目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 典型電氣及光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 色溫 (CCT) 分級
- 3.2 光通量分級
- 3.3 正向電壓分級
- 3.4 色度橢圓數據
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 IV 特性曲線
- 4.2 相對光通量對正向電流
- 4.3 光譜功率分佈 (SPD)
- 4.4 接面溫度對相對光譜能量
- 5. 機械及封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊盤圖案及鋼網設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 濕度敏感性及烘烤
- 6.2 迴流焊接溫度曲線
- 7. 包裝及訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 型號編碼規則
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較及差異
- 10. 常見問題 (FAQ)
- 10.1 按最小光通量訂購同按典型光通量訂購有咩分別？
- 10.2 點解需要烘烤？如果我好快用啲 LED，可唔可以跳過烘烤？
- 10.3 我可唔可以連續以 200mA 驅動呢款 LED？
- 11. 設計及使用案例分析
- 11.1 設計一個 12V LED 模組
- 12. 技術原理
- 13. 行業趨勢
1. 產品概覽
3020 系列係一款高性能、單晶片、表面貼裝 LED，專為需要可靠性能同穩定顏色輸出嘅一般照明應用而設計。呢款 0.5W 白光 LED 喺緊湊嘅 3.0mm x 2.0mm 尺寸內，提供效率、流明輸出同熱管理之間嘅平衡。
核心優勢：呢個系列嘅主要優勢包括其標準化嘅色溫同光通量分級系統，確保生產批次嘅顏色一致性。佢具備 110 度嘅寬視角，適合需要廣泛照明嘅應用。產品設計符合行業標準嘅濕度敏感度同迴流焊接要求。
目標市場：呢款 LED 主要針對 LED 模組、燈板、背光單元、裝飾照明以及其他需要緊湊、高效同穩定白光光源嘅應用嘅製造商。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
以下參數定義咗可能導致 LED 永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常運作。
- 正向電流 (IF)：200 mA (連續)
- 正向脈衝電流 (IFP)：300 mA (脈衝寬度 ≤10ms，佔空比 ≤1/10)
- 功耗 (PD)：680 mW
- 工作溫度 (Topr)：-40°C 至 +80°C
- 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +80°C
- 接面溫度 (Tj)：125°C
- 焊接溫度 (Tsld)：迴流焊接溫度為 230°C 或 260°C，最長 10 秒。
2.2 典型電氣及光學特性
喺標準測試條件下測量，焊點溫度 (Ts) 為 25°C。
- 正向電壓 (VF)：典型值 3.2V，最大值 3.5V (於 IF=150mA 時)
- 反向電壓 (VR)：5V
- 反向電流 (IR)：最大值 10 µA
- 視角 (2θ1/2)：110°
3. 分級系統說明
產品採用全面嘅分級系統，以確保電氣同光學一致性。訂單會指定光通量嘅最小值同色溫嘅定義色度區域。
3.1 色溫 (CCT) 分級
LED 提供多個標準相關色溫 (CCT) 分級，每個分級由目標 CCT 同 CIE 圖上嘅特定色度橢圓定義。
- 2725K ±145K (分級: 27M5)
- 3045K ±175K (分級: 30M5)
- 3985K ±275K (分級: 40M5)
- 5028K ±283K (分級: 50M5)
- 5665K ±355K (分級: 57M7)
- 6530K ±510K (分級: 65M7)
注意：產品訂購時指定嘅係色度區域，而唔係最大 CCT 值。出貨產品將始終喺訂購嘅色度橢圓範圍內。
3.2 光通量分級
