目录
- 1. 产品概述
- 1.1 产品特性
- 1.2 应用领域
- 2. 技术规格详解
- 2.1 绝对最大额定值
- -40°C 至 +100°C。器件在未通电时可在此温度范围内存储而不会发生性能退化。
- F
- 当指定正向电流流过时,LED两端的电压降(例如,在20mA时为1.8V至2.4V)。F反向电流(I
- ):V施加反向电压(例如5V)时流过的微小漏电流。该器件并非设计用于反向偏置工作。
- 为确保生产一致性,LED会根据关键参数被分类到不同的性能组别或“档位”中。这使得设计人员能够选择满足特定颜色、亮度和电压要求的器件。d3.1 正向电压(V
- )分档
- 4. 性能曲线分析
- 虽然规格书中引用了具体的图表,但此类LED的典型性能曲线提供了有价值的设计参考:
- 显示正向电流与正向电压之间的关系。它是非线性的,具有一个特征“拐点”电压(对于本器件约为1.8-2.4V),超过此电压,电流会随电压的微小增加而迅速增大。因此必须使用限流电阻或恒流驱动器。
- 通常显示光输出在一定范围内随电流近似线性增加,超过该点后,效率可能因发热或其他效应而下降。
- 发光强度 vs. 环境温度:
- 预热:
- 峰值温度:
- 液相线以上时间(TAL):
- 如果必须进行手工焊接,请使用温度不超过300°C的电烙铁。接触时间应限制在最长3秒,并且只能进行一次,以防止对LED芯片和封装造成热损伤。
- 6.3 清洗
- 卷盘尺寸:
- 标准7英寸(178mm)直径。
- 8.1 典型应用电路
- - V
- F
- F
- 热管理:
- ESD(静电放电)防护:
- 9.1 峰值波长和主波长有什么区别?
- 峰值波长(λ
- )是发射光功率最高的物理波长。
1. 产品概述
本文档详细阐述了一款紧凑型、高性能表面贴装器件(SMD)发光二极管(LED)的规格。该器件采用行业标准的0603封装尺寸,适用于自动化组装工艺和空间受限的应用场景。LED采用铝铟镓磷(AlInGaP)半导体材料,发出橙色光谱的光,该材料以其高效率和出色的色彩纯度而闻名。
1.1 产品特性
- 符合RoHS(有害物质限制)指令要求。
- 采用8mm载带包装,兼容7英寸直径卷盘,便于自动化贴片机拾取和放置操作。
- 符合标准EIA(电子工业联盟)封装外形。
- 输入/输出电平与集成电路(IC)逻辑电平兼容。
- 专为兼容自动贴装设备而设计。
- 适用于红外(IR)回流焊接工艺。
- 已按JEDEC(联合电子设备工程委员会)标准进行预处理,达到湿度敏感等级3级,这意味着在包装袋开封后,在<30°C/60%相对湿度条件下,车间寿命为168小时。
1.2 应用领域
这款LED用途广泛,适用于各种需要紧凑、可靠指示灯的电子设备。典型的应用领域包括:
- 通信设备:路由器、调制解调器和手机上的状态指示灯。
- 办公自动化设备:打印机、扫描仪和多功能一体机上的面板指示灯。
- 家用电器:通电/运行状态指示灯。
- 工业设备:机器状态和故障指示器。
- 通用领域:状态和信号指示。
- 符号照明:前面板上图标和符号的背光照明。
- 前面板背光:按钮和显示屏的照明。
2. 技术规格详解
2.1 绝对最大额定值
以下额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限条件。在此条件下工作无法得到保证。所有值均在环境温度(Ta)为25°C时指定。
- 功耗(Pd):72 mW。这是器件能够以热量形式耗散的最大功率。
- 峰值正向电流(IF(峰值)):80 mA。这是允许的最大瞬时正向电流,通常在脉冲条件下(1/10占空比,0.1ms脉冲宽度)指定,以防止过热。
- 直流正向电流(IFF):
- 30 mA。这是为确保长期可靠运行而推荐的最大连续正向电流。工作温度范围:
- -40°C 至 +85°C。器件设计在此环境温度范围内正常工作。存储温度范围:
-40°C 至 +100°C。器件在未通电时可在此温度范围内存储而不会发生性能退化。
2.2 电气与光学特性F下表列出了在Ta=25°C、正向电流(I
F
- )为20mA(除非另有说明)条件下测得的典型性能参数。这些是正常工作条件下的预期值。V关键参数定义:发光强度(I
- V):衡量在特定方向上感知到的光功率,单位为毫坎德拉(mcd)。测量时使用模拟人眼光谱响应(CIE曲线)的滤光片。视角(2θ
- 1/2p):发光强度降至其0°(轴向)值一半时的总角度(例如110°)。角度越大,光斑越弥散。
- 峰值发射波长(λdP):
- 光输出功率达到最大值时的波长(例如611 nm)。主波长(λ
- DF):定义人眼感知光色的单一波长,源自CIE色度图。它是颜色规格的关键参数。
- 光谱线半宽(Δλ):R发射光谱在其最大强度一半处的宽度,表示颜色纯度(例如17 nm)。数值越小,表示光色越接近单色光。正向电压(V
F
):
当指定正向电流流过时,LED两端的电压降(例如,在20mA时为1.8V至2.4V)。F反向电流(I
R
):V施加反向电压(例如5V)时流过的微小漏电流。该器件并非设计用于反向偏置工作。
3. 分档系统说明
为确保生产一致性,LED会根据关键参数被分类到不同的性能组别或“档位”中。这使得设计人员能够选择满足特定颜色、亮度和电压要求的器件。d3.1 正向电压(V
F
)分档
LED根据其在20mA下的正向电压进行分类。这对于设计限流电路以及确保多LED阵列中的亮度均匀性至关重要。
- 3.2 发光强度(IV
- )分档LED根据其最小发光强度进行分档。这种分档确保了所选器件具有可预测的最低亮度水平。
- 3.3 主波长(λD
