目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标市场
- 2. 技术参数：深度客观解读
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 热学特性
- 2.3 电气与光学特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 相对强度 vs. 波长（光谱）
- 4.2 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）
- 4.3 正向电流 vs. 环境温度（降额曲线）
- 4.4 相对发光强度 vs. 正向电流
- 4.5 空间分布（视角图）
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 引脚定义
- 5.3 推荐PCB焊盘设计
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 推荐红外回流焊温度曲线
- 6.2 清洗
- 6.3 存储条件
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 编带与卷盘规格
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用电路
- 8.2 设计考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（基于技术参数）
- 10.1 我能否同时以最大电流驱动所有三种颜色？
- 10.2 为什么每种颜色的正向电压不同？
- 10.3 如何使用此LED实现白光？
- 11. 实际应用案例
- 12. 工作原理简介
- 13. 技术发展趋势
1. 产品概述
本文档详述了一款高性能表面贴装三色LED的规格。该器件将红、绿、蓝三色半导体芯片集成于单个白光散射透镜封装内，通过独立或组合驱动，可产生广泛的色彩。专为自动化组装工艺设计，非常适合空间受限、需要状态指示、背光或符号照明的应用。
1.1 核心优势
- 符合RoHS环保标准。
- 采用12mm编带包装，适配7英寸直径卷盘，兼容高速贴片设备。
- 标准化的EIA封装焊盘布局确保设计兼容性。
- 兼容集成电路（I.C.）驱动电平。
- 可承受红外回流焊接工艺，适用于无铅组装。
- 已按JEDEC Level 3湿度敏感等级进行预处理，确保可靠性。
1.2 目标市场
本元件适用于广泛的电子设备，包括但不限于通信设备（无绳/蜂窝电话）、便携式计算设备（笔记本电脑）、网络系统、家用电器、工业控制面板以及需要多色指示或照明的室内标识应用。
2. 技术参数：深度客观解读
2.1 绝对最大额定值
所有额定值均在环境温度（Ta）为25°C时指定。超出这些限制可能导致永久性损坏。
- 功耗（Pd）：因颜色而异：绿色：740 mW，红色：560 mW，蓝色：888 mW。此参数定义了LED能够以热量形式耗散的最大功率。
- 峰值正向电流（IF(PEAK)）：在脉冲条件下测量（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）。绿/红色：400 mA，蓝色：500 mA。
- 连续正向电流（IF）：最大允许的直流电流。绿/红色：200 mA，蓝色：240 mA。
- 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。
- 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。
2.2 热学特性
热管理对于LED的性能和寿命至关重要。
- 最高结温（Tj）：绿/蓝色：125°C，红色：115°C。半导体芯片温度不得超过此值。
- 结到环境热阻（RθJA）：绿色：70 °C/W，红/蓝色：40 °C/W。该值表示热量从芯片传递到周围空气的效率。数值越低，热性能越好。绿色芯片的热阻值较高，在高功率应用中可能需要更谨慎的热设计。
2.3 电气与光学特性
在Ta=25°C及指定测试电流（红色：150mA，绿/蓝色：120mA）下测量。
- 发光强度（Iv）：感知亮度。绿色：8000-17000 mcd，红色：5500-13000 mcd，蓝色：1500-3200 mcd。人眼对蓝光较不敏感，因此在相同辐射功率下，蓝光的mcd值较低。
- 视角（2θ1/2）：通常为120度。散射透镜促成的宽视角提供了均匀、非定向的光输出，适合面板照明。
- 主波长（λd）：定义感知颜色。绿色：515-530 nm，红色：615-630 nm，蓝色：448-463 nm。
- 峰值发射波长（λp）：光谱功率分布达到最大值时的波长。通常：绿色：521 nm，红色：631 nm，蓝色：445 nm。
- 光谱线半宽（Δλ）：发射光的带宽。通常：绿色：30 nm，红色：20 nm，蓝色：25 nm。
- 正向电压（VF）：在测试电流下LED两端的电压降。绿/蓝色：2.7-3.7 V，红色：1.8-2.8 V。红色芯片通常基于AlInGaP材料，其带隙较低，因此正向电压低于基于InGaN的绿色和蓝色芯片。
- 反向电流（IR）：在VR=5V时最大为10 μA。本器件并非设计用于反向偏压工作；此参数仅用于测试目的。
3. 分档系统说明
LED根据关键光学参数进行分档，以确保同一生产批次内颜色和亮度的一致性。
3.1 发光强度分档
单位：mcd @ 指定测试电流。每个分档代码（L1-L8）定义了每种颜色的最小/最大范围。例如，绿色的L1档覆盖8000-12000 mcd，而L5档覆盖12000-17000 mcd。每个强度档内的容差为 +/-11%。
3.2 主波长分档
单位：nm @ 指定测试电流。分档代码D1-D9为每种颜色定义了窄波长范围（例如，绿色的D1档：515-520 nm，D7档：525-530 nm）。每个主波长档的容差为 +/- 1 nm，可实现精确的颜色匹配。
4. 性能曲线分析
4.1 相对强度 vs. 波长（光谱）
光谱分布曲线显示每种颜色芯片都有明显且相对较窄的峰值，证实了红、绿、蓝光发射的纯度。半宽值表明了光谱纯度，其中红色最窄。
