5484BN 椭圆形蓝色LED技术规格书 - 封装尺寸 - 电压2.8-3.6V - 发光强度720-1450mcd - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了一款精密光学性能椭圆形LED的规格。该器件专为乘客信息标识及类似显示系统应用而设计。其核心设计理念聚焦于提供清晰定义的空间辐射模式，这对于在图形显示中实现均匀照明和色彩混合至关重要。

该LED具有高发光强度输出，适用于户外及高环境光环境。其椭圆形透镜是关键差异化特征，它创造了一种非对称视角，专为水平标识优化。这一特性，结合110度（一轴）和40度（垂直轴）的宽视角，确保了从不同角度都能获得良好的可视性。封装材料采用抗紫外线环氧树脂，增强了在阳光照射下的长期可靠性和色彩稳定性，这对于户外广告和可变信息标识至关重要。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

该器件设计在严格的电气和热限值内工作，以确保可靠性。绝对最大额定值定义了超出可能导致永久损坏的阈值。

• 正向电流 (I_F):30 mA (直流)。这是可施加的最大连续电流。
• 脉冲正向电流 (I_FP):100 mA，在占空比1/10、频率1kHz的脉冲条件下允许。这允许短时间的高亮度运行。
• 反向电压 (V_R):5 V。在反向偏压下超过此电压可能损坏LED结。
• 功耗 (P_d):100 mW。此参数限制了可转化为热量的总电功率。
• 工作与存储温度:器件可在-40°C至+85°C下工作，并可在-40°C至+100°C下存储。
• 焊接温度:可承受260°C最多5秒，兼容标准无铅焊接工艺。
• 静电放电 (ESD):可承受1000V（人体模型），表明具有中等水平的ESD防护。仍建议遵循正确的ESD操作程序。

2.2 光电特性

这些参数在标准测试条件下测量（T_a=25°C, I_F=20mA），定义了LED的核心性能。

• 发光强度 (I_V):范围从最小720 mcd到最大1450 mcd。典型值在此范围内，提供高亮度。
• 视角 (2θ_1/2):非对称，为110° x 40°。较大的110°角通常用于宽水平视角，而40°角提供更聚焦的垂直光束。
• 峰值波长 (λ_p):典型值468 nm，表示光谱功率发射的最大点。
• 主波长 (λ_d):范围从465 nm到475 nm。这定义了人眼感知的光的颜色（蓝色）。
• 光谱半宽 (Δλ):典型值26 nm。这衡量了光谱纯度；宽度越窄表示蓝色越饱和。
• 正向电压 (V_F):在20mA下，范围从2.8V到3.6V。这对于驱动电路设计以确保正确的电流调节至关重要。
• 反向电流 (I_R):在V_R=5V时，最大为50 μA，表明结质量良好。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据关键参数被分选到不同的档位中。

3.1 发光强度分档

根据在20mA下测得的发光强度，LED被分为四个等级（G2, H1, H2, J1）。

• G2:720 ~ 860 mcd
• H1:860 ~ 1030 mcd
• H2:1030 ~ 1210 mcd
• J1:1210 ~ 1450 mcd

测量不确定度为±10%。设计人员可以选择特定档位以实现显示器的特定亮度水平或均匀性。

3.2 主波长分档

颜色一致性通过四个波长等级（1a, 1b, 2a, 2b）进行管理。

• 1a:465.0 ~ 467.5 nm
• 1b:467.5 ~ 470.0 nm
• 2a:470.0 ~ 472.5 nm
• 2b:472.5 ~ 475.0 nm

测量不确定度为±1.0 nm。此分档对于需要精确颜色匹配的应用至关重要，例如在全彩标识中蓝色与其他颜色混合。

3.3 正向电压分档

正向电压被分为四个等级（0, 1, 2, 3），以辅助驱动设计和电源管理。

• 0:2.8 ~ 3.0 V
• 1:3.0 ~ 3.2 V
• 2:3.2 ~ 3.4 V
• 3:3.4 ~ 3.6 V

测量不确定度为±0.1V。使用来自相同电压档位的LED可以简化串联或并联阵列中的限流电阻计算。

4. 性能曲线分析

规格书引用了典型的光电特性曲线。虽然文本中未提供具体图表，但此类LED的标准曲线通常包括：

• 相对发光强度 vs. 正向电流 (I-V曲线):显示光输出如何随电流增加，通常在达到最大额定电流前呈近似线性关系。它突出了恒流驱动对于稳定亮度的重要性。
• 相对发光强度 vs. 环境温度:展示了光输出的热降额。发光强度通常随结温升高而降低，这是封闭式标识中热管理的关键考量。
• 正向电压 vs. 结温:显示了V_F的负温度系数。正向电压随温度升高而下降，这可能影响基于简单电阻的驱动电路的性能。
• 光谱分布:绘制相对强度与波长的关系图，显示在约468 nm处的峰值和26 nm的半宽，确认了蓝色光发射。
• 视角模式:极坐标图，说明了非对称辐射模式（110° x 40°），对于标识中将光线导向所需位置的光学设计至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用特定的椭圆形透镜封装。规格书中的关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸均以毫米 (mm) 为单位。
• 标准公差为±0.25 mm，除非另有说明。
• 凸缘下方树脂的最大突出量为1.5 mm。
• 连接筋切断后，该部分会暴露出裸铜合金。如果在组装或涂覆保护层时未妥善保护，此区域可能易受氧化。