- )分档这是主要的颜色分档。LED根据其主波长进行分组,以确保在每档±1 nm的严格容差范围内,橙色色调保持一致。
4. 性能曲线分析
虽然规格书中引用了具体的图表,但此类LED的典型性能曲线提供了有价值的设计参考:
I-V(电流-电压)曲线:
显示正向电流与正向电压之间的关系。它是非线性的,具有一个特征“拐点”电压(对于本器件约为1.8-2.4V),超过此电压,电流会随电压的微小增加而迅速增大。因此必须使用限流电阻或恒流驱动器。
发光强度 vs. 正向电流:
通常显示光输出在一定范围内随电流近似线性增加,超过该点后,效率可能因发热或其他效应而下降。
发光强度 vs. 环境温度:
显示光输出通常随环境温度升高而降低。这对于高温环境下的应用是一个关键的考虑因素。
- 光谱分布:相对光功率与波长的关系图,显示在约611 nm处有一个峰值,并具有特征宽度(17 nm半宽)。
- 5. 机械与封装信息5.1 封装尺寸
- 该器件符合标准的0603(公制1608)封装尺寸:长度约1.6mm,宽度约0.8mm,高度约0.6mm。提供了带公差(除非注明,否则为±0.2mm)的详细尺寸图,用于PCB焊盘图形设计。5.2 极性识别与焊盘设计
- 阴极通常在器件上有标记。提供了适用于红外或气相回流焊接的推荐PCB焊盘图形(焊盘布局),以确保焊接过程中形成良好的焊点、元件对准以及热应力释放。6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊接温度曲线包含一个符合J-STD-020B无铅工艺标准的建议红外回流温度曲线。关键参数包括:
预热:
150-200°C,最长120秒,用于逐步加热电路板并激活助焊剂。
峰值温度:
最高260°C。
液相线以上时间(TAL):
- 通常为60-90秒,但具体时间取决于温度曲线。总焊接时间:
- 在峰值温度下最长10秒,最多允许进行两次回流焊接循环。注意:
- 最佳温度曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和回流炉。提供的曲线是基于JEDEC标准的通用目标。6.2 手工焊接
如果必须进行手工焊接,请使用温度不超过300°C的电烙铁。接触时间应限制在最长3秒,并且只能进行一次,以防止对LED芯片和封装造成热损伤。
6.3 清洗
仅使用指定的清洗剂。如果需要清洗,可将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。避免使用可能损坏环氧树脂透镜或封装的不明化学品。
- 6.4 存储条件密封包装:
- 在≤30°C和≤70%相对湿度(RH)下存储。产品在带有干燥剂的原始防潮袋中存储时,自日期代码起建议使用期限为一年。开封包装:
- 对于从密封袋中取出的元件,存储环境不应超过30°C和60% RH。强烈建议在暴露于环境后的168小时(1周)内完成红外回流焊接过程。延长存储(已开封):
- 如需存储超过168小时,请将元件放入带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。对于在原始包装袋外存储超过168小时的元件,在焊接前应在约60°C下烘烤至少48小时,以去除吸收的湿气,防止回流焊接过程中发生“爆米花”现象。7. 包装与订购信息
- 7.1 载带与卷盘规格LED以带有保护盖带的压纹载带形式提供。
卷盘尺寸:
标准7英寸(178mm)直径。
每卷数量:s4000片。s最小起订量(MOQ):剩余数量为500片起订。载带尺寸:F8mm间距载带宽度。提供了符合ANSI/EIA-481规范的凹槽、载带和卷盘的详细尺寸。F质量:F空元件凹槽已密封。一卷上连续缺失元件(跳位)的最大数量为两个。F8. 应用说明与设计考量
8.1 典型应用电路
- 最常见的驱动方法是串联一个限流电阻。电阻值(RS
- )可以使用欧姆定律计算:RS
- = (V电源
- V
F
) / Ip)F。使用规格书(或特定档位)中的最大Vd)Fd值,以确保在最坏情况下电流不超过所需的I
F
No.值(例如20mA)。对于要求亮度一致或在宽电压范围内工作的应用,推荐使用恒流驱动器。F8.2 设计考量
热管理:
尽管体积小,LED仍会产生热量。确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔,尤其是在接近最大电流或高环境温度下工作时,以维持性能和寿命。
ESD(静电放电)防护:
LED对ESD敏感。在组装和集成过程中,请采取适当的ESD防护措施进行操作。F光学设计:V110度的宽视角提供了弥散光。如需聚焦光,可能需要外部透镜或导光管。d9. 常见问题解答(FAQ)
9.1 峰值波长和主波长有什么区别?
峰值波长(λ
P
)是发射光功率最高的物理波长。
主波长(λ
- D)是定义人眼所见颜色的感知波长,根据CIE图计算得出。对于像这款橙色LED这样的单色LED,两者通常很接近,但λ
- D是颜色规格和分档的标准。
- 9.2 我可以不用限流电阻驱动这款LED吗?LED的正向电压具有负温度系数,并且每个器件之间都存在差异。即使将其直接连接到略高于其V
- F的电压源,也会导致过大的电流流过,从而引起迅速过热和失效。串联电阻或恒流电路是必需的。
- 9.3 为什么开封包装袋后有存储时间限制?SMD封装会从大气中吸收湿气。在高温回流焊接过程中,这些被困住的湿气会迅速汽化,产生内部压力,可能导致封装开裂(“爆米花”现象)。168小时的限制和烘烤程序就是针对这种失效模式的预防措施。
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。 |