2820-UY2001M-AM 黃色LED規格書 - SMD封裝 2.8x2.0mm - 正向電壓 2.4V - 光通量 33lm - 汽車級別

1. 產品概覽

2820-UY2001M-AM系列代表一款高可靠性、表面貼裝嘅LED元件，專為要求嚴苛嘅汽車照明應用而設計。呢款器件嘅特點係其緊湊嘅2820 SMD封裝尺寸，喺標準200mA工作電流下，典型光通量達到33流明。主要光輸出喺黃色光譜範圍，主波長集中喺589nm附近。呢款產品嘅一個關鍵區別在於佢符合嚴格嘅AEC-Q102 Rev A汽車應用分立光電半導體資格標準，確保喺汽車行業典型嘅惡劣環境條件下嘅性能同使用壽命。其他認證包括符合RoHS、REACH同無鹵素製造標準，令其成為現代環保設計嘅合適選擇。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款LED系列嘅核心優勢植根於其汽車級嘅穩健性同優化嘅光度性能。器件具有2KV（HBM）嘅高靜電放電（ESD）耐受能力，增強咗其處理同組裝可靠性。其120度嘅寬視角提供出色嘅空間光分佈，對於需要均勻亮度嘅應用（例如車廂環境照明、儀錶板照明同外部信號燈）至關重要。主要目標市場係汽車行業，包括為乘用車、商用貨車同摩托車開發照明模組嘅一級供應商同原始設備製造商。其可靠性規格亦令其成為其他高可靠性市場（例如工業指示燈同戶外標誌牌，其中長期性能至關重要）嘅候選者。

2. 深入技術參數分析

透徹理解電氣、光學同熱參數對於正確嘅電路設計同系統集成至關重要。

2.1 光度同光學特性

核心光度參數係光通量（Φ_v），喺I_F= 200mA時，典型值指定為33流明。最小值同最大值分別為27 lm同45 lm，測量公差為±8%。主波長（λ_d）典型值為589nm，範圍從585nm到594nm，公差嚴格為±1nm。呢個將發光牢牢定位喺黃色區域。空間光分佈由120度嘅寬視角定義，喺半強度點（光強度為峰值嘅50%）測量。呢個參數嘅公差為±5°。

2.2 電氣特性

正向電壓（V_F）係電源設計同熱管理嘅關鍵參數。喺典型工作電流200mA時，V_F為2.4V，範圍從2.00V到2.75V（公差±0.05V）。推薦嘅連續正向電流（I_F）為200mA，絕對最大額定值為250mA。對於浪湧條件，器件可以承受峰值電流（I_FM）1000mA，適用於脈衝≤10μs且佔空比非常低（D=0.005）嘅情況。需要特別注意，呢款LED唔係為反向偏壓操作而設計嘅。

2.3 熱特性

有效散熱對於LED性能同壽命至關重要。從半導體結到焊點嘅熱阻（R_thJS）提供兩個值：32 K/W（典型，實際測量）同28 K/W（典型，電氣測量）。最大允許結溫（T_J）為150°C。器件額定工作溫度範圍（T_opr）為-40°C至+125°C，呢個係汽車元件嘅標準。功耗（P_d）最大額定值為687.5 mW。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會進行分級。2820-UY2001M-AM系列使用三維分級系統。

3.1 光通量分級

光通量分為三個級別：F1（27-33 lm）、F2（33-39 lm）同F3（39-45 lm）。零件編號後綴"M"表示中等亮度級別，通常對應F1級別或F2級別嘅較低端。

3.2 正向電壓分級

正向電壓分級有助於多LED陣列嘅電流匹配。級別包括：2022（2.00-2.25V）、2225（2.25-2.50V）同2527（2.50-2.75V）。

3.3 主波長分級

主波長分級確保顏色均勻性：8588（585-588nm）、8891（588-591nm）同9194（591-594nm）。"UY"顏色代碼表示黃色組，包含呢啲級別。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾個對於預測非標準條件下性能至關重要嘅圖表。

4.1 IV曲線同相對光通量

正向電流與正向電壓圖顯示典型嘅指數二極管關係。喺200mA時，電壓集中喺2.4V附近。相對光通量與正向電流圖係次線性嘅；光通量隨電流增加而增加，但由於熱效應同效率下降，喺較高電流時開始飽和。

4.2 溫度依賴性

相對正向電壓與結溫圖顯示負溫度係數；V_F隨溫度升高而線性下降（約-2 mV/°C）。呢個可以用於結溫估算。相對光通量與結溫圖顯示，隨著溫度升高，光輸出顯著下降。喺125°C時，光通量僅為其25°C時值嘅約60-70%，突顯咗有效熱管理嘅極度重要性。相對波長與結溫圖顯示，隨著溫度升高，波長有輕微紅移（增加）。

