目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术规格详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明 为确保生产批次的一致性,LED会根据关键性能参数进行分档。 3.1 发光强度分档 器件根据其在IF=5mA条件下测得的发光强度分为三个档位(Q2、R1、R2)。这使得设计人员能够根据应用需求选择合适的亮度等级,确保使用多个LED的面板具有一致的视觉效果。 档位 Q2:90.0 mcd(最小值)至 112.0 mcd(最大值) 档位 R1:112.0 mcd(最小值)至 140.0 mcd(最大值) 档位 R2:140.0 mcd(最小值)至 180.0 mcd(最大值) 3.2 正向电压分档 LED也根据正向压降分为四组(28、29、30、31)。在串联电路中匹配VF档位有助于实现均匀的电流分配和亮度。 档位 28:2.60 V(最小值)至 2.70 V(最大值) 档位 29:2.70 V(最小值)至 2.80 V(最大值) 档位 30:2.80 V(最小值)至 2.90 V(最大值) 档位 31:2.90 V(最小值)至 3.00 V(最大值) 3.3 色度坐标分档 纯白色在CIE 1931色度图上被定义在特定区域内,容差为±0.01。规格书定义了四个色度档位(C1、C2、C3、C4),每个档位指定了一个可接受的x、y坐标四边形区域。这种严格的控制确保了个体LED之间的颜色差异最小化。 4. 性能曲线分析
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 存储与操作
- 6.3 电路设计注意事项
- 7. 包装与订购信息
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(FAQ)
- 10.1 为什么必须使用限流电阻?
- 10.2 我可以将此LED用于持续照明吗?
- 10.3 料号中的分档代码(例如 /CQ2R2TY)是什么意思?
- 10.4 如何解读规格书中的CIE色度图?
- 11. 实际设计案例分析
- 12. 工作原理
- 13. 技术趋势
1. 产品概述
19-217/T1D-CQ2R2TY/3T是一款采用InGaN技术发射纯白光的表面贴装器件(SMD)LED。它采用紧凑的1206封装(约3.2mm x 1.6mm x 1.1mm),专为空间和重量是关键限制因素的高密度PCB应用而设计。其黄色漫射树脂透镜提供了宽广、均匀的视角。该产品完全符合现代环保法规,无铅、符合RoHS、REACH标准且无卤素(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm)。产品以8mm载带形式提供,卷绕在7英寸卷盘上,兼容自动化贴片组装线和标准的红外或气相回流焊接工艺。
2. 技术规格详解
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了超出后可能导致器件永久损坏的极限。不保证在此条件下运行。
- 反向电压(VR)):5 V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
- 连续正向电流(IF)):10 mA。可靠运行的最大直流电流。
- 峰值正向电流(IFP)):40 mA。此电流仅在占空比为1/10、频率为1 kHz的脉冲条件下允许。
- 功耗(Pd)):40 mW。在Ta=25°C时封装可耗散的最大功率。
- 静电放电(ESD)人体模型(HBM)):150 V。表明对静电有中等敏感性;需要采取适当的ESD操作预防措施。
- 工作温度(Topr)):-40°C 至 +85°C。器件正常工作的环境温度范围。
- 存储温度(Tstg)):-40°C 至 +90°C。
- 焊接温度(Tsol)):回流焊峰值温度不应超过260°C,持续时间不超过10秒。手工焊接烙铁头温度不应超过350°C,持续时间不超过3秒。
2.2 光电特性
这些参数在标准测试条件Ta=25°C和IF=5mA下测量,除非另有说明。
- 发光强度(Iv)):范围从最小值90.0 mcd到最大值180.0 mcd。典型值在此范围内,并进一步细分为特定档位(Q2、R1、R2)。
