目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标市场
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 热特性
- 2.3 电气与光学特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度 (IV) 分档
- 3.2 主波长 (WD) 分档
- 4. 性能曲线分析
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 推荐PCB焊盘图形
- 5.3 编带与卷盘包装
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 红外回流焊接曲线
- 6.2 手工焊接
- 6.3 清洗
- 7. 存储与操作注意事项
- 7.1 存储条件
- 7.2 应用说明
- 8. 驱动方法与设计考量
- 9. 典型应用场景
- 10. 技术对比与差异化
- 11. 常见问题解答(基于技术参数)
- 12. 设计案例研究示例
- 13. 工作原理简介
- 14. 技术趋势
1. 产品概述
本文档详细阐述了一款高亮度、表面贴装橙色发光二极管(LED)的规格。该元件专为自动化组装流程设计,适用于各种空间受限、需要可靠状态指示或背光照明的电子应用。
1.1 核心优势
- 符合RoHS环保标准。
- 采用8mm编带、7英寸卷盘包装,便于高效的自动化贴片组装。
- 标准化的EIA封装尺寸确保设计兼容性。
- 兼容逻辑电平驱动要求。
- 设计可承受标准的红外(IR)回流焊接曲线。
- 按照JEDEC湿度敏感等级3级进行预处理,确保可靠性。
1.2 目标市场
此LED专为集成到通信设备、办公自动化设备、家用电器及工业控制系统而设计。其主要功能包括状态指示、符号照明以及前面板背光。
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
工作条件不得超过以下限制,否则可能导致器件永久性损坏。
- 功耗 (Pd):最大75 mW。
- 峰值正向电流 (IF(PEAK)):80 mA(脉冲,占空比1/10,脉冲宽度0.1ms)。
- 连续正向电流 (IFF):
- 最大30 mA DC。工作与存储温度范围:
-40°C 至 +100°C。
2.2 热特性
- 对热管理设计至关重要,以确保长寿命和稳定性能。j最大结温 (Tj
- ):115°C。结到环境热阻 (RθJA
):
典型值140 °C/W。该值表示每瓦功耗引起的温升。a2.3 电气与光学特性F在环境温度 (T
- aV) 为25°C、正向电流 (IF
- ) 为20mA条件下测得的典型性能参数。发光强度 (IV):
- 140 - 450 毫坎德拉 (mcd)。实际值由分档等级决定。P视角 (2θ1/2
- ):d典型值120度。此宽视角提供广阔、均匀的照明。峰值发射波长 (λ
- P):
- 典型值609 nm。F主波长 (λD
- ):R598 - 610 nm。定义了人眼感知的光的颜色。光谱线半宽 (Δλ):R典型值15 nm。衡量颜色纯度的指标。
正向电压 (V
F
):V1.7 - 2.5 伏特。设计限流电路时必须考虑此参数。
反向电流 (IFR
- ):在反向电压 (V
- R) 为5V时,最大10 μA。注意:本器件并非设计用于反向偏压工作。
- 3. 分档系统说明元件根据性能进行分档,以确保同一生产批次内的一致性。
- 3.1 发光强度 (IV
- ) 分档在 I
F
= 20mA 条件下分档。每个档位内的容差为±11%。FR2:
- 140.0 - 180.0 mcdS1:
- 180.0 - 224.0 mcdS2:
- 224.0 - 280.0 mcdT1:
- 280.0 - 355.0 mcdT2:
355.0 - 450.0 mcd
3.2 主波长 (WD) 分档
在 I
F
= 20mA 条件下分档。每个档位内的容差为±1 nm。
P:
598 - 601 nm
Q:
601 - 604 nm
