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. 技术参数详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 性能曲线分析
- 3.1 相对强度 vs. 波长
- 3.2 指向性图
- 3.3 正向电流 vs. 正向电压 (IV曲线)
- 3.4 相对强度 vs. 正向电流
- 3.5 热特性
- 4. 机械与封装信息
- 4.1 封装尺寸
- 4.2 极性识别
- 5. 焊接与组装指南
- 5.1 引脚成型
- 5.2 储存条件
- 5.3 焊接参数
- 5.4 清洗
- 6. 热管理与电气管理
- 6.1 热管理
- 6.2 ESD(静电放电)敏感性
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 7.2 包装数量
- 7.3 标签说明
- 8. 应用设计注意事项
- 8.1 驱动电路设计
- 8.2 PCB布局与散热
- 8.3 光学集成
- 9. 常见问题解答(基于技术参数)
- 10. 技术与工作原理
1. 产品概述
1383SYGD/S530-E2是一款高亮度LED灯珠,专为需要卓越发光强度和可靠性能的应用而设计。该器件采用AlGaInP芯片技术,可产生亮黄绿色的光输出,并封装在绿色漫射树脂外壳中。其设计坚固耐用,适用于各种电子应用场景。
1.1 核心特性与优势
该系列产品具备多项关键优势,使其适用于严苛的应用环境:
- 高亮度:专为需要更高发光强度的应用而设计。
- 视角选项:提供多种视角规格,以适应不同的设计要求。
- 包装灵活性:提供编带包装,适用于自动化组装流程。
- 环保合规:产品无铅,符合RoHS、欧盟REACH及无卤标准(Br <900 ppm,Cl <900 ppm,Br+Cl < 1500 ppm)。
- 可靠性:在规定的操作条件下,具备可靠且坚固的性能。
1.2 目标市场与应用
此LED主要面向消费电子和显示背光市场。其主要应用包括:
- 电视机
- 电脑显示器
- 电话机
- 通用电脑外设及指示灯
2. 技术参数详解
本节对规格书中列出的关键技术参数进行详细、客观的解读。
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极限。不保证在达到或超过这些极限的条件下工作。
- 连续正向电流 (IF):25 mA。这是可以持续施加的最大直流电流。
- 峰值正向电流 (IFP):60 mA,占空比1/10,频率1kHz。适用于脉冲操作。
- 反向电压 (VR):5 V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
- 功耗 (Pd):60 mW。在环境温度Ta=25°C时,封装可耗散的最大功率。
- 工作温度 (Topr):-40°C 至 +85°C。保证可靠工作的环境温度范围。
- 储存温度 (Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 焊接温度 (Tsol):260°C,持续5秒。定义了回流焊温度曲线的耐受度。
2.2 光电特性
这些是典型性能参数,测量条件为Ta=25°C,IF=20mA,除非另有说明。
- 发光强度 (Iv):100 mcd (最小值),200 mcd (典型值)。此参数量化了LED的感知亮度。
- 视角 (2θ1/2):25° (典型值)。发光强度降至0°方向一半值时所对应的角度。
- 峰值波长 (λp):575 nm (典型值)。光谱辐射强度达到最大值时的波长。
- 主波长 (λd):573 nm (典型值)。人眼感知到的单一波长。
- 光谱辐射带宽 (Δλ):20 nm (典型值)。半峰强度处的光谱宽度。
- 正向电压 (VF):1.7 V (最小值),2.0 V (典型值),2.4 V (最大值),测量条件IF=20mA。
- 反向电流 (IR):10 μA (最大值),测量条件VR=5V。
测量公差:正向电压:±0.1V;发光强度:±10%;主波长:±1.0nm。
3. 性能曲线分析
规格书提供了几条对设计工程师至关重要的特性曲线。
3.1 相对强度 vs. 波长
此曲线显示了发射光的光谱功率分布,中心波长约为575 nm,典型带宽为20 nm,确认了亮黄绿色的色坐标。
3.2 指向性图
指向性曲线说明了光的空间分布,与25°的典型视角相关。它显示了漫射LED封装常见的类朗伯分布模式。
3.3 正向电流 vs. 正向电压 (IV曲线)
此图表对驱动器设计至关重要。它显示了电流与电压之间的指数关系。在20mA的典型工作点,正向电压约为2.0V。设计人员必须确保限流电路能适应正向电压的最小-最大值范围(1.7V-2.4V)。
3.4 相对强度 vs. 正向电流
此曲线展示了光输出对驱动电流的依赖性。虽然强度随电流增加而增加,但并非完全线性,并且禁止在超过绝对最大额定值(25mA连续电流)的条件下工作,以防止加速老化。
3.5 热特性
两条关键曲线将性能与环境温度联系起来:
- 相对强度 vs. 环境温度:显示光输出随温度升高而下降。有效的散热对于维持亮度至关重要。
- 正向电流 vs. 环境温度:可用于理解降额要求,尽管本规格书未提供具体的降额曲线。一般规则是在较高的环境温度下降低驱动电流,以保持在功耗限制之内。
4. 机械与封装信息
4.1 封装尺寸
该LED采用标准灯式封装。规格书中的关键尺寸说明包括:
