目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标应用
- 2. 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. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 色度分档
- 4. 机械与包装信息
- 4.1 外形与尺寸
- 4.2 包装规格
- 5. 组装与操作指南
- 5.1 存储条件
- 5.2 清洁
- 5.3 引脚成型与PCB组装
- 5.4 焊接说明
- 6. 应用与电路设计
- 6.1 驱动方法
- 6.2 静电放电(ESD)防护
- 6.3 应用适用性
- 7. 性能曲线与图表数据
- 8. 技术对比与设计考量
- 8.1 与同类产品的区别
- 8.2 基于参数的设计考量
- 9. 常见问题解答(FAQ)
- 9.1 如果我的电源电压正好是3.0V,可以不加电阻直接驱动这颗LED吗?
- 9.2 包装袋上的分档代码是什么意思?
- 9.3 这颗LED适合汽车应用吗?
- 9.4 我可以使用回流焊工艺焊接这个元件吗?
1. 产品概述
本文档详细说明了一款集成在黑色塑料直角支架(通常称为CBI,即电路板指示器)内的白色InGaN LED指示灯的技术规格。该元件设计用于在印刷电路板(PCB)上进行通孔安装。其主要功能是作为各种电子设备中的状态或指示灯。
1.1 核心优势
- 易于组装:设计优化,便于高效、直接地进行电路板组装。
- 增强对比度:黑色外壳材料提供了高对比度,提升了LED点亮时的可见度。
- 低卤素含量:材料符合低卤素要求,这对于环保和安全法规非常重要。
- 兼容性:该LED与集成电路(IC)兼容,且电流需求低,适用于现代数字电子产品。
- 封装形式:采用矩形封装,白色LED配有透明透镜。
1.2 目标应用
本LED指示灯适用于广泛的电子设备,包括但不限于:
- 计算机系统及外围设备
- 通信设备
- 消费电子产品
- 工业设备与控制装置
2. 技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
在任何情况下均不得超过以下额定值,否则可能导致器件永久性损坏。所有值均在环境温度(TA)为25°C时指定。
- 功耗(Pd):72 mW
- 峰值正向电流(IFP):60 mA(占空比 ≤ 1/10,脉冲宽度 ≤ 10ms)
- 连续正向电流(IF):20 mA
- 降额系数:从30°C开始线性降额,降额率为0.3 mA/°C
- 工作温度范围:-40°C 至 +85°C
- 存储温度范围:-40°C 至 +100°C
- 引脚焊接温度:265 ±5°C,最长5秒,测量点距本体2.0mm。
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)=20 mA,除非另有说明。
- 发光强度(Iv):680 mcd(最小值),1500 mcd(典型值),2500 mcd(最大值)。测量包含±15%的测试容差。
- 视角(2θ1/2):100度(典型值)。这是发光强度降至轴向值一半时的全角。
- 色度坐标(x, y):x=0.29,y=0.28(典型值)。源自CIE 1931色度图。
- 正向电压(VF):2.5 V(最小值),3.0 V(典型值),3.5 V(最大值),条件为IF=20mA。
- 反向电流(IR):100 μA(最大值),条件为反向电压(VR)=5V。重要提示:本器件并非设计用于反向偏置工作;此测试条件仅用于表征。
3. 分档系统说明
LED根据其测量的光学性能进行分类(分档),以确保应用中的一致性。
3.1 发光强度分档
LED根据其在20mA下的最小和最大发光强度被分入不同的档位。每个档位限值的容差为±15%。
- 档位 N:680 mcd 至 880 mcd
- 档位 P:880 mcd 至 1150 mcd
- 档位 Q:1150 mcd 至 1500 mcd
- 档位 R:1500 mcd 至 1900 mcd
- 档位 S:1900 mcd 至 2500 mcd
具体的分档代码标注在每个包装袋上。
3.2 色度分档
LED也会根据其在CIE 1931色度图上的色坐标(x, y)进行分档,以控制颜色差异。文档定义了多个色度等级(A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2),每个等级指定了色度图上的一个四边形区域。色坐标的测量允差为±0.01。此分档确保同一色度等级的LED在视觉上颜色相似。
4. 机械与包装信息
4.1 外形与尺寸
本产品由一个组装在黑色塑料直角支架内的白色LED指示灯构成。关键机械说明包括:
- 所有尺寸均以毫米为单位提供,除非另有说明,公差为±0.25mm。
- 支架(外壳)材料为黑色塑料。
- LED本身为白色,配有透明透镜。
注意:具体的尺寸图纸在原文档中有引用,但此处未以文本形式重现。设计人员必须参考原始规格书以获取精确的机械图纸。
4.2 包装规格
LED按以下层级包装:
- 包装袋:包含1000、500、200或100件。
- 内盒:包含15个包装袋,总计15,000件。