4.2 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）
I-V曲线展示了典型的二极管指数关系。由于相似的InGaN材料体系和较高的带隙，绿色和蓝色的曲线非常接近，而红色曲线则偏移至较低电压。
4.3 正向电流 vs. 环境温度（降额曲线）
此图显示了最大允许连续正向电流随环境温度升高而降低。这种降额对于防止结温超过其最大额定值至关重要。由于热阻和最高结温的差异，不同颜色的曲线略有不同。
4.4 相对发光强度 vs. 正向电流
光输出随电流增加而增加，但在较高电流下表现出亚线性行为，这主要是由于热效应和效率下降。这突显了在指定范围内驱动LED以获得最佳效率和寿命的重要性。
4.5 空间分布（视角图）
极坐标图证实了类似朗伯体的发射模式，全视角约为120度，这是散射透镜的特征，通过散射光线产生宽广、均匀的照明。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
SMD封装尺寸约为3.5mm（长）x 3.2mm（宽）x 1.9mm（高）。除非另有说明，所有尺寸均以毫米为单位，标准公差为±0.2mm。应参考详细的尺寸图以获取精确的焊盘布局和禁布区。
5.2 引脚定义
6引脚封装为每种颜色芯片分配了独立的阳极和阴极：引脚1和6：蓝色，引脚2和5：红色，引脚3和4：绿色。此配置允许独立控制每种颜色。
5.3 推荐PCB焊盘设计
提供了焊盘图案设计，以确保正确的焊接、机械稳定性以及从LED导出的最佳热传导。遵循此建议对于组装良率和长期可靠性至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 推荐红外回流焊温度曲线
指定了符合J-STD-020B无铅工艺的详细回流焊接温度曲线。该曲线包括预热、保温、回流（峰值温度）和冷却阶段，并规定了时间和温度限制，以防止对LED封装和内部芯片造成热损伤。
6.2 清洗
如果焊接后需要清洗，建议仅在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜或封装。
6.3 存储条件
密封包装：在≤30°C和≤70%相对湿度（RH）下存储。元件在带有干燥剂的防潮袋中，车间寿命为一年。
已开封包装：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。建议在暴露后168小时（7天）内完成红外回流焊。如需更长时间存储，请使用带干燥剂的密封容器或氮气干燥柜。
7. 包装与订购信息
7.1 编带与卷盘规格
元件以12mm宽压纹载带形式提供，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。标准卷盘数量为1500片。对于剩余订单，最小包装数量为500片。包装符合EIA-481-1-B规范。
8. 应用建议
8.1 典型应用电路
每个颜色通道都需要一个与LED串联的限流电阻。电阻值计算公式为 R = (V电源- VF) / IF，其中 VF和 IF是特定颜色的目标正向电压和电流。可使用微控制器或专用LED驱动IC进行PWM调光或混色。
8.2 设计考量
- 热管理：确保足够的PCB铜箔面积（散热焊盘）和可能的通风，以管理散热，特别是对于热阻较高的绿色通道。
- 电流驱动：不得超过绝对最大直流正向电流。为延长寿命和保持稳定的颜色输出，可考虑在最大额定值以下工作。
- ESD防护：尽管未明确标注为敏感器件，但在组装过程中建议遵循半导体器件的标准ESD处理预防措施。
9. 技术对比与差异化
这款白光散射封装的三色LED具有以下主要优势：
- 集成化方案：将三种独立颜色集成于单一封装，相比使用三个独立LED，节省了PCB空间并简化了组装。
- 混色能力：通过独立控制每个原色芯片的强度，能够生成二次色（黄、青、品红）和白色光。
- 外观均匀：白光散射透镜在离轴观察时，能够混合来自各个芯片的光线，在熄灭时呈现一致的乳白色外观，在点亮时提供均匀的彩色光晕。
- 高亮度：在所有三种颜色上均提供高发光强度，适合即使在光线充足条件下也需要良好可见性的应用。
10. 常见问题解答（基于技术参数）
10.1 我能否同时以最大电流驱动所有三种颜色？
不能。必须考虑总功耗。同时驱动红色（150mA @ ~2.3V = 345mW）、绿色（120mA @ ~3.2V = 384mW）和蓝色（120mA @ ~3.2V = 384mW）将导致总内部功耗约为1113mW，这超过了任何单个芯片的最大功耗额定值（蓝色最大为888mW），并会导致严重过热。热设计必须考虑所有激活芯片产生的总热量。
10.2 为什么每种颜色的正向电压不同？
正向电压由半导体材料的带隙能量决定。红色LED通常使用带隙较低的AlInGaP（约1.9-2.0 eV），因此VF较低。绿色和蓝色LED使用带隙较高的InGaN（绿色约2.4 eV，蓝色约2.7 eV），导致VF.
较高。
10.3 如何使用此LED实现白光？
白光可以通过以适当的强度混合红、绿、蓝光来产生。这是一个加色混合过程。具体的混合比例（取决于各个芯片的分档和目标白点，例如冷白、暖白）必须通过PWM控制或调整每个通道的电流水平来校准。
11. 实际应用案例场景：网络路由器状态指示灯：
单个三色LED可以取代三个单色LED来指示多种设备状态：常亮绿色表示“正常运行”，闪烁蓝色表示“数据传输”，常亮红色表示“错误/故障”。这简化了前面板设计，减少了元件数量，并通过单一可改变颜色的发光孔实现了更简洁的美学外观。
12. 工作原理简介
发光二极管（LED）是通过电致发光发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴在有源区复合，以光子的形式释放能量。发射光的波长（颜色）由所用半导体材料的带隙能量决定。在此器件中，三个独立的半导体芯片（红色：AlInGaP，绿/蓝色：InGaN）封装在一起。白色散射环氧树脂透镜封装芯片，既起到保护作用，也散射发射光，创造出宽广、均匀的视角。
13. 技术发展趋势
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。 |