- 所有尺寸单位均为毫米 (mm)。
- 法兰高度必须小于1.5mm (0.059\")。
- 尺寸的一般公差为±0.25mm,图纸上另有规定的除外。
设计注意事项:PCB焊盘设计需要精确的尺寸图纸,以确保正确的引脚间距和离板高度。
4.2 极性识别
极性通常通过引脚长度或封装上的缺口/平面来指示。阴极通常是较短的引脚或靠近平面一侧的引脚。设计人员必须查阅封装图纸以获取确切的识别方法,防止组装时反向偏置。
5. 焊接与组装指南
正确的操作对于确保可靠性和防止损坏至关重要。
5.1 引脚成型
- 弯曲点必须距离环氧树脂灯体底部至少3mm。
- 应在焊接前完成引脚成型。
- 避免对封装施加应力。PCB孔位不齐导致引脚受力可能会损坏环氧树脂和LED。
- 在室温下剪切引脚。
5.2 储存条件
- 推荐条件:温度≤30°C,相对湿度 (RH) ≤70%。
- 发货后的保质期:在推荐条件下为3个月。
- 如需更长时间储存(最长1年):请使用充有氮气并放置干燥剂的密封容器。
- 在潮湿环境中避免温度骤变,以防凝结。
5.3 焊接参数
关键规则:焊点与环氧树脂灯体之间必须保持至少3mm的最小距离。
手工焊接:
烙铁头温度:最高300°C(烙铁功率最高30W)。
焊接时间:每个引脚最多3秒。
波峰焊或浸焊:
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。
通用焊接注意事项:
- 高温操作期间避免对引脚施加应力。
- 浸焊/手工焊接操作不得超过一次。
- 焊接后,在LED冷却至室温前,应避免其受到机械冲击。
- 避免从峰值温度快速冷却。
- 始终使用最低的有效焊接温度。
- 必须严格控制波峰焊参数。
5.4 清洗
- 如有必要,仅可在室温下使用异丙醇清洗,时间不超过1分钟。
- 使用前需在室温下干燥。
- 除非在特定条件下经过预先验证,否则请勿使用超声波清洗,因为这可能造成损坏。
6. 热管理与电气管理
6.1 热管理
正确的热设计对于性能和寿命至关重要。
- 必须在应用设计阶段考虑热管理。
- 在较高的环境温度下,应适当降低驱动电流。(请参考产品规格书中的降额曲线)。
- 必须控制最终应用中LED周围的温度。
6.2 ESD(静电放电)敏感性
本产品对静电放电或浪涌电压敏感。ESD可能损坏半导体结。在所有操作和组装过程中,必须遵循正确的ESD处理程序(使用接地工作站、腕带、导电泡沫等)。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED的包装旨在防止静电、电磁和湿气损害。
- 一级包装:防静电袋,内含防潮材料。
- 二级包装:内盒。
- 三级包装:用于运输的外箱。
7.2 包装数量
- 每个防静电袋最少200-500片。
- 每个内盒装5袋。
- 每个外箱装10个内盒。
7.3 标签说明
包装标签包含关键信息:
- CPN:客户生产编号
- P/N:生产编号
- QTY:包装数量
- CAT:等级(例如,亮度分档)
- HUE:主波长
- REF:参考
- LOT No:批次号,用于追溯
8. 应用设计注意事项
8.1 驱动电路设计
考虑到正向电压范围(1.7V-2.4V),强烈建议使用恒流驱动器,而非简单的串联电阻配合恒压源。恒流驱动器可确保在不同器件之间以及温度变化时亮度保持一致,不受正向电压离散性的影响。驱动器设计应确保不超过25mA的连续电流限制。
8.2 PCB布局与散热
尽管这是一个低功耗器件,但关注PCB上的热路径有助于延长寿命。使用足够的铜箔面积连接到LED引脚,以充当散热片。确保PCB材料能够承受推荐的焊接温度曲线。
8.3 光学集成
25°的视角和绿色漫射树脂使得此LED适用于直接观看或作为带导光板的背光源。对于指示灯应用,需根据环境光条件考虑所需的发光强度(典型值200 mcd)。漫射封装提供了宽广、均匀的光斑。
9. 常见问题解答(基于技术参数)
Q1:我可以用30mA驱动这个LED以获得更高亮度吗?
A:不可以。连续正向电流的绝对最大额定值为25mA。超过此额定值有永久损坏的风险,并会使可靠性规格失效。如需更高亮度,请选择额定电流更高的LED。
Q2:峰值波长(575nm)和主波长(573nm)有什么区别?
A:峰值波长是光谱发射曲线的物理峰值。主波长是人眼感知的“颜色”点,根据光谱和CIE标准色度观察者函数计算得出。两者通常接近但不完全相同。
Q3:使用一个限流电阻从5V电源驱动这个LED是否足够?
A:可以,但不是最佳方案。需要根据最坏情况的正向电压计算电阻值(以防止过流)。这会导致不同LED之间的亮度差异和功率使用效率低下。为实现一致的性能,更推荐使用简单的恒流电路或专用的LED驱动IC。
Q4:焊点距离环氧树脂灯体至少3mm的要求有多关键?
A:非常关键。焊接距离小于3mm会使环氧树脂暴露在过高热量下,可能导致开裂、变色(发黄)、分层或内部键合线失效,从而导致器件立即或过早失效。
10. 技术与工作原理
此LED基于AlGaInP(铝镓铟磷)半导体材料。当在p-n结上施加正向电压时,电子和空穴被注入到有源区并复合。在AlGaInP LED中,这种复合以光子(光)的形式释放能量,位于可见光谱的黄绿光区域(约573-575 nm)。具体的颜色由AlGaInP合金的精确成分决定。绿色漫射树脂封装料保护半导体芯片,作为透镜塑造光输出光束(25°视角),并将点光源转换为更均匀、漫射的发射光,适用于指示灯和背光。
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。 |