引用了精确的尺寸图，但文本中未详述。该封装设计用于通孔安装 (DIP)。

6. 焊接与组装指南

6.1 引脚成型

• 弯曲必须发生在距环氧树脂灯珠底部至少3 mm处，以防止对内部芯片和键合线产生应力。
• 引脚成型必须在焊接过程之前完成。
• 弯曲过程中避免对LED封装施加应力。
• 在室温下切割引线框架。高温切割可能引起热冲击。
• PCB孔必须与LED引脚精确对齐。错位导致引脚应力会降低环氧树脂和LED的性能。

6.2 存储条件

• 推荐存储条件：≤30°C 且 ≤70% 相对湿度 (RH)。
• 在此条件下的最长存储寿命：自发货起3个月。
• 如需更长时间存储（最长1年），请将LED置于充有氮气并放有干燥剂的密封容器中。
• 避免在高湿度下快速温度变化以防止冷凝，冷凝可能导致湿气侵入并在焊接时引发故障（"爆米花"效应）。

6.3 焊接工艺

提供了手工焊接和波峰焊接的详细建议。

• 通用规则:保持焊点到环氧树脂灯珠的最小距离为3 mm。
• 手工焊接:烙铁头温度 ≤300°C（适用于最大30W烙铁）。每个引脚焊接时间 ≤3 秒。
• 波峰/DIP焊接:
  • 预热温度：≤100°C（持续时间≤60秒）。
  • 焊锡槽温度：≤260°C。
  • 槽内焊接时间：≤5 秒。
• LED处于高温时，避免对引脚施加应力。
• 不要对同一LED进行超过一次的焊接（浸焊或手工焊）。
• 焊接后，在LED冷却至室温前，保护环氧树脂灯珠免受机械冲击/振动。
• 避免从峰值焊接温度快速冷却。

引用了推荐的焊接温度曲线，通常显示升温、预热、峰值温度（260°C）和受控冷却过程。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED采用防静电包装并带有清晰标签。

• 一级包装:每防静电袋装500片。
• 二级包装:5袋装入一个内盒（总计2,500片）。
• 三级包装:10个内盒装入一个外箱（总计25,000片）。

7.2 标签信息

袋子和纸箱上的标签包含用于追溯和正确应用的关键信息：

• CPN (客户部件号):客户的内部参考号。
• P/N (生产部件号):制造商部件号（例如，5484BN/BADC-AGJA/P/MS）。
• QTY (数量):包装内的件数。
• CAT (类别):发光强度和正向电压分档的组合等级代码（例如，H1-2）。
• HUE:主波长分档的等级代码（例如，1b）。
• REF (参考):附加参考信息。
• LOT No:可追溯的生产批号。
• Production Place:指示生产国家。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

如规格所述，此LED专为以下应用设计：

• 彩色图形标识与信息板:其高强度和椭圆形光斑使其成为标识背光或直接照明的理想选择，确保可读性。
• 可变信息标识 (VMS):用于高速公路、机场和公共交通系统。分档系统确保了大型多LED显示屏上颜色和亮度的一致性。
• 商业户外广告:抗紫外线环氧树脂和坚固设计支持在暴露于阳光和天气的恶劣户外环境中的长期可靠性。
• 乘客信息标识:特定的空间辐射模式旨在与红色和绿色LED混合，在全彩显示屏中创造各种颜色。

8.2 设计考量

• 驱动电路:使用设置为20mA（或更低以降低亮度/功耗）的恒流驱动器以确保稳定运行和长寿命。设计串联串时需考虑V_F分档。
• 热管理:尽管每个LED的功耗仅为100mW，但封闭式标识中的高密度阵列会产生大量热量。确保足够的通风或散热，以将结温维持在安全限值内，从而保持光输出和寿命。
• 光学设计:利用110° x 40°的视角。定向LED，使110°轴覆盖所需的水平观看区域。如果需要，可使用二次光学元件（扩散片、透镜）进一步塑形光束。
• ESD防护:尽管ESD等级为1kV，但在处理和组装过程中仍需实施标准ESD预防措施。

