- 使用最低的有效温度。
5.3 清洗
- 如有必要,仅在室温下使用异丙醇清洗,时间≤1分钟。
- 除非经过预先验证,否则避免使用超声波清洗,因为它可能损坏内部结构。
5.4 存储
- 收到后,请在≤30°C和≤70%相对湿度条件下存储。
- 标准存储寿命为3个月。如需更长时间存储(最长1年),请使用带干燥剂的氮气密封容器。
- 在潮湿环境中避免温度骤变,以防冷凝。
5.5 热管理
LED的性能和寿命在很大程度上取决于结温。
- 在PCB设计时考虑热管理(铜焊盘、散热过孔)。
- 根据"正向电流 vs. 环境温度"曲线对工作电流进行降额。
- 在最终应用中控制LED周围的环境温度。
5.6 ESD(静电放电)预防措施
此器件对静电放电敏感。操作时请采取适当的ESD预防措施:使用接地工作站、腕带和导电容器。
6. 包装与订购信息
6.1 包装规格
LED的包装旨在防止损坏和ESD:
- 一级包装:防静电袋。
- 二级包装:内含多个袋子的内盒。
- 三级包装:内含多个内盒的外箱。
包装数量:
- 每袋最少200至500片。
- 每内盒5袋。
- 每外箱10个内盒。
6.2 标签说明
包装标签包含以下信息:
- CPN:客户零件号。
- P/N:制造商零件号(例如,423-2UYC/S530-A6)。
- QTY:包装内数量。
- CAT, HUE, REF:分别代表发光强度、主波长和正向电压的分档代码。
- LOT No:可追溯的生产批号。
7. 应用说明与设计考量
7.1 电路设计
要驱动此LED,限流机制是必需的。最简单的方法是串联一个电阻。使用以下公式计算电阻值(R):R = (电源电压 - VF) / IF。其中VF是规格书中的典型或最大正向电压(例如,2.4V),IF是所需工作电流(例如,20mA),电源电压是电路的电压。始终确保电阻的计算功耗在其额定值范围内。
7.2 PCB布局
- 遵循封装尺寸中推荐的焊盘图形。
- 确保焊盘尺寸足够大,以获得可靠的焊点。
- 为改善热性能,尤其是在接近最大额定值工作时,可考虑使用稍大的铜焊盘区域,并通过散热过孔连接到地或散热层。
- 保持焊点到环氧树脂灯珠的最小距离为规定的3mm。
7.3 光学集成
90°视角提供了宽光束。对于需要更聚焦或漫射光的应用,可能需要二次光学元件(透镜、导光板)。水清透明树脂适合与外部滤色片配合使用以获得特定色调,但这会降低整体光输出。
8. 技术对比与定位
这款基于AlGaInP的亮黄色LED提供了均衡的性能特性。与GaAsP等旧技术相比,AlGaInP为黄/橙/红色提供了更高的效率和更好的色彩饱和度。其2.0V的典型正向电压低于蓝色或白色InGaN LED,在混色系统中可能简化电源设计。90°视角是通用标准,使其成为许多指示灯应用的多功能即插即用元件。
9. 常见问题解答(FAQ)
9.1 峰值波长(λp)和主波长(λd)有什么区别?
峰值波长是光谱功率分布达到最大值时的波长(典型值591 nm)。主波长是与LED感知颜色相匹配的单色光波长(典型值589 nm)。对于光谱较窄的LED,这两个值非常接近。
9.2 我可以用5V电源不加电阻驱动这个LED吗?
No.直接连接到5V会试图迫使电流远超过其绝对最大额定值(25mA连续),由于过热导致立即灾难性故障。务必使用限流电阻或恒流驱动器。
9.3 为什么存储湿度很重要?
像LED这样的塑料封装会吸收湿气。在高温焊接过程中,滞留的湿气会迅速膨胀,导致内部分层或"爆米花"效应,从而损坏封装并破坏器件。存储指南有助于控制吸湿。
9.4 如何解读分档代码(CAT, HUE, REF)?
这些代码是制造商和生产批次特定的。它们允许您选择参数严格控制一致的LED。例如,如果您的设计要求多个单元间颜色高度一致,您会指定一个窄的HUE分档。请查阅制造商详细的分档规格文件以了解每个代码字母/数字的确切含义。
10. 实际应用案例
场景:为网络路由器设计状态指示灯面板。
- 需求:一个亮黄色LED用于指示"待机/活动"。
- 选型:选择423-2UYC/S530-A6是因为其颜色、亮度(约200 mcd)、宽视角(从多个角度可见性好)以及SMD封装(适合自动化组装)。
- 电路设计:路由器内部逻辑电源为3.3V。使用典型VF 2.0V和目标IF 15mA(以获得更长寿命和更低热量),计算串联电阻:R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7Ω。选择标准91Ω电阻。电阻功耗:P = I²R = (0.015)² * 91 = 0.02W,远在1/8W电阻额定值内。
- PCB布局:使用推荐的焊盘图形。LED焊盘周围的小面积铺铜连接到地平面以辅助散热。
- 组装:LED以编带盘装形式提供。组装厂使用推荐的回流焊曲线,峰值温度为250°C,低于260°C/5s的极限。
- 结果:一个可靠、亮度一致的黄色状态指示灯,满足所有设计和法规要求。
11. 工作原理
此LED基于由AlGaInP(铝镓铟磷)制成的半导体芯片。当施加正向电压时,电子和空穴被注入半导体的有源区。当这些载流子复合时,它们以光子(光)的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了半导体的带隙能量,这直接决定了发射光的波长(颜色)。在本例中,成分被调整以产生可见光谱黄色区域(约589-591 nm)的光子。水清透明环氧树脂封装保护芯片,作为透镜塑造光输出,并可能包含荧光粉或染料(但对于像这样的纯色LED,通常是透明的)。
12. 技术趋势
LED技术持续发展。虽然这是一个标准元件,但更广泛的行业趋势包括:
- 效率提升:持续的材料科学和芯片设计改进带来更高的发光效率(每瓦电产生更多光输出),从而实现更低功耗或更高亮度。
- 色彩一致性改善:先进的分档和更严格的工艺控制生产出波长和强度变化极小的LED,这对显示器背光等应用至关重要。
- 小型化:对更小电子设备的推动促使LED封装变得更小,同时保持或提升性能。
- 集成化解决方案:内置限流电阻、保护二极管(齐纳)甚至驱动IC的LED不断增长,简化了最终用户的电路设计。
- 关注可靠性与寿命:增强的封装材料和热管理设计正在延长LED的工作寿命,使其适用于更严苛的应用。
本规格书代表了一款成熟、可靠的产品,体现了适用于大量常见指示灯和照明任务的成熟技术。
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。 |