- 外箱(运输箱):包含8个内盒,总计120,000件。
备注说明,在每个运输批次中,只有最后一个包装可能不是满包装。
5. 组装与操作指南
5.1 存储条件
为获得最佳保质期,LED应存储在温度不超过30°C、相对湿度不超过70%的环境中。如果从原防潮包装中取出,建议在三个月内使用。如需在原包装袋外进行更长期存储,应将其保存在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。避免使用其他刺激性化学品。
5.3 引脚成型与PCB组装
- 引脚成型(弯曲)必须在焊接之前且在室温下进行。
- 弯曲点应距离LED透镜基座至少3mm。请勿以引线框架的基座作为支点。
- 在插入PCB时,施加最小的压接力,以避免对元件施加过大的机械应力。
5.4 焊接说明
关键规则:保持透镜基座与焊点之间至少有2mm的距离。切勿将透镜浸入焊料中。
手工焊接(烙铁):
- 温度:最高350°C
- 时间:每引脚最长3秒(仅限一次)
波峰焊:
- 预热温度:最高120°C
- 预热时间:最长100秒
- 焊波温度:265 ±5°C
- 焊接时间:最长5秒
重要注意事项:
- 过高的温度或时间会导致透镜变形或造成灾难性故障。
- 红外回流焊工艺不适用于此通孔型LED产品。
- 最大波峰焊温度(265°C)指的是焊料本身的温度,而非塑料支架的热变形温度(HDT)。
6. 应用与电路设计
6.1 驱动方法
LED是电流驱动器件。为确保驱动多个LED时亮度均匀,强烈建议为每个LED串联一个限流电阻(电路A)。不建议将多个LED并联驱动而不使用单独的电阻(电路B),因为每个LED正向电压(Vf)特性的微小差异将导致电流分配和亮度的显著不同。
推荐电路(A):[电源] -- [电阻] -- [LED] -- [地](每个LED重复此结构)。
6.2 静电放电(ESD)防护
LED对静电放电(ESD)和电压浪涌敏感,可能导致立即或潜在的损坏。在操作和组装过程中必须遵循标准的ESD预防措施:
- 使用接地腕带并在接地的防静电垫上工作。
- 在ESD防护包装中存储和运输元件。
- 确保所有设备和工具正确接地。
6.3 应用适用性
本LED指示灯适用于室内外标识应用以及通用电子设备。直角支架设计使其特别适合PCB平行于观察表面安装的应用,例如仪器前面板或控制板。
7. 性能曲线与图表数据
源文档引用了“典型电气/光学特性曲线”部分。这些曲线对于详细的设计分析至关重要,通常包括:
- 相对发光强度 vs. 正向电流:显示光输出如何随驱动电流变化。
- 正向电压 vs. 正向电流:LED的I-V特性曲线。
- 相对发光强度 vs. 环境温度:说明光输出随温度升高而降额的情况。
- 视角分布图:显示光空间分布的极坐标图。
设计师注意:对于精确的设计计算,特别是涉及热管理和驱动器设计时,参考原始规格书中的图表数据至关重要。
8. 技术对比与设计考量
8.1 与同类产品的区别
本产品的关键区别在于集成的CBI(电路板指示器)支架。与独立的LED相比,此组件提供:
- 简化组装:支架提供机械稳定性,并在PCB上保持一致的定位高度。
- 改善美观与对比度:黑色外壳提供专业外观,并增强LED的感知亮度。
- 直角外形:无需额外的支架或硬件即可实现侧发光应用。
8.2 基于参数的设计考量
- 电流限制:务必使用串联电阻。使用公式 R = (电源电压 - LED_Vf) / If 计算电阻值,其中LED_Vf应取规格书中的典型值或最大值,以确保在最坏情况下电流不超过20mA。
- 热管理:虽然功耗较低(最大72mW),但降额曲线表明在30°C以上性能会下降。在高环境温度环境或密闭机箱中,确保充分通风或考虑降低驱动电流。
- 光学设计:100度的视角提供了宽光束。对于需要更聚焦光斑的应用,需要外部透镜或不同的LED封装。
9. 常见问题解答(FAQ)
9.1 如果我的电源电压正好是3.0V,可以不加电阻直接驱动这颗LED吗?
No.不建议这样做。正向电压(Vf)有一个范围(2.5V至3.5V)。如果您的电源是3.0V,而您连接了一个Vf处于范围低端(例如2.6V)的LED,多余的电压将导致过大的电流流过,可能损坏LED。串联电阻对于调节电流至关重要。
9.2 包装袋上的分档代码是什么意思?
分档代码(例如“Q”和“B2”)表示LED的性能组别。字母(N, P, Q, R, S)指定其发光强度范围。字母数字代码(A1, B2等)指定其在CIE图表上的颜色(色度)坐标。使用同一档位的LED可确保您产品内部亮度和颜色的一致性。
9.3 这颗LED适合汽车应用吗?
规格书规定的工作温度范围为-40°C至+85°C,这涵盖了许多汽车引擎舱和驾驶舱的要求。然而,汽车应用通常需要针对振动、湿度以及在特定测试条件(如AEC-Q102)下的延长寿命进行额外的认证。此标准规格书并未声明此类认证。对于汽车用途,请咨询制造商获取特定等级的数据。
9.4 我可以使用回流焊工艺焊接这个元件吗?
No.规格书明确指出“红外回流焊不适用于通孔型LED指示灯产品。” 此元件仅设计用于波峰焊或手工焊接工艺。
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。 |