目录
- 1. 产品概述
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 色度坐标分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 光谱分布
- 4.2 辐射模式
- 4.3 正向电流 vs. 正向电压
- 4.4 色度 vs. 正向电流
- 4.5 相对发光强度 vs. 正向电流
- 4.6 最大允许正向电流 vs. 温度
- 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 回流焊接温度曲线
- 6.2 手工焊接
- 6.3 存储与处理
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 卷盘与载带规格
- 7.2 标签说明
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 关键设计注意事项
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（基于技术参数）
- 11. 实际设计与使用示例
- 12. 工作原理
- 13. 技术趋势
1. 产品概述
本文档提供了一款采用 3014 封装形式、配置为顶发光方式的表面贴装器件（SMD）LED 的完整技术规格。其主要发光颜色为白色，通过 InGaN 芯片材料与淡黄色树脂封装体的组合实现。该器件专为通用指示灯和照明应用而设计，在这些应用中，可靠的性能和易于组装至关重要。
这款 LED 的核心优势包括其紧凑的 P-LCC-2 封装，便于高密度 PCB 贴装。它采用内置反射器和白色封装体，以增强光输出和方向性。该器件完全符合现代环保和制造标准，为无铅、符合 RoHS、符合 REACH 且无卤素产品。它已根据 JEDEC J-STD-020D 湿度敏感度等级 3 进行预处理，确保在回流焊接过程中的可靠性。
目标市场涵盖需要状态指示、背光或通用照明的广泛电子设备。其设计使其适用于消费类和工业电子产品。
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
器件的操作极限在标准环境条件下（Ta=25°C）定义。超过这些额定值可能导致永久性损坏。
- 反向电压（VR）：5 V。这是可以施加在 LED 端子上的最大反向电压。
- 正向电流（IF）：30 mA。为可靠运行推荐的最大连续直流电流。
- 峰值正向电流（IFP）：60 mA。这仅在占空比为 1/10、频率为 1 kHz 的脉冲条件下允许。
- 功耗（Pd）：93 mW。封装在不超出结温限制的情况下可以耗散的最大功率。
- 结温（Tj）：115 °C。半导体结允许的最高温度。
- 工作温度（Topr）：-40 °C 至 +85 °C。器件规定可工作的环境温度范围。
- 存储温度（Tstg）：-40 °C 至 +90 °C。
- 静电放电（ESD）：可承受 2000 V（人体模型），表明具有中等处理敏感性。
- 焊接温度：该器件可承受峰值温度为 260°C、持续 10 秒的回流焊接，或每个端子 350°C、持续 3 秒的手工焊接。
2.2 光电特性
关键性能参数在 Ta=25°C、正向电流（IF）为 20 mA 的标准测试条件下测量。
- 发光强度（Iv）：范围从最小 2240 mcd 到最大 3550 mcd，典型值隐含在此范围内。发光强度的容差为 ±11%。
- 视角（2θ1/2）：发光强度为峰值强度一半时的全角通常为 120 度，表明其具有适合漫射照明的宽视角模式。
- 正向电压（VF）：在 20 mA 时，范围从 2.40 V 到 3.60 V。正向电压的容差规定为 ±0.1V。此参数对于设计限流电路至关重要。
- 反向电流（IR）：施加 5V 反向电压时，最大为 10 μA，表明具有良好的二极管特性。
- 色度坐标容差：CIE 图上的色点容差为 ±0.01，这对于需要多个 LED 的应用中的颜色一致性非常重要。
3. 分档系统说明
为确保亮度和颜色的一致性，LED 根据测量性能被分选到不同的档位中。
3.1 发光强度分档
根据在 IF=20mA 下测量的发光强度，LED 被分为两个主要档位：
- 档位代码 BB：发光强度范围从 2240 mcd 到 2800 mcd。
- 档位代码 CA：发光强度范围从 2800 mcd 到 3550 mcd。
每个档位内适用 ±11% 的容差。这种分档允许设计人员根据其应用所需的亮度水平选择合适的 LED。
3.2 色度坐标分档