9. 技术对比与差异化

虽然规格书中未与其他型号进行直接比较，但可以推断出此LED的关键差异化特征：

• 椭圆形透镜 vs. 标准圆形透镜:主要差异化点。椭圆形透镜产生矩形辐射模式，与圆形透镜的圆形光斑相比，对于照亮矩形标识区域更高效，减少了光浪费。
• 匹配的辐射模式用于混色:规格书明确指出辐射模式适用于红/绿/蓝混合应用。这表明了精心的光学设计，以确保在RGB像素簇中不同视角下均匀的颜色混合。
• 高强度分档:提供高达1450mcd的档位，为阳光可读应用提供了高亮度选项。
• 抗紫外线环氧树脂:对于户外长寿命至关重要，可防止封装材料随时间推移而变黄和透光率下降。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长 (λ_p~468 nm)是LED发射最大光功率的波长。主波长 (λ_d465-475 nm)是人眼感知到的与LED颜色相同的单色光波长。主波长对于显示器中的颜色规格更为相关。

10.2 我能否以30mA连续驱动此LED以获得最大亮度？

可以，30mA是绝对最大连续正向电流。然而，在最大额定值下运行会产生更多热量，并可能加速光通量随时间衰减。为了获得最佳寿命和可靠性，建议在或低于测试电流20mA下驱动，除非高亮度至关重要且热管理非常出色。

10.3 订购时如何解读分档代码（例如 H1-2, 1b）？

"CAT"代码（例如，H1-2）结合了发光强度档位（H1 = 860-1030 mcd）和正向电压档位（2 = 3.2-3.4V）。"HUE"代码（例如，1b = 467.5-470.0 nm）指定了主波长档位。指定这些档位可确保您获得性能特征紧密分组的LED，从而实现一致的显示效果。

10.4 为何存储寿命限制为3个月？超过此期限会怎样？

标准工厂条件（≤30°C/70%RH）下的3个月限制是为了防止湿气通过塑料封装吸收。3个月后，湿度水平可能超过焊接的安全限值，在高温回流过程中存在内部分层或开裂的风险（"爆米花"效应）。对于更长时间的存储，充氮干燥环境可防止湿气侵入，将安全存储时间延长至一年。

11. 设计案例研究

场景：设计一款高亮度户外可变信息标识 (VMS)

1. 需求分析:标识必须在阳光下可读，在-20°C至+60°C温度下工作，并具有均匀的颜色外观。
2. LED选择:选择此椭圆形蓝色LED是因为其高强度（选择J1档位以获得最大亮度）、适用于户外的抗紫外线环氧树脂，以及与红色和绿色伙伴LED匹配的辐射模式用于混色。
3. 电气设计:LED以串联串排列。驱动器为恒流型，设置为18mA（略低于20mA以留有余量）。使用最坏情况下的V_F（来自档位3的3.6V）来计算每个串联串所需的最小驱动器电压。
4. 热设计:PCB采用金属基板 (MCPCB)，以有效地将热量从LED阵列传导出去。进行热仿真以确保在最高环境温度下LED结温保持在85°C以下。
5. 光学与机械设计:LED安装时，其110°轴水平对齐于标识。在阵列上方放置二次扩散片，将单个LED光点融合成平滑、均匀的光板。
6. 采购与组装:订购LED时指定分档代码（例如，强度J1档，波长2a档），以确保所有生产批次的一致性。组装过程中严格遵守焊接温度曲线和存储指南。

12. 工作原理

此LED基于InGaN（氮化铟镓）半导体芯片。当施加超过二极管阈值（约2.8-3.6V）的正向电压时，电子和空穴被注入半导体的有源区。它们复合，以光子的形式释放能量。InGaN合金的具体成分决定了带隙能量，进而定义了发射光的波长——在本例中为蓝色光谱（约468 nm）。围绕芯片的椭圆形环氧树脂透镜作为主要光学元件，将发射光折射并塑形为所需的110° x 40°辐射模式。

13. 技术趋势

用于标识的LED持续发展。虽然此规格书代表了一款成熟的通孔 (DIP) 产品，但行业总体趋势包括：

• 效率提升 (lm/W):更新的芯片技术和荧光粉允许在相同或更低的驱动电流下获得更高的光输出，从而降低功耗和热负荷。
• 表面贴装器件 (SMD) 的采用:与传统的DIP封装相比，SMD封装允许更高的密度、自动化组装，并且通常具有更好的热路径，尽管DIP在某些高功率或传统设计中仍然相关。
• 显色性与色域改善:半导体材料和荧光粉系统的进步使得LED具有更窄的光谱峰值和更饱和的颜色，从而扩展了全彩显示器的色域。
• 集成智能功能:一些现代标识LED集成了内置驱动器（IC驱动LED）或可寻址性，简化了系统设计。
• 增强的可靠性与寿命:封装材料的持续改进，例如在一些高功率应用中使用更坚固的硅胶替代环氧树脂，带来了更长的运行寿命和更好的恶劣环境耐受性。

本规格书中描述的产品在此背景下，是一款针对特定应用领域（其椭圆形光束模式和高强度输出提供明显优势）进行光学优化的专用组件。