光通量根據色溫同顯色指數 (CRI) 進行分級。表格定義咗喺 150mA 時嘅最小值同典型值。標準光通量代碼 (E5, E6, E7 等) 代表一個流明範圍。
以 70 CRI、中性白光 (3700-5000K) 為例：
- 代碼 E6: 50-54 lm (最小-典型)
- 代碼 E7: 54-58 lm
- 代碼 E8: 58-62 lm
- 代碼 E9: 62-66 lm
暖白光、冷白光以及佢哋各自嘅高 CRI (80 CRI) 版本亦有類似表格。
3.3 正向電壓分級
正向電壓亦會分級，以確保串聯配置中嘅燈串電壓一致。
- 代碼 B: 2.8 - 2.9V
- 代碼 C: 2.9 - 3.0V
- 代碼 D: 3.0 - 3.1V
- 代碼 E: 3.1 - 3.2V
- 代碼 F: 3.2 - 3.3V
- 代碼 G: 3.3 - 3.4V
- 代碼 H: 3.4 - 3.5V
3.4 色度橢圓數據
每個色溫分級對應 CIE 1931 色度圖上嘅一個特定橢圓，由其中心坐標 (x, y)、長半軸 (b)、短半軸 (a) 同傾斜角 (Φ) 定義。呢啲數據對於精確混色同質量控制至關重要。
4. 性能曲線分析
4.1 IV 特性曲線
正向電流對正向電壓 (IV) 曲線顯示典型嘅指數關係。喺建議工作電流 150mA 下，正向電壓通常喺 3.2V 左右。設計師必須使用限流驅動器，而唔係電壓源，以確保穩定運作。
4.2 相對光通量對正向電流
呢條曲線說明咗驅動電流同光輸出之間嘅關係。光通量隨電流增加而增加，但喺較高電流時會呈現次線性趨勢，原因係接面溫度升高同效率下降。為咗獲得最佳壽命同效率，唔建議喺遠高於 150mA 嘅情況下操作。
4.3 光譜功率分佈 (SPD)
相對光譜能量曲線顯示咗唔同 CCT 範圍 (例如 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K) 嘅發射光譜。較暖嘅 CCT 喺紅/黃區域有更多能量，而較冷嘅 CCT 則有更藍嘅峰值。呢條曲線對於計算顯色指標至關重要。
4.4 接面溫度對相對光譜能量
呢幅圖描述咗光譜輸出點樣隨接面溫度 (Tj) 升高而變化。通常，當 Tj 上升時，峰值波長可能會輕微偏移，整體強度可能會降低。呢點強調咗喺應用設計中進行有效熱管理對於保持顏色同光輸出一致性嘅重要性。
5. 機械及封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED 採用標準 3020 (3.0mm x 2.0mm) SMD 尺寸。詳細尺寸圖標明咗封裝主體、透鏡同引腳尺寸，以及相關公差 (例如，.X 尺寸公差為 ±0.10mm，.XX 尺寸公差為 ±0.05mm)。
5.2 焊盤圖案及鋼網設計
提供咗建議嘅 PCB 焊盤圖案 (焊盤佈局) 同錫膏鋼網設計嘅單獨圖紙。遵守呢啲建議對於喺迴流焊接過程中形成正確焊點、對齊同熱傳遞至關重要。
5.3 極性識別
陰極 (負極) 端子通常喺 LED 封裝上標記，通常用綠色標記或透鏡上嘅凹口表示。PCB 絲印同焊盤圖案應清晰標明極性，以防止反向安裝。
6. 焊接及組裝指引
6.1 濕度敏感性及烘烤
根據 IPC/JEDEC J-STD-020C，3020 系列 LED 被歸類為濕度敏感元件。打開防潮袋後暴露喺環境濕度中，可能會導致迴流過程中出現爆米花效應裂紋或其他損壞。
儲存：未開封嘅袋應儲存喺 30°C/85% RH 以下。開封後，應儲存喺 30°C/60% RH 以下。
烘烤要求：從原裝密封包裝中取出並暴露喺環境條件下嘅 LED，必須喺迴流前進行烘烤。
烘烤方法：喺原裝捲盤上以 60°C 烘烤 24 小時。溫度唔好超過 60°C。烘烤後 1 小時內使用，或儲存喺乾燥櫃中 (<20% RH)。
6.2 迴流焊接溫度曲線
適用標準無鉛迴流溫度曲線。LED 焊點處嘅最高峰值溫度唔應超過 260°C，而高於 230°C 嘅時間應限制喺 10 秒內。請參考詳細嘅溫度曲線建議，包括預熱、保溫、迴流同冷卻速率。
7. 包裝及訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 通常以壓紋載帶捲繞喺捲盤上供應，適合自動貼片組裝。指定咗標準捲盤數量 (例如，每捲 2000 或 4000 件)。捲盤包裝喺防潮袋內，並附有濕度指示卡。
7.2 型號編碼規則
