目录
1. 产品概述
T3B系列是一组紧凑型、高性能的表面贴装器件(SMD)发光二极管(LED),专为通用照明应用而设计。该系列采用单芯片0.2W白光LED芯片,封装于行业标准的3014尺寸规格中。其主要目标市场包括显示器背光单元(BLU)、装饰照明、指示灯以及各种消费电子产品,这些应用需要在微型化封装中获得可靠、高效且一致的白光输出。
该系列的核心优势在于其标准化的封装尺寸,便于自动化组装流程,以及其针对光通量、色温和正向电压的明确分档系统。这确保了大规模生产中的性能可预测性和颜色一致性。该产品设计为在标准工业温度范围内工作,适用于广泛的室内应用场景。
2. 技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
以下参数定义了可能对LED造成永久性损坏的极限值。在此条件下工作无法保证。
- 正向电流 (IF):80 mA(最大连续电流)。
- 正向脉冲电流 (IFP):120 mA(最大值,脉冲宽度≤10ms,占空比≤1/10)。
- 功耗 (PD):288 mW。
- 工作温度 (Topr):-40°C 至 +80°C。
- 储存温度 (Tstg):-40°C 至 +80°C。
- 结温 (Tj):125°C(最大值)。
- 焊接温度 (Tsld):回流焊温度为230°C或260°C,最长10秒。
2.2 光电特性
这些参数是在焊点温度(Ts=25°C)的标准测试条件下测量的,代表典型性能。
- 正向电压 (VF):在IF=60mA时,典型值为3.1 V,最大值为3.6 V。
- 反向电压 (VR):5 V(最大值)。
- 反向电流 (IR):在VR=5V时,最大值为10 μA。
- 视角 (2θ1/2):110°(典型值)。这种宽光束角是3014封装不带二次透镜的特征。
3. 分档系统说明
实施全面的分档系统以确保颜色和亮度的一致性。这使得设计人员能够选择符合其特定应用要求的LED。
3.1 色温 (CCT) 分档
白光LED根据相关色温(CCT)分为若干档,每档由CIE 1931色度图上的目标值和椭圆形色度区域定义。3014系列的标准订购分档如下:
- 27M5:2725K ±145K(暖白光)
- 30M5:3045K ±175K(暖白光)
- 40M5:3985K ±275K(中性白光)
- 50M5:5028K ±283K(冷白光)
- 57M7:5665K ±355K(冷白光)
- 65M7:6530K ±510K(冷白光)
命名规则(例如,27M5)表示标称CCT以及用于定义颜色容差的麦克亚当椭圆尺寸(5步或7步)。椭圆步数越小,表示颜色控制越严格。
3.2 光通量分档
光通量根据测试电流为60mA时的最小值进行分档。分档针对不同的CCT范围和显色指数(CRI)值(70或80)分别定义。例如,对于CRI为70的中性白光(3700-5000K),可用的分档有D3(最小20-22 lm)、D4(最小22-24 lm)和D5(最小24-26 lm)。需要注意的是,订购规格指定的是最小光通量;实际发货的器件可能超过此最小值,但始终保持在指定的色度区域内。
3.3 正向电压分档
为了便于电流调节的电路设计,LED也根据工作电流下的正向电压(VF)进行分档。分档范围从代码B(2.8-2.9V)到代码H(3.4-3.5V),典型值3.1V对应分档D或E。匹配VF分档有助于在并联LED串中实现更均匀的亮度。
4. 性能曲线分析
4.1 电流-电压 (I-V) 特性
I-V曲线显示了正向电压与正向电流之间的关系。它是非线性的,这是二极管的典型特征。在推荐的60mA工作电流下,正向电压约为3.1V。设计人员必须使用恒流驱动器或适当的限流电阻来确保LED在所需的电流点工作,因为电压的微小变化会导致电流的巨大变化。
4.2 相对光通量 vs. 正向电流
