目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电气与光学特性
- 3. 分档系统规范
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 发光强度 vs. 正向电流
- 4.2 正向电压 vs. 正向电流
- 4.3 光谱分布
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 极性识别与焊盘设计
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 存储与湿度敏感性
- 6.2 回流焊接曲线
- 6.3 清洁与操作
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 驱动电路设计
- 8.3 热管理注意事项
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（基于技术参数）
- 10.1 峰值波长和主波长有什么区别？
- 10.2 我可以不用限流电阻驱动这款LED吗？
- 10.3 为什么发光强度分档限值有±15%的公差？
- 11. 实际设计与使用案例
- 12. 工作原理简介
- 13. 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LED灯珠的规格。该器件专为兼容标准SMT组装工艺而设计，为需要精确光输出和可靠性能的应用提供了稳健的解决方案。LED采用特殊设计的封装，可提供受控的辐射模式，适用于标牌应用，无需额外的二次光学元件。
1.1 核心优势与目标市场
这款LED的主要优势在于其高发光强度输出与低功耗相结合，从而实现高效率。封装采用先进的环氧树脂技术，提供卓越的防潮和抗紫外线能力，增强了其在严苛环境下的耐用性。它符合无铅、无卤素和RoHS标准。该器件主要面向视频信息标志、交通标志以及其他对可见性和可靠性要求极高的信息显示板等应用。
2. 深入技术参数分析
对器件在标准条件（TA=25°C）下的工作极限和性能特性进行全面分析。
2.1 绝对最大额定值
- 功耗：最大120 mW。
- 正向电流：最大50 mA直流。在脉冲条件下（占空比≤1/10，脉冲宽度≤10ms），允许120 mA的峰值正向电流。
- 热降额：当环境温度高于45°C时，直流正向电流必须按0.75 mA/°C线性降额。
- 温度范围：工作温度：-40°C 至 +85°C；存储温度：-40°C 至 +100°C。
- 回流焊接：可承受峰值温度260°C、持续10秒的最大焊接曲线。
2.2 电气与光学特性
在标准测试电流IF=20mA下测得的关键性能参数。
- 发光强度（Iv）：范围从最小1500 mcd到最大4200 mcd，典型值取决于分档。测量遵循CIE人眼响应曲线。
- 视角（2θ1/2）：典型视角规定为100/40°，表示椭圆形辐射模式。测量公差为±2度。
- 波长：峰值发射波长（λP）典型值为634 nm。主波长（λd）范围为618 nm至630 nm，定义了人眼感知的红色，中心波长约为626nm。
- 光谱线半宽（Δλ）：典型值15 nm。
- 正向电压（VF）：在20mA下，范围为1.8 V至2.4 V。
- 反向电流（IR）：在反向电压（VR）为5V时，最大为10 μA。该器件并非设计用于反向偏压工作。
3. 分档系统规范
为确保应用中的一致性，LED根据关键参数进行分类分档。
3.1 发光强度分档
根据在IF=20mA下的最小和最大发光强度，LED被分为四个档位（R, S, T, U）。档位限值具有±15%的测试公差。
- 档位 R：1500 - 1900 mcd
- 档位 S：1900 - 2500 mcd
- 档位 T：2500 - 3200 mcd
- 档位 U：3200 - 4200 mcd
具体的分档代码标记在每个包装袋上，以便追溯。
3.2 正向电压分档
LED在IF=20mA下也按正向电压分为三类（1A, 2A, 3A），每个限值有±0.1V的公差。
- 档位 1A：1.8 - 2.0 V
- 档位 2A：2.0 - 2.2 V
- 档位 3A：2.2 - 2.4 V
4. 性能曲线分析
典型性能曲线说明了关键参数之间的关系。这些曲线对于设计工程师预测非标准条件下的行为至关重要。
4.1 发光强度 vs. 正向电流
该曲线显示了正向电流（IF）与发光强度（Iv）之间的非线性关系。强度随电流增加而增加，但设计者必须保持在绝对最大电流额定值以内，以确保使用寿命。
4.2 正向电压 vs. 正向电流
这条特性曲线展示了二极管的指数型V-I关系。理解这一点对于设计合适的限流电路至关重要。
4.3 光谱分布
光谱功率分布曲线以634 nm的峰值波长为中心，典型半宽为15 nm，证实了其窄带红光发射特性。
5. 机械与封装信息
5.1 外形尺寸
该器件具有紧凑的表面贴装占位面积。关键尺寸包括：主体长宽尺寸为4.2mm ±0.2mm，包含透镜的总高度为6.2mm ±0.5mm。引脚从封装中伸出的间距为2.0mm ±0.5mm。所有尺寸单位均为毫米，除非另有说明，一般公差为±0.25mm。