白光颜色由其 CIE 1931 色度图上的坐标定义。规格书提供了详细的档位代码表（例如 SB、J5、J6、K5、K6、L5、L6、M5、M6），以及对应的最小和最大 x、y 坐标值。例如，档位代码 J5 覆盖从 (0.2800, 0.2566) 到 (0.2800, 0.2666) 的坐标。这种精确的分档对于多个 LED 之间颜色均匀性至关重要的应用（如显示屏背光或建筑照明）至关重要。这些坐标的容差为 ±0.01。
4. 性能曲线分析
规格书包含多个特性曲线，可更深入地了解 LED 在不同条件下的行为。
4.1 光谱分布
典型的光谱分布曲线显示了在不同波长下发射光的相对强度。对于白光 LED，这通常显示在蓝色区域（来自 InGaN 芯片）有一个宽峰，在黄绿色区域（来自荧光粉转换）有一个更宽的次峰。峰值波长（λp）是一个关键参数。该曲线与标准人眼响应曲线 V(λ) 进行了比较。
4.2 辐射模式
辐射特性图（相对强度 vs. 角度）直观地表示了 120 度视角，显示了光强如何从中心（0 度轴）向边缘递减。
4.3 正向电流 vs. 正向电压
该曲线说明了流经 LED 的电流与其两端电压降之间的非线性关系。这对于设计驱动电路至关重要，因为电压的微小变化会导致电流的巨大变化。该曲线通常呈指数上升。
4.4 色度 vs. 正向电流
此图显示了色度坐标（x, y）如何随工作电流的变化而偏移。理解这种关系对于使用调光或电流调制的应用非常重要，因为它会影响颜色一致性。
4.5 相对发光强度 vs. 正向电流
该曲线展示了光输出如何随驱动电流增加而增加。在一定范围内通常是线性的，但在较高电流下会饱和。在非线性区域之外运行效率低下且会增加热量。
4.6 最大允许正向电流 vs. 温度
这条降额曲线对可靠性至关重要。它显示了 LED 可以承受的最大正向电流与环境（或外壳）温度的函数关系。随着温度升高，最大允许电流会降低，以防止结温超过其 115°C 的极限。在任何高温环境下的设计中都必须参考此图。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该 LED 采用标准 3014 封装。关键尺寸（单位：mm，除非另有说明，典型容差为 ±0.1mm）包括：
- 总长度：3.0 mm
- 总宽度：1.4 mm
- 总高度：0.8 mm
- 用于 PCB 焊盘图案设计的焊盘尺寸和间距。
尺寸图对于创建正确的 PCB 封装至关重要，以确保正确的焊接和对齐。
5.2 极性识别
顶视图通常标有阴极标记，这对于组装过程中的正确方向至关重要。极性错误将导致 LED 不发光，并可能使其承受反向电压。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊接温度曲线
提供了推荐的无铅回流焊接温度曲线。关键阶段包括：
- 预热：从环境温度以最大 3°C/秒的速率升温至 150-200°C，保持 60-120 秒。
- 回流：温度高于 217°C 应保持 60-150 秒，峰值温度不超过 260°C，保持时间最长 10 秒。
- 冷却：从高于 255°C 开始，以最大 6°C/秒的速率冷却。
同一器件上不应进行超过两次回流焊接。
6.2 手工焊接
如果必须进行手工焊接，烙铁头温度必须低于 350°C，每个端子的接触时间不得超过 3 秒。建议使用低功率烙铁（≤25W），焊接每个端子之间至少间隔 2 秒以使其冷却。
6.3 存储与处理
- LED 包装在防潮袋中。袋子应在使用前立即打开。
- 打开后推荐的环境条件是 <30°C 和 <60% 相对湿度。
- 如果超过了湿度敏感等级（MSL）条件，或者湿度指示卡显示湿度过高，则在使用前必须将元件在 60°C ±5°C 下烘烤 24 小时。
- 在加热期间或焊接后，不应对 LED 本体施加应力，并且电路板不应翘曲。
7. 包装与订购信息
7.1 卷盘与载带规格
LED 以卷绕在卷盘上的压纹载带形式提供。每卷的标准装载数量为 250、500、1000 或 2000 片。提供了载带凹槽、间距和卷盘的详细尺寸，以确保与自动贴片设备的兼容性。
7.2 标签说明
卷盘标签包含关键信息：客户产品编号（CPN）、产品编号（P/N）、包装数量（QTY）、发光强度等级（CAT）、主波长/色调等级（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
- 状态指示灯：适用于消费电子产品、电器和工业控制面板中的开关、符号和光学指示灯。
- 背光：由于其薄型轮廓和宽视角，适用于手机、键盘和发光广告牌。
- 通用照明：可用作室内外应用中传统指示灯的替代品。
- 导光耦合：封装设计非常适合将光耦合到侧入式导光板中，用于面板照明。
8.2 关键设计注意事项
- 限流：外部限流电阻是绝对必需的。指数型的 I-V 特性意味着微小的电压变化会导致巨大的电流变化，这可能立即损坏 LED（"烧毁"）。电阻值必须根据电源电压和 LED 在所需工作电流下的正向电压来计算。