- 视角(2θ1/2)):130度(典型值)。此宽视角确保了从不同角度都有良好的可见性。
- 正向电压(VF)):在IF=5mA时,范围从2.60 V到3.00 V。此参数也进行了分档(代码28-31)。较低的VF通常意味着更高的效率。
- 反向电流(IR)):施加5V反向电压时,最大为50 μA。此测试仅用于表征;LED并非为反向工作而设计。
3. 分档系统说明
为确保生产批次的一致性,LED会根据关键性能参数进行分档。
3.1 发光强度分档
器件根据其在IF=5mA条件下测得的发光强度分为三个档位(Q2、R1、R2)。这使得设计人员能够根据应用需求选择合适的亮度等级,确保使用多个LED的面板具有一致的视觉效果。
- 档位 Q2:90.0 mcd(最小值)至 112.0 mcd(最大值)
- 档位 R1:112.0 mcd(最小值)至 140.0 mcd(最大值)
- 档位 R2:140.0 mcd(最小值)至 180.0 mcd(最大值)
3.2 正向电压分档
LED也根据正向压降分为四组(28、29、30、31)。在串联电路中匹配VF档位有助于实现均匀的电流分配和亮度。
- 档位 28:2.60 V(最小值)至 2.70 V(最大值)
- 档位 29:2.70 V(最小值)至 2.80 V(最大值)
- 档位 30:2.80 V(最小值)至 2.90 V(最大值)
- 档位 31:2.90 V(最小值)至 3.00 V(最大值)
3.3 色度坐标分档
纯白色在CIE 1931色度图上被定义在特定区域内,容差为±0.01。规格书定义了四个色度档位(C1、C2、C3、C4),每个档位指定了一个可接受的x、y坐标四边形区域。这种严格的控制确保了个体LED之间的颜色差异最小化。
4. 性能曲线分析
提供的图表深入展示了LED在不同条件下的行为。
- 正向电流 vs. 相对发光强度:显示光输出随电流增加而增加,但在超过额定最大值的极高电流下可能会饱和或衰减。
- 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线):展示了指数关系,这对于设计限流电路至关重要。
- 相对发光强度 vs. 环境温度:说明了光输出如何随着结温升高而降低。有效的热管理是维持亮度的关键。
- 正向电流降额曲线:规定了作为环境温度函数的最大允许正向电流,以防止过热。
- 辐射图:一个极坐标图,可视化光强的空间分布,确认了130度的视角。
- 光谱分布:一张绘制相对强度与波长关系的图表,显示了所发射白光的峰值波长和光谱宽度。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED遵循标准的1206 SMD封装尺寸。关键尺寸(单位:mm,除非注明,公差为±0.1mm)包括本体长度3.2、宽度1.6和高度1.1。阳极和阴极端子在封装上有明确标记。提供了推荐的PCB焊盘设计,以确保正确的焊接和机械稳定性。
5.2 极性识别
LED的阴极侧通常有标记,例如带有绿色色调或封装上的凹口。组装时必须注意正确的极性以确保正常功能。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
推荐使用无铅回流焊曲线:在150-200°C之间预热60-120秒,然后升温。液相线以上(217°C)的时间应为60-150秒,峰值温度不超过260°C,最长10秒。最大升温速率为3°C/秒,最大冷却速率为6°C/秒。回流焊不应超过两次。
6.2 存储与操作
LED包装在带有干燥剂的防潮袋中。在准备使用组件之前,不得打开袋子。打开后,未使用的部件应存储在≤30°C和≤60% RH的条件下,并在168小时(7天)内使用。如果超过此时间或干燥剂指示剂变色,则在使用前需要在60±5°C下烘烤24小时。
6.3 电路设计注意事项
关键:必须始终使用一个外部限流电阻与LED串联。正向电压具有负温度系数,这意味着如果未通过电阻适当限制,电压的微小增加可能导致电流大幅、可能具有破坏性的增加。
7. 包装与订购信息
