目录
- 1. 产品概述
- 1.1 产品特性
- 1.2 应用领域
- 2. 技术参数深度解析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电气与光学特性
- 3. 分档系统规格
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 4. 机械与包装信息
- 4.1 外形尺寸
- 4.2 包装规格
- 5. 焊接与组装指南
- 5.1 储存
- 5.2 清洁
- 5.3 引脚成型
- 5.4 焊接工艺
- 6. 应用与设计建议
- 6.1 驱动方法
- 6.2 ESD(静电放电)防护
- 6.3 应用适用性
- 7. 性能曲线与典型特性
- 8. 技术对比与设计考量
- 8.1 关键差异化优势
- 8.2 设计检查清单
- 9. 常见问题解答(FAQ)
- 9.1 我可以不使用限流电阻驱动此LED吗?
- 9.2 峰值波长和主波长有什么区别?
- 9.3 为什么发光强度分档极限有15%的公差?
- 9.4 我可以对此LED使用红外回流焊吗?
- 10. 实际应用示例
- 10.1 状态指示面板
1. 产品概述
本文档详述了一款直插式LED灯的技术规格。该系列LED采用3.1毫米直径封装,配备水清透镜,并基于AlInGaP技术制造以发出黄光。其设计适用于在印刷电路板或面板上进行灵活安装,可广泛应用于多个行业的状态指示应用。
1.1 产品特性
- 无卤素产品(Cl<900ppm, Br<900ppm; Cl+Br<1500ppm)。
- 高发光强度输出。
- 低功耗。
- 高效率。
- 可在印刷电路板或面板上灵活安装。
- 兼容集成电路 / 低电流需求。
- 3.1毫米直径封装。
- AlInGaP黄色灯珠 & 水清透镜。
1.2 应用领域
- 通信设备
- 计算机外围设备
- 消费类电子产品
- 家用电器
- 工业设备
2. 技术参数深度解析
2.1 绝对最大额定值
器件不得在超出这些极限的条件下工作,否则可能导致永久性损坏。所有额定值均在环境温度(TA)为25°C时指定。
- 功耗:75 毫瓦
- 峰值正向电流:60 毫安(占空比1/10,脉冲宽度0.1毫秒)
- 直流正向电流:30 毫安
- 电流降额:从50°C起线性降额,速率为0.4 毫安/°C
- 工作温度范围:-40°C 至 +100°C
- 储存温度范围:-55°C 至 +100°C
- 引脚焊接温度:最高260°C,持续时间不超过5秒,测量点距离LED本体2.0毫米。
2.2 电气与光学特性
以下为典型性能参数,测量条件为TA=25°C,正向电流(IF)=20mA,除非另有说明。
- 发光强度(Iv):最小值140 mcd,典型值320 mcd,最大值1150 mcd。分档代码标注在每个包装袋上。保证值包含±15%的测试公差。
- 视角(2θ1/2):45度。此为发光强度降至轴向(中心)强度一半时的全角。
- 峰值发射波长(λP):591 纳米(典型值)。
- 主波长(λd):范围从582纳米到596纳米,具体取决于分档(参见第4节)。
- 光谱线半宽(Δλ):15 纳米(典型值)。
- 正向电压(VF):在IF=20mA时典型值为2.4V,最小值为2.05V。
- 反向电流(IR):在反向电压(VR)=5V时,最大值为100 微安。重要提示:本器件并非设计用于反向工作;此测试条件仅用于表征。
3. 分档系统规格
LED根据发光强度和主波长进行分档,以确保应用中的一致性。
3.1 发光强度分档
单位:mcd @ IF=20mA。各档位极限公差为±15%。
- GH档:140 – 240 mcd
- JK档:240 – 400 mcd
- LM档:400 – 680 mcd
- NP档:680 – 1150 mcd
3.2 主波长分档
单位:nm @ IF=20mA。各档位极限公差为±1纳米。
- H14档:582.0 – 584.0 纳米
- H15档:584.0 – 586.0 纳米
- H16档:586.0 – 588.0 纳米
- H17档:588.0 – 590.0 纳米
- H18档:590.0 – 592.0 纳米
- H19档:592.0 – 594.0 纳米
- H20档:594.0 – 596.0 纳米
4. 机械与包装信息
4.1 外形尺寸
该LED采用标准3.1毫米直径圆形封装,带有两根轴向引脚。
- 所有尺寸单位为毫米(括号内为英寸公差)。
- 公差为±0.25毫米(.010\"),除非另有说明。
- 凸缘下方树脂凸起最大为1.0毫米(.04\")。
- 引脚间距在引脚从封装本体伸出处测量。
4.2 包装规格
- LED以每袋1000、500、200或100只的数量包装于防静电袋中。
- 10个包装袋放入一个内盒,总计10,000只。
- 8个内盒装入一个外运输箱,总计80,000只。
- 在每个运输批次中,只有最后一个包装可能不是满包装。
5. 焊接与组装指南
5.1 储存
建议的储存环境温度不应超过30°C,相对湿度不应超过70%。从原包装中取出的LED应在三个月内使用。如需在原包装外长期储存,应将其存放于带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。
5.2 清洁
如需清洁,请使用酒精类溶剂,如异丙醇。
5.3 引脚成型
弯曲引脚的位置应距离LED透镜根部至少3毫米。请勿以引线框架的根部作为支点。引脚成型必须在常温下进行,并且必须在焊接之前完成。在PCB组装过程中,应使用尽可能小的压接力,以避免机械应力。之前焊接。在PCB组装过程中,应使用尽可能小的压接力,以避免机械应力。
