目錄
1. 產品概覽
2020-SR140DM-AM 係一款高性能、表面貼裝嘅超紅光LED，專為要求嚴格嘅汽車照明應用而設計。呢個元件屬於2020產品系列，表示佢嘅尺寸係2.0mm x 2.0mm。佢嘅核心優勢在於結合咗可靠嘅光輸出、120度嘅寬視角，以及符合嚴格汽車級認證（包括AEC-Q102）嘅穩固結構。主要目標市場係汽車外飾同內飾照明系統，呢啲系統對顏色一致性、長期可靠性同細小尺寸要求好高。
2. 深入技術參數分析
2.1 光度學同電氣特性
呢款LED嘅關鍵性能係喺標準測試電流140mA下定義嘅。喺呢啲條件下，典型光通量係18流明（lm），最低13 lm，最高27 lm，考慮咗生產差異。主波長通常係628 nm，屬於超紅光譜範圍，分檔範圍由627 nm到639 nm。喺140mA下，正向電壓（Vf）通常係2.3V，範圍由1.75V到2.75V。呢個參數對於驅動器設計同熱管理好重要，因為功耗係Vf * If。喺典型條件下，呢個大約等於0.322W（2.3V * 0.14A）。
2.2 絕對最大額定值同熱特性
為確保器件壽命，操作條件絕對唔可以超過絕對最大額定值。最大連續正向電流係250 mA，器件可以承受高達1000 mA嘅浪湧電流，但只限於極短脈衝（≤10 μs）。最高結溫（Tj）係150°C，而操作溫度範圍指定為-40°C到+125°C，適合惡劣嘅汽車環境。熱管理至關重要；由結到焊點嘅熱阻（Rth JS）通常係23 K/W（實際）或16 K/W（電氣），呢個數值表示熱量由半導體晶片傳遞到PCB嘅效率。
3. 分檔系統解釋
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會分入唔同嘅檔位。
3.1 光通量分檔
LED分為三個光通量檔位：E6（13-17 lm）、F7（17-20 lm）同F8（20-23 lm）。零件編號中嘅M表示中等亮度級別，通常對應F7檔位。
3.2 正向電壓分檔
定義咗四個電壓檔位：1720（1.75-2.0V）、2022（2.0-2.25V）、2225（2.25-2.5V）同2527（2.5-2.75V）。咁樣設計師就可以揀選Vf公差更細嘅LED，用於多LED陣列中嘅電流匹配。
3.3 主波長分檔
顏色係透過波長檔位控制嘅：2730（627-630 nm）、3033（630-633 nm）、3336（633-636 nm）同3639（636-639 nm）。典型值628 nm屬於2730檔位。
4. 性能曲線分析
4.1 IV曲線同相對光通量
正向電流對正向電壓圖顯示出典型嘅指數關係。相對光通量對正向電流曲線表明，光輸出隨電流增加而次線性增加，強調咗喺建議嘅140mA下驅動對於最佳效率同壽命嘅重要性。
4.2 溫度依賴性
相對光通量對結溫圖顯示，光輸出隨溫度升高而降低，呢個係LED嘅典型行為。相對正向電壓對結溫曲線具有負斜率，意味住Vf隨溫度升高而降低，呢個特性可以用於溫度感測。相對波長偏移圖表明，主波長會隨溫度升高而輕微增加（紅移）。
4.3 光譜分佈同降額
相對光譜分佈圖確認咗喺紅光區域（約628 nm）有窄而尖嘅發射峰。正向電流降額曲線對於設計至關重要：佢顯示最大允許連續電流必須隨焊盤溫度（Ts）升高而降低。例如，喺最高Ts 125°C時，最大If係250 mA。
5. 機械同封裝資訊
5.1 物理尺寸
呢款LED具有標準2020（2.0mm x 2.0mm）SMD尺寸。整體封裝高度約為0.7mm。詳細機械圖紙指定咗所有關鍵尺寸，包括透鏡尺寸同引線框架位置，一般公差為±0.1mm。
5.2 推薦焊盤佈局
提供咗焊盤圖案設計，以確保可靠焊接同最佳熱性能。設計包括一個中央散熱焊盤，用於將熱量有效傳遞到PCB。建議遵循呢個佈局，以防止立碑現象並確保正確對齊。
6. 焊接同組裝指引
呢款LED兼容標準紅外回流焊接工藝。根據IPC/JEDEC J-STD-020標準，最高焊接溫度為260°C，持續時間唔超過30秒。佢屬於濕度敏感等級（MSL）2，意味住如果器件喺使用前暴露喺環境空氣中超過一年，必須進行烘烤。必須遵循適當嘅ESD（靜電放電）處理程序，因為器件額定為2kV人體模型（HBM）。
7. 包裝同訂購資訊
零件編號遵循特定結構：2020 - SR - 140 - D - M - AM.
