椭圆形绿色LED 5484BN规格书 - 尺寸5.0mm - 电压2.8-3.6V - 功率100mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款具备精密光学性能的椭圆形LED的规格参数。该器件专为需要高可见度和一致混色效果的应用而设计，例如乘客信息系统和大尺寸显示屏。

1.1 核心优势与目标市场

此LED的主要优势在于其高发光强度输出和独特的椭圆形设计，后者能形成清晰的空间辐射模式。该模式的特点是具有宽而不对称的视角：一个轴向为110度，垂直轴向为40度。这一特性对于确保标识牌在各种角度下的可读性至关重要。器件采用抗紫外线环氧树脂封装，增强了其长期户外使用的耐用性。它专为商业户外广告和交通标识市场设计，包括彩色图形标志、信息板和可变信息标志（VMS）。

2. 深入技术参数分析

以下章节详细分解了器件的电气、光学和热特性。

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性损坏的极限条件。在此条件下运行不保证性能。

• 正向电流 (I_F): 30 mA (直流)
• 脉冲正向电流 (I_FP): 100 mA (占空比 1/10 @ 1 kHz)
• 反向电压 (V_R): 5 V
• 功耗 (P_d): 100 mW
• 工作温度 (T_opr): -40°C 至 +85°C
• 存储温度 (T_stg): -40°C 至 +100°C
• 焊接温度 (T_sol): 最高 260°C，持续时间不超过 5 秒
• 静电放电 (ESD): 可承受 1000V (人体模型)

2.2 光电特性

除非另有说明，这些参数均在结温 (T_a) 为 25°C、标准测试电流为 20 mA 的条件下测量。

• 发光强度 (I_V): 范围从 2880 mcd 到 4970 mcd，分为特定档位（M1, M2, N1）。
• 视角 (2θ_1/2): 110° (X轴) / 40° (Y轴)。此椭圆形光斑模式是水平标识牌的理想选择。
• 峰值波长 (λ_p): 典型值 522 nm。
• 主波长 (λ_d): 范围从 525 nm 到 535 nm，细分为多个档位（1a, 1b, 2a, 2b），以实现精确的色彩匹配。
• 光谱半宽 (Δλ): 典型值 35 nm。
• 正向电压 (V_F): 在 20 mA 电流下，范围从 2.8 V 到 3.6 V，分为档位（0, 1, 2, 3）。
• 反向电流 (I_R): 在 5V 反向电压下，最大 50 μA。

3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED根据关键参数进行分档。这使得设计人员能够选择满足特定应用亮度与色彩要求的器件。

3.1 发光强度分档

强度分为三个主要等级：

• M1: 2880 ~ 3450 mcd
• M2: 3450 ~ 4140 mcd
• N1: 4140 ~ 4970 mcd

测量不确定度为 ±10%。

3.2 主波长分档

颜色（波长）被精细地分为四个类别，以实现精确的色彩混合，特别是与其他颜色的LED配合使用时：

• 1a: 525.0 ~ 527.5 nm
• 1b: 527.5 ~ 530.0 nm
• 2a: 530.0 ~ 532.5 nm
• 2b: 532.5 ~ 535.0 nm

测量不确定度为 ±1.0 nm。

3.3 正向电压分档

正向电压分档有助于电流调节的电路设计：

• 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 ±0.1 V。

4. 性能曲线分析

虽然节选内容未提供具体的图形数据，但此类器件的典型性能曲线包括：

• 相对发光强度 vs. 正向电流 (I_V-I_F): 显示光输出如何随电流增加而增加，直至达到最大额定值。
• 相对发光强度 vs. 环境温度: 说明光输出随温度升高而下降，这对于密闭标识牌内的热管理至关重要。
• 正向电压 vs. 正向电流 (V_F-I_F): 对于设计驱动电路很重要。
• 光谱分布: 显示围绕主波长在不同波长下发射光强度的图表。

设计人员应查阅完整规格书中的这些图表，以优化性能和可靠性。

5. 机械与封装信息

该LED采用带椭圆形透镜的通孔封装。关键尺寸说明包括：

• 除非另有说明，所有尺寸单位均为毫米，标准公差为 ±0.25 mm。
• 凸缘下方树脂的最大突出量为 1.5 mm。
• 引线框架碗状结构的几何形状经过定义，以确保正确的光提取和机械稳定性。

精确的机械图纸对于PCB焊盘设计和确保在最终组件中的正确安装至关重要。

6. 焊接与组装指南

正确处理对于防止LED损坏至关重要。

6.1 引脚成型

• 弯曲点必须距离环氧树脂灯体底部至少 3 mm。
• 在焊接前成型引脚。
• 在成型或将器件插入PCB孔时，避免对封装施加应力。
• 在室温下剪切引脚。

6.2 焊接工艺

保持焊点到环氧树脂灯体的最小距离为 3 mm。

• 手工焊接: 烙铁头温度最高 300°C（最大功率30W），焊接时间最长 3 秒。
• 波峰焊/浸焊: 预热最高 100°C，最长 60 秒；焊锡槽最高 260°C，最长 5 秒。

避免多次焊接循环以及在LED高温时受到机械冲击。应让其逐渐冷却至室温。

6.3 存储条件

• 收到后，请在温度 ≤30°C、相对湿度 ≤70% 的条件下存储。
• 在此条件下的保质期为 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。
• 避免在潮湿环境中温度骤变，以防产生冷凝。

7. 包装与订购信息

器件采用防静电和防物理损坏的包装，以确保运输安全。

7.1 包装规格

• LED置于防静电袋中。
• 包装数量: 每袋 500 片。每内盒装 5 袋（共 2500 片）。每外箱装 10 个内盒（共 25,000 片）。

7.2 标签信息

包装上的标签包含用于追溯和正确应用的关键信息：

• CPN (客户料号)
• P/N (制造商料号)
• QTY (数量)
• CAT (发光强度与正向电压分档代码，例如 M2-2)
• HUE (主波长分档代码，例如 1a)
• REF (参考代码)
• LOT No. (生产批号)

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 乘客信息标志: 用于公交车、火车和机场，其椭圆形光斑模式提供了宽阔的水平可见度。
• 可变信息标志 (VMS)和信息板: 用于交通管理和户外广告。
• 彩色图形标志: 将此绿色LED与红色和蓝色LED混合，以创建全彩图像或特定色调。

8.2 设计考量

• 电流驱动: 务必使用恒流驱动器或限流电阻。切勿超过30 mA直流的绝对最大正向电流。
• 热管理: 尽管功耗较低，但在密闭标识牌内，尤其是在高环境温度下，仍需确保足够的通风，以维持光输出和寿命。
• 光学设计: 不对称视角应与标识牌的预期观看方向对齐（通常使110°轴处于水平方向）。
• ESD防护在组装过程中实施标准的ESD处理程序。

9. 技术对比与差异化

此LED通过其功能组合实现差异化：

• 椭圆形辐射模式: 与标准圆形LED不同，此形状专为标识牌打造，无需二次光学器件即可水平扩散光线。
• 通孔封装下的高强度: 与某些表面贴装替代方案相比，提供了一种简单、坚固的安装解决方案，同时仍能提供适合日光下可读标识牌的高亮度。
• 精细的色彩与强度分档: 确保大型显示屏具有卓越的色彩一致性，这对图形质量至关重要。
• 抗紫外线封装: 专为在户外、阳光照射环境下的长期可靠性而设计。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：椭圆形光斑模式有何用途？

答：110°/40°的视角提供了非常宽阔的水平覆盖范围和较窄的垂直覆盖范围。这对于旨在让站立或坐在广阔区域内的人们阅读的标识牌来说是理想选择，能将光线集中在观看者可能所在的位置。

问：如何为我的应用选择正确的档位？

答：对于单色标识牌，根据所需亮度选择发光强度档位（M1, M2, N1）。对于混色应用，您还必须指定主波长档位（1a, 1b等），以确保不同LED和生产批次之间的绿色完美匹配。

问：我能否以高于20 mA的电流驱动此LED以获得更高亮度？

答：您可以将其驱动至绝对最大额定值30 mA直流。然而，这会增加正向电压、功耗和结温，从而可能缩短寿命并降低发光效率。请务必参考降额曲线（如有），并确保适当的热管理。

问：为什么存储条件和保质期很重要？

答：环氧树脂材料和内部组件会吸收空气中的水分。如果“潮湿”的器件经受高温焊接，水分的快速汽化可能导致内部分层或开裂（“爆米花”效应），从而导致失效。

11. 实际设计与使用案例

场景：设计一个全彩户外公交站显示屏

一位设计师正在为实时公交信息创建一个LED矩阵显示屏。该显示屏必须在直射阳光下可读，并具有一致的白平衡。

• LED选择: 选择此椭圆形绿色LED以及等效的红色和蓝色LED。椭圆形光斑确保了在站台上等待的乘客具有良好的水平视角。
• 分档策略: 为实现一致的白点，设计师订购所有绿色LED均来自单一、狭窄的主波长档位（例如1b）和特定的强度档位（例如M2）。红色和蓝色LED则根据绿色LED的相对强度档位进行匹配采购，以维持所需的白平衡公式。
• 电路设计: 为每个颜色通道设计恒流驱动器。正向电压档位信息（例如，档位1对应3.0-3.2V）用于计算所需的最小驱动器电压，确保其能处理该批次中正向电压最高（V_F）的LED。
• 组装: 在PCB组装过程中，严格控制波峰焊曲线至推荐的260°C、5秒，以防止热损伤。遵循3mm引脚弯曲规则，避免对环氧树脂施加应力。

12. 技术原理简介

此LED基于氮化铟镓（InGaN）半导体芯片。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴复合，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（颜色）——在本例中为绿色（约530 nm）。椭圆形环氧树脂透镜是主光学器件，它将芯片发出的原始光塑造成所需的不对称辐射模式，从而为目标应用提高了光学效率。

13. 技术发展趋势

用于标识牌的LED发展遵循几个关键趋势：

• 效率与发光强度提升: 外延生长和芯片设计的持续改进，使得单位电输入能产生更多的光输出，从而实现更亮的显示或更低的功耗。
• 色域与一致性增强: 荧光粉技术（用于白光LED）和外延精度（用于此类彩色LED）的进步，使得显示屏能够呈现更丰富、更准确、更一致的色彩。
• 可靠性与寿命改善: 更好的封装材料（如高性能、抗紫外线的环氧树脂或硅胶）和更坚固的芯片贴装方法延长了使用寿命，这对于24/7运行的户外安装尤为重要。
• 与智能驱动器的集成: LED越来越多地与智能驱动IC配对，这些IC可以单独调节亮度并执行诊断，从而实现更具动态性和可靠性的显示系统。

虽然表面贴装器件（SMD）封装在高密度显示屏中很普遍，但像这样的通孔封装对于需要机械坚固性、更简单的到金属芯PCB的热路径或更容易现场更换的应用仍然具有相关性。