R:
604 - 607 nm
S:
607 - 610 nm
4. 性能曲线分析
图表数据提供了器件在不同条件下行为的深入洞察。规格书中包含的典型曲线说明了正向电流与发光强度的关系、正向电压与正向电流的关系以及光谱功率分布。分析这些曲线对于预测在实际应用中(温度和驱动电流可能波动)的性能至关重要。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
器件符合标准表面贴装封装,尺寸约为3.2mm x 1.6mm x 1.4mm。除非另有说明,所有尺寸公差为±0.2mm。透镜为透明,光源颜色为采用AlInGaP技术的橙色。
- 5.2 推荐PCB焊盘图形提供了建议的焊盘布局,适用于红外或气相回流焊接,以确保在组装过程中形成良好的焊点、机械稳定性以及最佳散热。
- 5.3 编带与卷盘包装LED以行业标准的压纹载带(8mm宽)形式提供,卷绕在7英寸(178mm)直径的卷盘上。标准卷盘数量为5000片。包装遵循ANSI/EIA-481规范,使用顶盖带密封元件口袋。
- 6. 焊接与组装指南6.1 红外回流焊接曲线
- 对于无铅工艺,建议采用符合J-STD-020B标准的曲线。关键参数包括预热区(150-200°C,最长120秒)以及峰值本体温度不超过260°C,最长10秒。应根据具体的PCB组装件来表征此曲线。6.2 手工焊接
如需手工焊接,请使用烙铁头温度不超过300°C的烙铁。接触时间应限制在最长3秒,且每个焊盘仅应操作一次,以避免对LED封装造成热损伤。
6.3 清洗
如需进行组装后清洗,请仅使用指定的溶剂,如室温下的乙醇或异丙醇。浸泡时间应少于一分钟。避免使用未指定的化学清洁剂,因为它们可能损坏LED封装材料。
7. 存储与操作注意事项F7.1 存储条件密封包装:存储在≤30°C和≤70%相对湿度(RH)条件下。在打开防潮袋后一年内使用。
已开封包装 / 暴露器件:
存储在≤30°C和≤60% RH条件下。器件应在暴露于环境空气后168小时(1周)内进行红外回流焊接,以防止在回流过程中因湿气造成损坏("爆米花"效应)。
- 长期存储(已开封):存储在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。
- 重新烘烤:暴露超过168小时的LED在焊接前需要在大约60°C下烘烤至少48小时。
- 7.2 应用说明此LED适用于通用电子设备。对于需要极高可靠性或故障可能危及安全的应用(例如航空、医疗、交通),在使用前需要进行特定的资格认证和咨询。
- 8. 驱动方法与设计考量LED是电流驱动器件。为确保一致的发光强度和长期可靠性,必须通过恒流源或串联限流电阻与电压源来驱动。设计时必须考虑正向电压 (V
F
) 范围(1.7V至2.5V)以及最大连续电流额定值30mA。超过电流、功率或温度的绝对最大额定值将导致性能下降并缩短寿命。在高环境温度或接近最大电流下工作时,PCB上适当的热管理(考虑到R
θJA
为140°C/W)至关重要。
9. 典型应用场景此橙色SMD LED非常适合以下应用:状态指示灯:F消费电子产品、网络硬件和工业面板中的电源开启、待机、充电或故障指示。F背光照明:F用于前面板和控制界面上图标、符号或小文字的照明。F装饰照明:
电器中需要温暖橙色光的低亮度点缀或氛围照明。
信号灯:
非关键视觉信号应用,其中高亮度和宽视角是有益的。
10. 技术对比与差异化
此LED的关键差异化因素包括其采用AlInGaP(铝铟镓磷)半导体材料,与旧技术相比,为橙/红色提供了高效率和良好的颜色稳定性。120度视角提供了非常宽的发射模式,与窄角LED相比,在需要广泛可见性的应用中更具优势。其与标准IR回流工艺的兼容性以及JEDEC MSL3等级,使其成为现代大批量SMT组装线的稳健选择。
11. 常见问题解答(基于技术参数)问:使用5V电源时,我应该使用多大的电阻值?
答:使用欧姆定律 (R = (V电源F- V
F
) / I
F
),并假设典型V
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。 |