产品采用防潮包装提供。元件放置在压纹载带上,尺寸符合标准8mm宽度。载带卷绕在7英寸直径的卷盘上,每盘3000片。卷盘和袋子标签包含关键信息:客户料号(CPN)、产品编号(P/N)、数量(QTY)、发光强度等级(CAT)、色度等级(HUE)、正向电压等级(REF)和批号(LOT No)。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
- 背光照明:由于其宽视角和均匀的光线,非常适合仪表盘指示灯、开关照明和符号背光。
- 通信设备:电话、传真机等设备中的状态指示灯和键盘背光。
- LCD平面背光:可用于阵列,为小型LCD面板提供侧入式背光。
- 通用指示:任何需要紧凑、可靠且明亮的白色状态指示器的应用。
8.2 设计考量
- 电流驱动:始终在或低于推荐的10mA连续电流下工作。使用基于电源电压和LED正向电压计算的串联电阻(为保守设计,使用档位中的最大VF)。
- 热管理:虽然封装很小,但在高环境温度或高占空比下运行时,应确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔,以管理结温并维持光输出和寿命。
- ESD保护:鉴于其150V HBM等级,如果LED位于用户可接触区域,应在输入线上实施基本的ESD保护。
9. 技术对比与差异化
与较大的引线框架型LED相比,19-217 SMD LED具有显著优势:更小的占位面积可实现更高的封装密度和小型化,重量更轻,并且兼容全自动组装工艺,从而降低了制造成本。其纯白色(通过InGaN实现)、明确的分档结构以及符合最新环保标准(无卤、REACH)的特定组合,使其成为需要一致视觉性能的现代环保电子设计的合适选择。
10. 常见问题解答(FAQ)
10.1 为什么必须使用限流电阻?
LED是电流驱动器件。它们的I-V特性非常陡峭;正向电压的微小变化会导致电流的巨大变化。如果没有串联电阻来设定电流,可能会发生热失控,导致立即失效或寿命缩短。
10.2 我可以将此LED用于持续照明吗?
可以,它设计用于在高达10mA的电流下连续工作。确保环境温度和PCB布局允许适当散热,以长期维持亮度。
10.3 料号中的分档代码(例如 /CQ2R2TY)是什么意思?
这些代码指定了该特定订单保证的性能档位。它们定义了发光强度范围(例如R2)、正向电压范围和色度坐标,确保您收到的LED具有紧密分组的特性。
10.4 如何解读规格书中的CIE色度图?
该图显示了人类颜色感知的范围。图上绘制的小四边形框代表了此“纯白色”LED可接受的颜色变化范围(档位C1-C4)。所有生产出的单元都将落在这些定义区域之一内。
11. 实际设计案例分析
场景:设计一个带有10个白色LED状态指示器的控制面板,由5V电源轨供电。
步骤 1 - 电流选择:选择5mA的驱动电流(测试条件),以获得良好的亮度和寿命。
步骤 2 - 电阻计算:为保守设计,使用档位31的最大VF(3.00V):R = (V电源- VF) / IF= (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω。标准的390 Ω或430 Ω电阻是合适的。
步骤 3 - 额定功率:电阻功耗:P = I2* R = (0.005)2* 400 = 0.01W。标准的1/10W(0.1W)电阻绰绰有余。
步骤 4 - 布局:以一致的方向放置LED。如果空间允许,可以添加连接到地平面的小型散热焊盘以帮助散热。
12. 工作原理
该LED基于InGaN(氮化铟镓)半导体技术。当施加超过二极管阈值电压的正向电压时,电子和空穴在半导体芯片的有源区复合,以光子(光)的形式释放能量。InGaN层的特定成分经过设计,以产生光子,这些光子与封装内部黄色荧光粉(由蓝色LED芯片激发)的光转换相结合,产生“纯白色”光的感知。宽视角是通过散射光线的漫射黄色树脂透镜实现的。
13. 技术趋势
像1206封装这样的SMD LED市场持续朝着更高效率(每瓦更多流明)、改善白光LED的显色指数(CRI)以及更小的封装尺寸(例如0805、0603)以支持进一步小型化的方向发展。行业也在大力推动在更广泛的环境条件下实现更高的可靠性和更长的运行寿命。将板上电流调节或保护功能集成到LED封装本身是简化驱动器设计的新兴趋势。
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。 |