目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性与优势
- 1.2 目标市场与应用
- 2. 技术参数深度解析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 2.3 热特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 波长/主波长分档(HUE)
- 3.2 发光强度分档(CAT)
- 3.3 正向电压分档(REF)
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 相对强度与波长关系
- 4.2 指向性图
- 4.3 正向电流与正向电压关系(I-V曲线)
- 4.4 相对强度与正向电流关系
- 4.5 温度依赖性曲线
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 引脚与极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 引脚成型
- 6.2 存储条件
- 6.3 焊接参数
- 6.4 清洗
- 6.5 热管理
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 7.2 标签说明
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用电路
- 8.2 设计注意事项
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(FAQ)
- 10.1 峰值波长和主波长有什么区别?
- 10.2 我可以用3.3V电源驱动这款LED吗?
- 10.3 为什么焊接距离(距离灯珠3mm)如此重要?
- 10.4 在此上下文中,“无卤素”是什么意思?
- 11. 实际用例示例
- 12. 工作原理简介
- 13. 技术趋势与背景
1. 产品概述
484-10UYT/S530-A3是一款直插式LED灯珠,专为需要高亮度和可靠性能的应用而设计。它采用AlGaInP芯片,可产生亮黄色的光输出。该元件的特点在于其坚固的结构、符合环保法规以及适用于自动化组装工艺。
1.1 核心特性与优势
这款LED具备多项关键特性,使其适用于广泛的电子应用。它提供多种视角选择,标准型号具有宽广的110度视角。产品以编带盘装形式提供,便于大批量制造中的高效自动化贴装。其设计可靠且坚固,确保在苛刻环境下的长期性能。此外,该LED符合主要环保标准,包括RoHS、欧盟REACH法规,并且是无卤素产品,满足溴和氯含量的特定限值。
1.2 目标市场与应用
这款LED主要面向消费电子和显示背光市场。其主要应用包括作为电视机、电脑显示器、电话以及通用电脑外设中的指示灯或背光源。其亮度、颜色和可靠性的结合使其成为设计师的多功能选择。
2. 技术参数深度解析
本节根据规格书,对LED的关键技术参数进行详细、客观的分析。
2.1 绝对最大额定值
绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些并非推荐的工作条件。对于484-10UYT/S530-A3,连续正向电流(IF)额定值为25 mA。在占空比为1/10、频率为1 kHz的脉冲条件下,允许更高的峰值正向电流(IFP)60 mA。LED可承受的最大反向电压(VR)为5 V。功耗(Pd)限制为60 mW。器件的工作环境温度范围(Topr)为-40°C至+85°C,存储温度(Tstg)范围为-40°C至+100°C。焊接温度(Tsol)额定值为260°C,最长持续时间为5秒,这对于PCB组装工艺至关重要。
2.2 光电特性
光电特性在标准测试条件(Ta=25°C, IF=20mA)下测量,定义了器件的性能。发光强度(Iv)典型值为32 mcd,最小值为16 mcd。视角(2θ1/2)定义为半强度全角,典型值为110度。峰值波长(λp)典型值为591 nm,主波长(λd)典型值为589 nm,使其完全处于亮黄色光谱范围内。光谱辐射带宽(Δλ)典型值为15 nm。正向电压(VF)典型值为2.0 V,范围从1.7 V(最小)到2.4 V(最大)。当施加5V反向电压时,反向电流(IR)最大值为10 μA。规格书还注明了正向电压(±0.1V)、发光强度(±10%)和主波长(±1.0nm)的测量不确定度,这对于质量控制和设计裕量计算非常重要。
2.3 热特性