5.2 极性识别与焊盘设计
该器件有三个引脚：P1（阳极）、P2（阴极）和P3（阳极）。建议将引脚P3连接到PCB上的散热片或冷却机构，以帮助工作期间的热管理。提供了推荐的焊盘图案，以确保正确的焊接和热性能。
6. 焊接与组装指南
6.1 存储与湿度敏感性
根据JEDEC J-STD-020标准，该元件被归类为湿度敏感性等级3（MSL3）。未开封的防潮袋中的LED可在<30°C和90%相对湿度下存储长达12个月。开封后，器件必须保存在<30°C和60%相对湿度的环境中，并必须在168小时（7天）内完成焊接。如果湿度指示卡显示>10%相对湿度、车间寿命超过168小时，或暴露于>30°C/60%相对湿度的环境，则需要在60°C ±5°C下烘烤20小时。烘烤只能进行一次。
6.2 回流焊接曲线
推荐采用无铅回流焊接曲线：
- 预热/保温：150°C 至 200°C，最长120秒。
- 液相时间（tL）：温度高于217°C的时间应为60-150秒。
- 峰值温度（Tp）：最高260°C。
- 高于分类温度（Tc=255°C）的时间：最长30秒。
- 从25°C到峰值温度的总时间：最长5分钟。
回流焊接不得超过两次。该器件专为回流焊接设计，不适合浸焊。
6.3 清洁与操作
如需清洁，请使用异丙醇等醇类溶剂。避免在LED处于高温焊接状态时对其施加机械应力，并避免从峰值温度快速冷却。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED以卷盘形式提供，置于压纹载带中。每卷共1000片。提供了详细的载带尺寸，包括口袋尺寸、间距和卷盘尺寸（例如，卷盘直径330mm）。包装上标有“静电敏感器件”警告。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
这款LED非常适合室内外标牌应用，包括视频信息标志、交通标志和通用信息显示屏。其高亮度和受控的视角使其成为需要良好可见性应用的理想选择。
8.2 驱动电路设计
LED是电流驱动器件。为确保多个LED并联连接时亮度均匀，强烈建议为每个LED串联一个限流电阻。并联驱动LED而不使用单独的电阻，可能会由于器件间正向电压（Vf）的微小差异导致电流分配不均和亮度不一致。
8.3 热管理注意事项
尽管器件有指定的功耗，但通过PCB进行有效的热管理对于维持性能和寿命至关重要，尤其是在较高的环境温度或驱动电流下。遵循推荐焊盘设计，将每个LED的P3引脚连接到散热层或散热片，是一项关键的设计实践。
9. 技术对比与差异化
与标准的SMD或PLCC（塑料引线芯片载体）封装相比，这款表面贴装灯珠在光学控制方面具有显著优势。其集成透镜封装提供了平滑的辐射模式和窄视角控制，无需额外的外部光学透镜。这简化了最终产品设计，减少了部件数量，可以在提供定向照明的同时降低整体组装成本。
10. 常见问题解答（基于技术参数）
10.1 峰值波长和主波长有什么区别？
峰值波长（λP）是发射光功率最大的波长（此处典型值为634nm）。主波长（λd）源自CIE色度图，代表定义光感知颜色的单一波长（此处为618-630nm，中心在626nm）。主波长对于颜色规格更为相关。
10.2 我可以不用限流电阻驱动这款LED吗？
不可以。不建议将LED直接连接到电压源工作，这很可能因电流过大而损坏器件。串联电阻或恒流驱动器对于可靠运行是必需的。
10.3 为什么发光强度分档限值有±15%的公差？
此公差考虑了生产测试环境中的测量可变性。它确保所有标记在特定档位内的器件，在规定标准条件下测量时，其性能都在声明的强度范围内。
11. 实际设计与使用案例
场景：设计高可见度出口标志。一位工程师为需要高亮度和长寿命的新出口标志设计选择了这款LED。他们选择“T”档的LED以获得一致的高输出。在电路设计中，他们使用恒流驱动器，为每串LED设置为20mA。他们在每串中串联多个LED以满足电压要求，避免在没有单独电阻的情况下并联连接。在PCB布局上，他们遵循推荐的焊盘图案，将每个LED的P3焊盘连接到大面积覆铜区域以散热。他们指定了一家遵循所提供的回流曲线的PCBA组装厂，并确保器件在防潮袋开封后的168小时车间寿命内使用。
12. 工作原理简介
该器件是一种发光二极管（LED）。它基于半导体材料中的电致发光原理工作。当在P-N结上施加正向电压时，电子与空穴复合，以光子（光）的形式释放能量。所使用的特定半导体材料（AllnGaP - 铝铟镓磷）决定了发射光的颜色，在本例中为红色，主波长约为626nm。环氧树脂封装保护半导体芯片，提供机械保护，并包含一个透镜来塑造光输出。
13. 技术趋势
以该器件为代表的表面贴装LED技术持续发展。行业总体趋势包括不断提高的发光效率（每瓦电输入产生更多光输出），从而提升能源效率。同时，业界也致力于改善器件在整个生命周期内的颜色一致性和稳定性。封装技术的进步旨在提供更好的热管理，允许在越来越小的占位面积上实现更高的驱动电流和功率密度。此外，占位面积和光学特性的标准化，简化了工程师在各种照明和显示应用中的设计导入过程。
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。 |