零件號碼結構用於編碼關鍵屬性：系列/形狀 (例如，34 代表 3020)、晶片數量 (S 代表單晶片)、透鏡代碼 (00 代表無透鏡，01 代表有透鏡)、顏色代碼 (L/C/W 代表白光色溫)、內部代碼、光通量代碼 (例如 E6) 同正向電壓代碼 (例如 D)。例如 T3400SLA-E6D。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- LED 模組及光引擎：適用於面板燈、筒燈同格柵燈盤。
- 背光：側光式或直下式標牌同顯示器。
- 裝飾照明：燈帶、燈條同重點照明。
- 消費電子產品：指示燈或狀態燈。
8.2 設計考慮因素
- 熱管理：使用具有足夠散熱通孔嘅 PCB，如有需要，使用金屬基板 (MCPCB) 來散熱，保持接面溫度較低，以獲得最長壽命同穩定輸出。
- 電流驅動：務必使用恆流驅動器。建議工作電流為 150mA。喺高環境溫度下可能需要降額使用。
- 光學：110 度視角適合漫射照明。可以使用二次光學元件 (透鏡、反射器) 來修改光束圖案。
- 靜電防護：組裝期間實施標準 ESD 處理程序，因為 LED 對靜電放電敏感。
9. 技術比較及差異
同舊款 3528 封裝相比，3020 系列通常喺稍細嘅尺寸內提供更高嘅功率密度 (0.5W 對比典型 0.2W)，實現更緊湊嘅設計。針對光通量同電壓嘅標準化、詳細分級系統，為需要喺大批量生產中嚴格匹配顏色同亮度嘅應用提供顯著優勢，減少最終用戶進行生產後分揀或校準嘅需要。
10. 常見問題 (FAQ)
10.1 按最小光通量訂購同按典型光通量訂購有咩分別？
規格以最小光通量值定義分級。呢個意味住所有出貨嘅 LED 都將達到或超過該最小值。提供 "典型" 值僅供參考，實際光通量可能更高。呢個系統喺保證性能嘅同時，亦容許高於最小值嘅正常製造差異。
10.2 點解需要烘烤？如果我好快用啲 LED，可唔可以跳過烘烤？
烘烤係去除塑膠封裝吸收嘅濕氣嘅關鍵工序。即使短暫暴露喺潮濕空氣中，都可能足以喺高溫迴流焊接過程中造成損壞。單憑時間短就跳過烘烤並唔安全；必須檢查原裝袋內濕度指示卡嘅狀態，以確定是否需要烘烤。
10.3 我可唔可以連續以 200mA 驅動呢款 LED？
雖然 200mA 係絕對最大連續電流額定值，但喺呢個水平下操作會產生大量熱量，降低效率 (每瓦流明)，並可能縮短 LED 壽命。建議工作條件係 150mA，以獲得最佳性能同可靠性。喺 200mA 下操作需要極佳嘅熱管理。
11. 設計及使用案例分析
11.1 設計一個 12V LED 模組
場景：創建一個緊湊嘅 12V 輸入 LED 模組，內含 6 粒串聯 LED。
設計步驟：
- 電氣設計：從相同電壓分級中選擇 LED (例如，分級 D: 3.0-3.1V)。6 粒 LED 嘅總正向電壓約為 18.0V 至 18.6V，高於 12V 電源。因此，需要一個升壓 (Boost) 恆流驅動器，而唔係簡單嘅電阻。
- 熱設計：將 LED 安裝喺鋁基板 (MCPCB) 上。計算總功耗 (~0.5W 每粒 LED * 6 = 3W)，並確保散熱足夠，使 LED 焊點溫度保持喺指定工作範圍內，理想情況下低於 60°C 以獲得長壽命。
- 光學一致性：從相同光通量分級 (例如 E7) 同色溫分級 (例如 40M5 代表 4000K) 訂購所有 LED，以確保模組內亮度同顏色均勻。
- 組裝：嚴格遵循濕度處理同迴流焊接指引，以防止良率損失。
12. 技術原理
LED 基於半導體晶片中嘅電致發光原理運作，白光 LED 通常基於 InGaN。一個發藍光嘅晶片塗有螢光粉層。部分藍光被螢光粉轉換為更長波長 (黃光、紅光)。剩餘藍光同螢光粉轉換光嘅結合，產生白光嘅視覺感知。藍光同黃/紅光嘅比例決定相關色溫 (CCT)。通過使用多種螢光粉填充光譜中嘅空隙，可以提高顯色指數 (CRI)。正向電壓係半導體材料帶隙同晶片結構嘅特性。
13. 行業趨勢
像 3020 系列呢類中功率 SMD LED 嘅總體趨勢係朝向更高光效 (每瓦更多流明)、更佳顏色一致性 (更緊密嘅分級) 以及喺更高工作溫度下嘅更高可靠性。對於需要出色色彩保真度嘅應用，例如零售同博物館照明，亦推動更高 CRI 值 (90+)。此外，行業繼續改進防潮封裝材料同工藝，以簡化處理並提高更廣泛組裝環境下嘅穩健性。新螢光粉系統嘅開發旨在提供更好嘅光譜質量同 LED 壽命期間嘅穩定性。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |