3020系列單晶片0.2W白光LED規格書 - 尺寸3.0x2.0mm - 電壓3.2V - 功率0.2W - 粵語技術文檔

1. 產品概覽

3020系列係一款緊湊、高性能嘅表面貼裝器件（SMD）LED，專為需要可靠、節能白光光源嘅通用照明應用而設計。呢款單晶片、0.2W白光LED喺發光效率、熱性能同成本效益之間取得平衡，適合用於各種商業同工業照明產品。

佢嘅核心優勢包括緊湊嘅3.0mm x 2.0mm尺寸、110度嘅寬視角，以及適合標準回流焊接工藝嘅堅固結構。目標市場涵蓋背光模組、裝飾照明、指示燈，以及集成到各種消費電子產品同標牌中。

2. 技術參數同規格

2.1 絕對最大額定值（T_s=25°C）

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。

• 正向電流（I_F）：80 mA（連續）
• 正向脈衝電流（I_FP）：120 mA（脈衝寬度 ≤10ms，佔空比 ≤1/10）
• 功耗（P_D）：280 mW
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +80°C
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +80°C
• 結溫（T_j）：125°C
• 焊接溫度（T_sld）：230°C 或 260°C，持續10秒（回流焊）

2.2 電光特性（T_s=25°C，I_F=60mA）

呢啲係標準測試條件下嘅典型性能參數。

• 正向電壓（V_F）：典型值 3.2V，最大值 3.5V
• 反向電壓（V_R）：5V
• 反向電流（I_R）：最大值 10 µA
• 視角（2θ_1/2）：110°

3. 分級系統說明

產品會根據顏色同亮度進行分級，以確保應用中嘅一致性。訂貨代碼定義咗呢啲分級。

3.1 型號編碼規則

零件號結構為：T [形狀代碼] [晶片數量] [透鏡代碼] [內部代碼] - [光通量代碼] [色溫代碼]。例如，T3400SLA對應3020形狀（34）、單顆小功率晶片（S）、無透鏡（00）、內部代碼A，具體嘅光通量同色溫分級由最後嘅後綴定義。

3.2 相關色溫（CCT）分級

LED會根據CIE圖上嘅特定色度橢圓進行分級，以保證顏色均勻性。標準訂貨分級包括：

• 2725K ±145K（Bin 27M5）
• 3045K ±175K（Bin 30M5）
• 3985K ±275K（Bin 40M5）
• 5028K ±283K（Bin 50M5）
• 5665K ±355K（Bin 57M7）
• 6530K ±510K（Bin 65M7）

每個分級由橢圓中心點（x, y）、長短軸半徑同旋轉角度定義，符合5步或7步麥克亞當橢圓標準，實現嚴格嘅顏色控制。

3.3 光通量分級

光通量根據60mA下嘅最小值進行分級。表格定義咗暖白光（2700-3700K）、中性白光（3700-5000K）同冷白光（5000-7000K）嘅最小同典型光通量範圍，每種都有標準（CRI≥70）同高顯色性（CRI≥80）版本。代碼範圍從D1（例如，最小18-19流明）到D8（例如，最小25-26流明）。

3.4 正向電壓分級

為咗幫助多LED設計中嘅電流匹配，V_F以0.1V為步長進行分級。分級包括：B（2.8-2.9V）、C（2.9-3.0V）、D（3.0-3.1V）、E（3.1-3.2V）、F（3.2-3.3V）、G（3.3-3.4V）、H（3.5-3.6V）。

3.5 測量公差

• 光通量：±7%
• 正向電壓：±0.08V
• 顯色指數（CRI）：±2
• 色度坐標：±0.005

4. 性能曲線分析

4.1 電流-電壓（I-V）特性曲線

圖表顯示咗正向電壓同正向電流之間嘅關係。條曲線係基於GaN嘅LED嘅典型特徵，喺開啟電壓（約2.7V）之後呈指數上升。喺建議嘅60mA下操作可以確保最佳效率同壽命，避免進入高效率下降同熱量產生顯著增加嘅高電流區域。

4.2 相對光通量 vs. 正向電流

呢條曲線展示咗光輸出對驅動電流嘅依賴性。雖然光通量隨電流增加而增加，但喺較高電流下由於效率下降同結溫升高而變得次線性。選擇60mA操作點係為咗平衡輸出同效率。喺絕對最大額定值（80mA連續）以上驅動會急劇降低壽命同可靠性。

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（2600-3700K、3700-5000K、5000-10000K）嘅發射光譜。冷白光LED嘅晶片藍光峰值更強，磷光體轉換嘅黃/紅光較少；而暖白光LED則顯示出更明顯嘅寬頻磷光體發射，導致更高嘅紅光譜成分同更低嘅相關色溫。

4.4 結溫 vs. 相對光譜能量

呢個圖表說明咗結溫（T_j）對LED光譜嘅影響。隨著T_j升高，總體光譜輸出通常會減少（效率下降），峰值波長可能會輕微偏移。有效嘅熱管理對於喺產品壽命期內保持顏色點同光輸出嘅一致性至關重要。

5. 機械同封裝信息

5.1 外形尺寸

LED封裝尺寸為3.0mm（長）x 2.0mm（寬）。尺寸圖標明咗所有關鍵尺寸，包括透鏡高度同焊盤位置。公差定義為：.X尺寸 ±0.10mm，.XX尺寸 ±0.05mm。

5.2 焊盤佈局同鋼網設計

提供咗建議嘅PCB焊盤圖形（焊盤佈局）同錫膏鋼網設計嘅單獨圖示。焊盤圖形確保咗正確嘅焊點形成同機械穩定性。鋼網設計控制咗沉積嘅錫膏量，對於實現可靠嘅焊點而無橋接或錫量不足至關重要。遵循呢啲指引對於高良率組裝係必不可少嘅。

5.3 極性識別

陰極通常喺LED封裝上標記。焊盤佈局圖亦標示咗陽極同陰極連接。組裝時必須注意正確極性，以防止反向偏壓，喺電壓超過反向電壓額定值（5V）時可能會損壞LED。

6. 焊接同組裝指引

6.1 濕度敏感性同烘烤

3020 LED封裝具有濕度敏感性（根據IPC/JEDEC J-STD-020C進行MSL分級）。打開防潮袋後暴露喺環境濕度中，可能會導致回流焊接期間因水汽快速膨脹而出現爆米花效應或分層。

• 儲存：未開封嘅袋應儲存喺30°C/85% RH以下。開封後，應儲存喺5-30°C，濕度盡可能低（建議<20% RH）。
• 車間壽命：必須控制從開袋到回流焊接之間嘅時間。開袋後立即檢查袋內嘅濕度指示卡。
• 烘烤條件：如果LED已暴露喺超出規格嘅濕度環境中，必須喺回流焊接前進行烘烤。建議烘烤：60°C，喺原裝捲盤上烘烤24小時。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 回流焊接溫度曲線

LED可以承受峰值回流溫度230°C或260°C，最長10秒。適用標準無鉛（SAC305）回流溫度曲線。確保控制溫度上升速率以最小化熱衝擊。唔好超過提供嘅最大焊接溫度額定值，以避免損壞環氧樹脂透鏡、磷光體或鍵合線。

7. 包裝同訂貨信息

LED通常以帶狀捲盤形式供應，用於自動貼片組裝。具體嘅捲盤尺寸同包裝數量應向供應商確認。訂貨時使用完整型號，該型號指定所有分級參數：形狀、晶片數量、透鏡、CCT同光通量。標準產品以外嘅客製化分級組合可能根據要求提供。

8. 應用建議同設計考慮

8.1 典型應用場景

• 背光：LCD、標牌同顯示器嘅側光式或直下式背光板。
• 裝飾照明：重點照明、輪廓照明同氛圍照明。
• 通用照明：集成到燈泡、燈管同燈板中作為陣列。
• 指示燈：電器同電子設備上嘅狀態指示燈。

8.2 設計考慮

• 電流驅動：使用恆流驅動器，而非恆壓源，以獲得穩定一致嘅光輸出。建議工作電流為60mA。
• 熱管理：儘管功率低，有效嘅散熱對於維持光通量、顏色穩定性同長壽命至關重要。確保PCB有足夠嘅散熱通孔同銅面積連接到LED嘅散熱焊盤（如果適用）或陰極焊盤。
• 光學設計：110度視角提供寬廣、漫射嘅照明。對於聚焦光束，需要二次光學元件（透鏡、反射器）。
• 電氣佈局：保持驅動走線短而寬，以最小化壓降。喺陣列中，盡可能考慮將LED串聯連接以確保相同電流，或使用帶有獨立限流電阻嘅並聯串，並從相同V_F分級中選擇LED以獲得更好嘅電流平衡。