- 2020：產品系列（2.0mm x 2.0mm）。
- SR：顏色（超紅光）。
- 140：測試電流（單位mA）。
- D：引線框架類型（鍍金配白色反光膠）。
- M：亮度級別（中等）。
- AM：指定為汽車應用。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款LED專為汽車照明而設計。包括：
- 外飾照明：中央高位煞車燈（CHMSL）、後組合燈（煞車/尾燈功能）、側標誌燈。
- 內飾照明：儀錶板背光、開關照明、氛圍燈。
8.2 設計考慮因素
- 電流驅動：使用恆流驅動器，唔係恆壓源，以確保穩定嘅光輸出並防止熱失控。推薦操作點係140mA。
- 熱管理：PCB必須設計成能夠有效散熱。使用提供嘅熱阻值（Rth JS），根據你電路板嘅熱性能同環境條件計算預期結溫升幅。保持Tj遠低於150°C。
- 光學：120度視角適合廣域照明。對於聚焦光束，可能需要二次光學元件（透鏡）。
- 耐硫性：器件符合硫測試A1級，適合存在大氣硫污染嘅環境。
9. 技術比較同差異化
同標準紅光LED相比，超紅光型號提供更高嘅發光效率（每瓦更多流明）同更飽和、更深嘅紅色（主波長約628nm，低於標準紅光嘅620-625nm或琥珀紅）。AEC-Q102認證、擴展嘅溫度範圍（-40°C至+125°C）同耐硫性係關鍵差異點，證明咗佢喺汽車應用中嘅價值，而非商業級應用。使用鍍金引線框架（D型）增強咗反射率同長期可靠性。
10. 常見問題（FAQs）
問：我可唔可以連續以250mA驅動呢款LED？
答：可以，但前提係根據降額曲線，焊盤溫度（Ts）必須維持喺25°C或以下。喺大多數實際汽車應用中，環境溫度較高，連續以250mA操作好可能會超出熱極限。推薦操作電流係140mA。
問：實際同電氣熱阻有咩分別？
答：電氣熱阻（Rth JS el）係使用LED自身嘅Vf溫度係數作為感測器來測量嘅。實際熱阻（Rth JS real）係用外部感測器測量嘅。對於LED，電氣方法更為常用。規格書提供咗兩者；對於大多數熱計算，使用實際值（23 K/W）更為保守。
問：訂購時點樣理解光通量分檔？
答：零件編號指定咗中等（M）亮度級別。對於關鍵應用中需要精確亮度匹配嘅情況，你可能需要同供應商指定特定嘅光通量檔位（E6、F7、F8），因為標準M級別涵蓋咗一個範圍。
11. 設計同使用案例分析
場景：設計一個CHMSL（中央高位煞車燈）
設計師需要15粒LED用於CHMSL陣列。佢哋選擇2020-SR140DM-AM，因為佢嘅亮度、顏色同汽車級別。使用典型Vf 2.3V（140mA下），15粒LED串聯嘅總壓降會係34.5V，需要從車輛嘅12V系統使用升壓轉換器。或者，佢哋可能會使用由單個恆流驅動器驅動嘅並聯串，並配以均流電阻，同時仔細揀選來自相同Vf檔位（例如2022）嘅LED，以確保亮度均勻。PCB佈局採用推薦嘅焊盤，並將大面積銅箔連接到散熱焊盤以散熱。使用Rth JS 23 K/W同預期後窗內最高環境溫度（例如85°C）進行熱模擬，以驗證結溫保持喺110°C以下，確保長壽命。
12. 工作原理
呢個係一個半導體發光二極管（LED）。當施加超過其能隙電壓（約2.3V）嘅正向電壓時，電子同電洞會喺半導體晶片（通常基於AlInGaP材料，用於紅光發射）嘅有源區複合。呢個複合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。半導體層嘅特定成分決定咗發射光嘅波長（顏色）。環氧樹脂透鏡封裝咗晶片，提供機械保護，並塑造光輸出以實現120度視角。
13. 技術趨勢
汽車LED市場持續向更高效率（每瓦更多流明）發展，從而實現更低功耗同減少熱負載。亦有一個趨勢係小型化（尺寸細過2020），以實現更時尚嘅燈光設計，以及將多個晶片（例如RGB）集成到單一封裝中，用於自適應照明。此外，針對新壓力源（例如富含LiDAR環境中嘅鐳射光）嘅增強可靠性標準同測試變得越來越重要。喺複雜嘅自適應駕駛光束（ADB）頭燈中，向標準化數字接口（例如SPI、I2C）用於LED控制係另一個重要趨勢，儘管呢款特定元件仍然係一個模擬、電流驅動嘅器件。
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。 |