该图表说明光输出随电流增加而增加,但并非线性关系。虽然增加电流可以提高亮度,但也会增加功耗和结温,从而影响寿命和颜色偏移。尽管最大额定值为80mA,但不建议在远高于推荐的60mA下工作,因为这会加速光衰。
3.3 光谱功率分布与热效应
提供了不同CCT范围(暖白、中性白、冷白光)的相对光谱功率分布曲线。冷白光LED在光谱的蓝色区域有更多能量。另一张图表显示了结温对相对光谱能量的影响。随着结温升高,总体光输出通常会减少(光衰),对于基于蓝光芯片加荧光粉的白光LED,色度可能会有细微偏移。有效的热管理对于在产品生命周期内保持一致的色彩和光输出至关重要。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED符合3014封装标准,标称尺寸为3.0mm(长)x 1.4mm(宽)x 0.8mm(高)。提供了带公差的详细尺寸图:标注为.X的尺寸公差为±0.10mm,标注为.XX的尺寸公差为±0.05mm。
5.2 焊盘布局与钢网设计
提供了PCB设计的推荐焊盘图形,显示了阳极和阴极焊盘的尺寸和间距,以确保可靠的焊接。同时提供了相应的钢网图形,用于表面贴装技术(SMT)组装过程中的锡膏印刷。阴极通常通过封装上的绿色色调或凹口标记。
6. 焊接、组装与储存指南
6.1 湿度敏感性与烘烤
3014封装具有湿度敏感性(根据IPC/JEDEC J-STD-020进行MSL分级)。如果原真空密封的防潮袋被打开,且LED暴露在环境湿度中,则必须在回流焊前进行烘烤,以防止在高温回流过程中发生爆米花效应或其他湿气引起的损坏。
- 储存:未开封的袋子应储存在30°C以下和85%相对湿度以下。开封后,应在袋内湿度指示卡规定的车间寿命内使用。
- 烘烤条件:如果需要烘烤(例如,超过车间寿命),在原卷带上以60°C烘烤24小时。不要超过60°C。烘烤后,应在一小时内焊接或储存在干燥柜中(<20% RH)。
6.2 回流焊温度曲线
该LED可承受标准的红外或对流回流焊工艺。封装处的最高峰值温度不应超过260°C,且温度高于230°C的时间应限制在10秒以内。应遵循推荐的包含预热、保温、回流和冷却阶段的回流焊温度曲线,以确保可靠的焊点,同时不对LED元件造成热冲击。
7. 应用指南与设计考量
7.1 电路设计
始终使用恒流源驱动LED以获得稳定的光输出。如果使用串联电阻配合恒压电源,请根据规格书中的最大正向电压精确计算电阻值,以确保在最坏情况下电流不超过最大额定值。设计并联阵列时,考虑正向电压分档以平衡电流。
7.2 热管理
尽管功率仅为0.2W,但有效的散热对于寿命和颜色稳定性至关重要。确保PCB有足够的热释放设计,尤其是在多个LED紧密排列或接近其最大电流工作时。不应超过125°C的最大结温。从结到焊点的热阻(Rth js)是热设计计算的关键参数。
7.3 光学集成
110度的视角提供了宽广的、类似朗伯体的发射模式,适用于区域照明和背光扩散片。对于需要更聚焦光束的应用,必须使用二次光学元件(透镜或反射器)。该封装具有主硅胶透镜,但没有集成二次光学元件。
8. 型号命名规则
产品命名遵循结构化格式:T [形状代码] [芯片数量] [透镜代码] [颜色代码] - [光通量代码][电压代码].
- 形状代码 (3B):表示3014封装。
- 芯片数量 (S):'S' 表示单颗小功率芯片(0.2W)。
- 透镜代码 (00):'00' 表示无二次透镜(仅主透镜)。
- 颜色代码 (L/C/W):'L' 表示暖白光(<3700K),'C' 表示中性白光(3700-5000K),'W' 表示冷白光(>5000K)。
- 光通量代码 (例如,D3):指定光通量分档。
- 电压代码 (例如,E):指定正向电压分档。
示例:T3B00SLA-D3E 解码为:3014封装,单芯片,无二次透镜,暖白光LED,具有D3光通量分档和E电压分档。
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。 |