- 热管理：尽管功耗较低，但适当的 PCB 布局以散热仍然很重要，尤其是在高环境温度或接近最大电流下运行时。请参考降额曲线。
- ESD 防护：虽然额定值为 2000V HBM，但在处理和组装过程中仍应遵守标准的 ESD 预防措施。
9. 技术对比与差异化
与传统的直插式 LED 相比，这款 3014 SMD LED 具有显著优势：
- 尺寸与密度：紧凑的 3.0x1.4mm 占位面积允许在 PCB 上实现更高的贴装密度。
- 组装成本：支持全自动贴片和回流焊接，与手动插入相比，减少了组装时间和成本。
- 性能：由于自动化制造和分档，通常提供更高的发光效率和更一致的光学特性。
- 可靠性：固态结构和表面贴装设计通常带来更高的抗冲击和抗振动能力。
在 SMD LED 系列中，3014 封装在光输出、尺寸和成本之间取得了平衡，定位介于 0402/0603 等较小封装（输出较低）和 2835/5050 等较大封装（输出较高）之间。
10. 常见问题解答（基于技术参数）
问：对于 5V 电源，我需要多大的电阻值？
答：使用欧姆定律：R = (电源电压 - Vf) / If。假设典型 Vf 为 3.0V，所需 If 为 20mA：R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100 欧姆。为进行保守设计以确保电流不超过限制，应始终使用规格书中的最大 Vf（3.6V）进行计算：R_min = (5V - 3.6V) / 0.030A ≈ 47 欧姆。通常使用 68-100 欧姆之间的值。
问：我可以用 3.3V 电源驱动这个 LED 吗？
答：可以，但需谨慎。正向电压范围（2.4V-3.6V）意味着如果某些 LED 的 Vf 较高，在 3.3V 下可能不会亮。即使亮了，如果没有驱动电路，电流也难以稳定。对于 3.3V 操作，建议使用恒流驱动器或极低阻值的电阻。
问：如何理解发光强度档位代码 BB 和 CA？
答：档位 BB 包含亮度较低的 LED（2240-2800 mcd），档位 CA 包含较亮的 LED（2800-3550 mcd）。为了在阵列中获得均匀的外观，应指定并使用来自同一档位代码的 LED。
问：规格书中提到 "略带绿色的点状树脂"。这会影响光的颜色吗？
答：树脂的淡黄色/淡绿色调是颜色转换系统的一部分。InGaN 芯片发出蓝光，激发树脂内的荧光粉产生黄光。两者的结合产生白光。树脂本身的颜色并非发射光的颜色。
11. 实际设计与使用示例
示例 1：多 LED 状态指示面板
一个控制面板需要 10 个均匀的白色指示灯。为确保一致性，设计人员应：
1. 指定所有 LED 来自相同的发光强度档位（例如 CA）和相同的色度档位（例如 K5）。
2. 为每个 LED 使用相同的限流电阻，使用最大 Vf 计算。
3. 布局 PCB，为每个 LED 焊盘提供相等的走线长度和散热设计，以最小化差异。
示例 2：小型显示屏背光
四个 LED 沿导光板边缘放置以照亮 LCD。关键步骤：
1. 选择 LED 放置位置和视角（120° 合适），以确保均匀耦合到导光板中。
2. 考虑使用恒流 LED 驱动 IC 代替单独的电阻，以确保亮度一致，并可通过 PWM 实现调光。
3. 使用 "最大允许正向电流 vs. 温度" 曲线验证设备外壳内的操作温度是否需要降低正向电流。
12. 工作原理
这是一种固态发光二极管。当施加超过其特性正向电压（Vf）的正向电压时，电子和空穴在 InGaN 半导体材料内复合，以光子（光）的形式释放能量。芯片的主要发射在蓝色光谱中。这种蓝光随后击中封装树脂中嵌入的荧光粉颗粒。荧光粉吸收蓝光并在更宽的光谱范围内重新发射光，主要在黄色区域。人眼感知到的直接蓝光和荧光粉转换的黄光的混合光即为白光。内置反射器和白色封装有助于将更多的发射光导向器件顶部，从而提高整体发光强度。
13. 技术趋势
像 3014 这样的 SMD LED 的发展遵循几个明确的行业趋势：
效率提升：半导体外延和荧光粉技术的持续改进不断提高发光效率（流明每瓦），使得相同封装尺寸下能发出更亮的光或消耗更低的功率。
色彩质量：多荧光粉混合物和芯片设计的进步正在提高显色指数（CRI），并允许更精确地调整白光色温（CCT）。
小型化与集成：虽然 3014 仍然流行，但趋势是朝着更小封装但具有相当输出的方向发展，以及将 LED、驱动器和控制电路集成到单个封装中的集成 LED 模块。
智能照明：更广泛的市场正朝着可寻址和可调（色温和调光）的 LED 发展，尽管这通常需要比此处描述的基本指示灯 LED 更复杂的封装。
可靠性与标准化：持续遵守和发展测试、分档和可靠性（如用于流明维持率的 LM-80）的标准，为设计人员提供了更可预测的长期性能数据。
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。 |