虽然未在单独的表格中明确列出,但从额定值和曲线可以推断,热管理是LED工作的一个关键方面。60 mW的功耗额定值和工作温度范围表明,在应用设计中需要考虑充分的散热,尤其是在接近最大电流或高环境温度下工作时。性能曲线显示了相对强度、正向电流和环境温度之间的关系,这本质上是一种热特性。
3. 分档系统说明
规格书表明对关键参数使用了分档系统,如标签说明中所述。该系统根据测量性能对LED进行分类,以确保同一生产批次内的一致性。
3.1 波长/主波长分档(HUE)
LED根据其主波长(HUE)被分入不同的档位。这确保了特定应用中的颜色输出一致,对于颜色匹配很重要的应用(如多LED显示屏或状态指示灯)至关重要。
3.2 发光强度分档(CAT)
发光强度也进行分档(CAT)。这使得设计者可以选择具有特定亮度范围的LED,为需要不同亮度水平或补偿光学系统损耗的设计提供了灵活性。
3.3 正向电压分档(REF)
正向电压进行分档(REF)。按正向电压对LED进行分组有助于设计更一致的驱动电路,因为当多个LED并联或由恒压源驱动时,可以减少电流消耗的变化。
4. 性能曲线分析
规格书提供了几条典型特性曲线,说明了器件在不同条件下的行为。
4.1 相对强度与波长关系
该曲线显示了发射光的光谱功率分布。它通常在589-591 nm(黄色)附近有一个单峰,带宽(Δλ)约为15 nm。该曲线的形状证实了AlGaInP芯片的单色性。
4.2 指向性图
指向性曲线(辐射图)直观地表示了110度视角。它显示了发光强度如何随着与中心轴(0°)夹角的增大而减小,在大约±55度处达到其最大值的一半。
4.3 正向电流与正向电压关系(I-V曲线)
这是半导体的基本特性。对于LED,这种关系是指数型的。曲线显示,正向电压超过开启点(约1.7V)后,电压的微小增加会导致电流的快速增加。这凸显了在电路设计中采用限流机制(如电阻或恒流驱动器)以防止热失控的重要性。
4.4 相对强度与正向电流关系
该曲线表明,在工作范围内,光输出(相对强度)与正向电流大致成正比。然而,在非常高的电流下,由于发热增加,效率可能会下降。
4.5 温度依赖性曲线
两条关键曲线显示了环境温度(Ta)的影响。相对强度与环境温度关系曲线通常显示光输出随着温度升高而降低,这是LED由于非辐射复合和其他效应的常见特性。正向电流与环境温度关系曲线(可能在恒定电压下)显示了LED的正向电压如何随温度变化,这对于理解电路中的热稳定性至关重要。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用标准的径向引线封装。图纸中的关键尺寸包括引脚间距、本体直径和总高度。注明了具体公差:凸缘高度必须小于1.5mm,除非另有说明,一般公差为±0.25mm。确切的尺寸应从提供的封装图纸中获取,用于PCB焊盘设计。
5.2 引脚与极性识别
作为径向元件,它有两个引脚。较长的引脚通常表示阳极(正极),较短的引脚表示阴极(负极)。这是极性识别的行业标准做法。应查阅封装图纸以确认任何指示极性的特定凸缘平面或其他标记。
6. 焊接与组装指南
正确处理对于可靠性至关重要。规格书提供了详细说明。
6.1 引脚成型
引脚应在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm处弯曲。成型必须在焊接前且在室温下进行,以避免对封装施加应力或损坏内部键合线。PCB孔必须与LED引脚完美对齐,以防止安装应力。
6.2 存储条件
LED应存储在≤30°C和≤70%相对湿度的环境中。运输后的保质期为3个月。对于更长时间的存储(最长1年),应将其保存在充有氮气和干燥剂的密封容器中。应避免在潮湿环境中温度骤变,以防止冷凝。
6.3 焊接参数
手工焊接:烙铁头温度不应超过300°C(适用于最大30W烙铁)。每个引脚的焊接时间最多为3秒。焊点必须距离环氧树脂灯珠至少3mm。
波峰(DIP)焊接:预热温度不应超过100°C,最长60秒。焊锡槽温度不应超过260°C,停留时间最多5秒。同样,必须保持距离灯珠至少3mm。
提供了推荐的焊接温度曲线,强调了控制加热和冷却速率的重要性。焊接(浸焊或手工焊)不应超过一次。LED在高温和冷却期间必须防止机械冲击。
6.4 清洗
如果需要清洗,只能使用室温下的异丙醇,时间不超过一分钟。不建议使用超声波清洗,如果绝对必要,必须预先进行验证,因为它可能损坏内部结构。
6.5 热管理
规格书明确指出,必须在应用设计阶段考虑热管理。在较高的环境温度下,应适当降低工作电流,以保持可靠性并防止光输出过早衰减。这涉及到使用热曲线来确定安全工作点。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED采用防静电袋包装以防静电放电。这些袋子放在内盒中,然后装入外箱进行运输。每袋最小包装数量为200至1000件。四袋装在一个内盒中。十个内盒装在一个外箱中。