9. 技術比較同差異化

同3528等舊式封裝相比，3020提供更緊湊嘅尺寸，可能實現更高嘅設計密度。其單晶片、0.2W設計為需要比典型0.1W LED更多光但0.5W或1W LED熱挑戰過大嘅應用提供良好平衡。110度寬光束角係同窄角LED嘅關鍵區別，喺許多應用中無需擴散片即可提供更均勻嘅照明。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

10.1 典型正向電壓同最大正向電壓有咩區別？

典型V_F（3.2V）係大多數器件喺測試條件下嘅預期值。最大V_F（3.5V）係規格保證嘅上限。你嘅驅動電路必須設計成即使LED嘅V_F處於最大值時也能提供所需電流，特別係當LED串聯連接時。

10.2 我可以連續以80mA驅動呢款LED嗎？

雖然80mA係絕對最大連續電流額定值，但喺呢個極限下操作會產生更多熱量，降低發光效率（lm/W），加速光衰，並可能縮短LED壽命。為咗獲得最佳性能同可靠性，應使用建議嘅60mA工作電流。

10.3 點解需要烘烤，點知我嘅LED需唔需要烘烤？

烘烤可以去除塑膠封裝吸收嘅水分，防止喺高溫回流焊接過程中損壞。打開密封防潮袋後立即檢查袋內嘅濕度指示卡。如果張卡顯示濕度暴露極限已超標（例如，粉紅色點比參考點深），或者如果袋喺潮濕環境中打開超過允許嘅車間壽命，就需要烘烤。

10.4 點樣解讀光通量分級代碼（例如D5）？

光通量代碼（D5）對應於特定CCT同CRI分級下，60mA時嘅最小光通量值。例如，冷白光（5000-7000K）、CRI≥70、代碼D5嘅LED，最小光通量為22流明，典型最大值為23流明。你應該基於最小值設計你嘅系統，以確保即使使用較低分級嘅器件也能達到性能目標。

11. 實際應用案例分析

場景：線性LED燈條設計。設計師使用3020 LED設計一個24V、0.6米長嘅燈條。為咗達到特定照度，佢哋計算需要60粒LED。為咗從24V供電，佢哋決定每串7粒LED串聯（7 * 3.2V_typ= 22.4V），為電流調節器留出餘量。佢哋會創建8條並聯串，每串7粒串聯LED（總共56粒LED）。為確保亮度均勻，佢哋指定所有LED來自相同CCT分級（例如，4000K中性白光，分級40M5）同緊密嘅光通量分級（例如D5）。佢哋亦指定相同V_F分級（例如F分級：3.2-3.3V）以改善8條並聯串之間嘅電流平衡。PCB設計採用2盎司銅層，LED焊盤下方有散熱通孔連接到鋁基板以散熱。組裝說明規定，如果車間濕度高，需要烘烤捲盤，然後使用建議嘅溫度曲線進行受控嘅回流焊接過程。

12. 工作原理介紹

白光LED本質上係一種半導體二極管。當施加超過其帶隙能量嘅正向電壓時，電子同空穴喺有源區（晶片）內復合，以光子形式釋放能量。對於基於GaN嘅晶片，呢種主要發射通常喺藍光或紫外光譜。為咗產生白光，一部分呢種主要光被沉積喺晶片上或周圍嘅磷光體塗層（常用嘅係摻鈰釔鋁石榴石 - YAG:Ce）吸收。磷光體將高能量藍光/紫外光光子下轉換為寬頻譜嘅低能量黃光。來自晶片嘅剩餘藍光同來自磷光體嘅轉換黃光混合，喺人眼睇嚟就係白光。通過調整磷光體成分同厚度，可以實現從暖白光到冷白光嘅唔同相關色溫（CCT）。

13. 技術趨勢同發展

像3020呢類SMD LED嘅總體趨勢係朝向更高嘅發光效率（每瓦更多流明）、改善嘅顯色性（更高嘅CRI同R9值以呈現紅色）同更好嘅顏色一致性（更緊密嘅分級）。由於對更緊湊燈具嘅需求，業界亦關注喺更高工作溫度下增強可靠性同壽命。此外，行業繼續開發更堅固、更防潮嘅封裝材料，以簡化處理同組裝過程。對以人為本照明嘅推動，正引領具有可調CCT同光譜優化嘅LED發展，以支持晝夜節律。雖然呢份規格書描述嘅係標準白光LED，但基礎封裝技術係一個平台，可以適應呢啲不斷進步嘅性能特徵。