5.4 焊接工艺
保持从透镜根部到焊点的最小间距为2毫米。避免将透镜浸入焊料中。在LED处于高温状态时,请勿对引脚施加外部应力。
推荐条件:
- 电烙铁:最高350°C,最长3秒(仅限一次)。
- 波峰焊:
- 预热:最高100°C,最长60秒。
- 焊料波:最高260°C,最长5秒。
- 浸入位置:不低于环氧树脂灯珠根部2毫米。
警告:过高的温度或时间会导致透镜变形或造成灾难性故障。红外回流焊不适用于此直插式LED产品。
6. 应用与设计建议
6.1 驱动方法
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(电路A)。不建议为多个并联的LED使用单个电阻(电路B),因为单个LED正向电压(I-V)特性的差异将导致电流分配不均,从而造成亮度不均。强烈建议为每个LED串联一个限流电阻(电路A)。不建议为多个并联的LED使用单个电阻(电路B),因为单个LED正向电压(I-V)特性的差异将导致电流分配不均,从而造成亮度不均。
6.2 ESD(静电放电)防护
此LED易受静电或电源浪涌损坏。
- 操作时请佩戴导电腕带或防静电手套。
- 确保所有设备、工作台和存储架正确接地。
- 使用离子风机中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。
- 确保在防静电区域工作的人员经过适当培训并获得ESD认证。
6.3 应用适用性
此LED灯适用于室内外标识以及普通电子设备。其无卤素结构、宽广的工作温度范围和坚固的封装使其成为苛刻环境中可靠的选择。
7. 性能曲线与典型特性
本规格书引用了典型的特性曲线,这些曲线通常用于说明关键参数之间的关系。设计人员应根据提供的数据考虑以下因素:
- 发光强度 vs. 电流:强度随正向电流增加而增加,但受限于功率和电流的绝对最大额定值。
- 正向电压 vs. 电流:VF在20mA时指定。设计驱动电路时需考虑典型的2.4V压降及其潜在变化。
- 温度依赖性:直流正向电流在环境温度超过50°C时必须线性降额,速率为0.4 mA/°C。发光强度通常随结温升高而降低。
- 光谱特性:主波长定义了感知的黄色。15纳米的光谱半宽表明其具有AlInGaP技术典型的相对纯净的色光发射。
8. 技术对比与设计考量
8.1 关键差异化优势
- 材料技术:采用AlInGaP(铝铟镓磷)材料实现黄光发射,与GaAsP等旧技术相比,通常具有更高的效率和更好的温度稳定性。
- 无卤素:符合限制卤素材料(Cl, Br)的环保法规。
- 宽泛分档:广泛的发光强度和波长分档允许设计人员选择精确的性能等级,以优化成本或匹配性能。
8.2 设计检查清单
- 确认所需的发光强度并选择合适的分档(GH, JK, LM, NP)。
- 确定特定黄色色调(主波长分档H14-H20)是否对应用至关重要。
- 根据电源电压、典型VF(2.4V)和所需工作电流(≤ 30mA DC)计算串联电阻值。
- 在PCB布局中,确保保持建议的LED本体到焊盘的2毫米间距。
- 规划处理和组装过程中的ESD防护措施。
- 如果在接近最大温度或电流极限下工作,需考虑热管理。
9. 常见问题解答(FAQ)
9.1 我可以不使用限流电阻驱动此LED吗?
No.LED是具有非线性I-V曲线的二极管。将其直接连接到电压源通常会导致电流过大,超过绝对最大额定值并损坏器件。对于恒压驱动,串联电阻是必需的。
9.2 峰值波长和主波长有什么区别?
峰值波长(λP)是光谱功率分布最高的波长。主波长(λd)源自CIE色度图,代表与感知光色最匹配的单色波长。对于像这款黄色LED这样的单色LED,两者通常很接近,但λd是颜色规格中更相关的参数。
9.3 为什么发光强度分档极限有15%的公差?
此公差考虑了生产测试设备中的测量不确定度。这意味着来自"JK"档(240-400 mcd)的器件在客户设施中测试时,可能低至204 mcd或高达460 mcd,但仍属于指定的分档系统。设计人员必须考虑亮度上这种潜在的分布范围。
9.4 我可以对此LED使用红外回流焊吗?
No.规格书明确指出,红外回流焊不适用于此直插式LED灯。推荐的方法是使用电烙铁手工焊接或波峰焊,并严格遵守提供的时间和温度限制。
10. 实际应用示例
10.1 状态指示面板
场景:设计一个带有10个黄色状态指示器的控制面板,由5V直流电源轨供电。亮度均匀性很重要。
设计步骤:
- LED选择:选择来自同一发光强度分档的LED(例如,LM档用于中高亮度),以最小化差异。
- 电流设定:选择一个安全的工作电流。使用20mA的典型电流是标准做法,且远低于30mA的最大值。
- 电阻计算:对于每个LED:
- 电源电压(Vs) = 5V
- LED正向电压(Vf) = 2.4V(典型值)
- 期望电流(If) = 0.020 A
- 电阻值 R = (Vs - Vf) / If = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 欧姆。
- 电阻功率 P = (Vs - Vf) * If = (2.6) * 0.02 = 0.052W。标准的1/8W(0.125W)电阻足够。
- 布局:将每个LED及其130欧姆电阻串联放置在PCB上。确保LED极性正确(阳极通常通过电阻连接到正电源)。保持2毫米的焊盘间距。
- 组装:在生产过程中遵循引脚成型、焊接和ESD指南。
这种方法确保了所有指示灯LED可靠、一致且持久地运行。
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。 |