7.2 标签说明
包装标签包含多个代码:CPN(客户生产编号)、P/N(生产编号)、QTY(包装数量)、CAT(发光强度档位)、HUE(主波长档位)、REF(正向电压档位)和LOT No.(批次号,用于追溯)。
8. 应用建议
8.1 典型应用电路
驱动此LED最常见的电路是连接到直流电源的简单串联电阻。电阻值使用欧姆定律计算:R = (V_电源 - V_F) / I_F,其中V_F是LED的正向电压(为稳健性起见,使用2.0V典型值或最大值),I_F是所需的正向电流(例如,20mA)。例如,使用5V电源:R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 欧姆。需要一个额定功率至少为I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W的电阻。
8.2 设计注意事项
- 电流控制:始终使用限流器件(电阻或驱动IC)。不要直接连接到电压源。
- 热设计:确保PCB及周围区域允许散热,尤其是在高环境温度或接近最大电流下工作时。
- ESD防护:尽管采用防静电袋包装,但在组装过程中仍应遵循标准的ESD处理程序。
- 光学设计:宽广的110度视角使其适用于需要宽范围照明或多角度可见性的应用。
9. 技术对比与差异化
与旧技术的黄色LED(例如基于GaAsP的)相比,这款基于AlGaInP的LED在相同驱动电流下提供了显著更高的发光效率和更亮的输出。其符合现代环保标准(RoHS、无卤素)是与旧元件的一个关键区别。宽广的视角以及编带盘装的可用性,使其在成本、亮度和组装速度至关重要的消费电子产品自动化生产中具有竞争力。
10. 常见问题解答(FAQ)
10.1 峰值波长和主波长有什么区别?
峰值波长(λp)是发射光谱强度达到最大值时的波长。主波长(λd)是与LED输出感知颜色相匹配的单色光波长。对于像这样的窄光谱LED,两者非常接近(典型值分别为591 nm和589 nm)。
10.2 我可以用3.3V电源驱动这款LED吗?
可以。使用公式,典型V_F为2.0V,目标I_F为20mA:R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 欧姆。使用标准的68欧姆电阻,电流约为19.1 mA,这是可以接受的。
10.3 为什么焊接距离(距离灯珠3mm)如此重要?
这个距离可以防止过多的热量沿引脚传导,损坏灯珠的环氧树脂或内部的芯片粘接和键合线。过热会导致开裂、分层或光学特性改变,从而导致立即失效或长期可靠性降低。
10.4 在此上下文中,“无卤素”是什么意思?
这意味着LED结构中使用的材料含有非常低水平的卤素,如溴(Br)和氯(Cl)。具体来说,溴<900 ppm,氯<900 ppm,它们的总和(Br+Cl)<1500 ppm。这减少了组件在寿命结束时被焚烧时产生的有毒烟雾排放。
11. 实际用例示例
场景:为网络路由器设计状态指示面板。
实施方案:可以使用多个484-10UYT/S530-A3 LED来指示电源、互联网连接、Wi-Fi活动和LAN端口状态。其亮黄色非常醒目。它们将通过限流电阻由路由器的3.3V逻辑电源驱动。由于采用编带盘装,它们可以在制造过程中通过贴片机快速可靠地放置。宽广的视角确保了从房间内不同位置都能看到状态。环保合规性与路由器制造商的绿色政策要求相符。
12. 工作原理简介
这款LED基于AlGaInP(铝镓铟磷)半导体芯片。当施加正向电压时,来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到有源区。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带隙能量,这直接对应于发射光的波长(颜色)——在本例中为黄色(约589 nm)。环氧树脂透镜封装芯片,提供机械保护,并塑造光输出光束(110度视角)。
13. 技术趋势与背景
AlGaInP技术代表了生产红色、橙色、琥珀色和黄色LED的成熟且高效的解决方案。虽然荧光粉转换白光LED和直接发射InGaN LED(蓝色、绿色)等新技术发展迅速,但由于其在黄-橙-红光谱范围内卓越的效率和色纯度,AlGaInP仍然是该范围内高亮度单色光的主导且最具成本效益的选择。此类元件的发展趋势是追求更高的效率(每瓦更多光)、改进热性能以支持更高驱动电流,以及持续遵守更严格的环保和材料法规。
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。 |