4.3 光譜分佈同降額

相對光譜分佈圖確認咗單色黃色發射峰值喺589nm附近，唔需要嘅光譜成分極少。正向電流降額曲線根據焊盤溫度（T_S）規定最大允許連續電流。喺最大T_S125°C時，電流必須降額至250mA（絕對最大值）。為確保可靠運行，建議喺遠低於呢個限制下操作。

4.4 脈衝處理能力

允許脈衝處理圖定義咗對於給定脈衝寬度（t_FP）同佔空比（D）所允許嘅峰值脈衝電流（I_p）。對於非常短嘅脈衝（例如10μs），電流可以遠遠超過直流最大值。呢個與PWM調光應用相關。

5. 機械同封裝信息

5.1 物理尺寸

LED封裝喺2820 SMD封裝內。標稱尺寸為長2.8mm，寬2.0mm。確切高度同詳細尺寸圖，包括透鏡形狀同引線框架放置，喺機械圖中提供，除非另有說明，標準公差為±0.1mm。

5.2 推薦焊盤佈局

推薦使用焊盤圖案設計，以確保可靠焊接同最佳熱性能。佈局包括兩個電氣陽極/陰極嘅焊盤同一個用於散熱嘅中央熱焊盤。遵循呢個封裝尺寸對於機械穩定性同從LED熱焊盤到PCB嘅熱傳遞至關重要。

5.3 極性識別

器件上標有極性（陽極同陰極），通常用視覺指示器，例如凹口、圓點或倒角。規格書嘅機械圖指定咗呢個標記。組裝期間必須觀察正確極性以防止損壞。

6. 焊接同組裝指南

6.1 回流焊接曲線

元件兼容標準紅外線或對流回流焊接工藝。最高峰值焊接溫度不應超過260°C，高於260°C嘅時間應限制喺最多30秒。適用於無鉛（SnAgCu）焊料嘅標準升溫、預熱、回流同冷卻曲線。濕度敏感等級（MSL）評級為2級，意味著器件喺焊接前可以暴露喺工廠車間條件下長達一年而無需烘烤。

6.2 使用注意事項

關鍵注意事項包括：避免施加反向電壓。使用限流電路；唔好直接從電壓源驅動。組裝期間實施適當嘅ESD處理程序。確保熱焊盤正確焊接到PCB嘅銅箔上以有效散熱。唔好超過電流、電壓或溫度嘅絕對最大額定值。

6.3 儲存條件

儲存溫度範圍（T_stg）為-40°C至+125°C。對於超過MSL-2車間壽命嘅長期儲存，器件應儲存喺乾燥環境中或帶有乾燥劑嘅防潮袋中。

7. 包裝同訂購信息

7.1 包裝規格

LED以帶狀同捲盤形式供應，用於自動拾放組裝。包裝信息詳細說明咗捲盤尺寸、帶寬、口袋間距同元件喺帶上嘅方向。

7.2 零件編號系統

零件編號2820-UY2001M-AM解碼如下：

• 2820：產品系列同封裝尺寸（2.8mm x 2.0mm）。
• UY：顏色（黃色）。
• 200：測試電流（毫安）（200mA）。
• 1：引線框架類型（1 = 鍍金）。
• M：亮度級別（M = 中等）。
• AM：指定汽車應用級別。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

主要應用係汽車照明。具體用途包括：

• 車廂照明：儀錶板背光、開關照明、腳坑燈、環境照明。
• 外部信號：中央高位剎車燈（CHMSL）、側標誌燈、轉向信號指示燈（通常與其他顏色或透鏡組合使用）。
• 顯示器背光：儀錶組圖標、信息娛樂系統按鈕。

8.2 設計考慮因素

熱管理：呢個係最關鍵嘅方面。使用具有足夠熱通孔嘅PCB，熱焊盤下方連接到內部接地層或專用散熱器。使用R_thJS同功耗（P_d= V_F* I_F）計算預期結溫。為確保長壽命，保持T_J遠低於150°C。
驅動電路：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。驅動器應額定用於汽車電壓範圍（通常為9-16V，帶有負載突降瞬變）。考慮使用PWM調光進行亮度控制，參考脈衝處理能力。
光學設計：120°視角可能需要二次光學元件（透鏡、導光板）來為特定應用（如指示燈）塑造光束。

9. 技術比較同區別

與標準商業級黃色LED相比，2820-UY2001M-AM系列提供明顯優勢：

• AEC-Q102合規性：呢個係關鍵區別，涉及對溫度循環、濕度、高溫工作壽命（HTOL）同其他消費者部件唔需要嘅應力源嘅嚴格測試。
• 擴展溫度範圍：-40°C至+125°C嘅操作對於汽車發動機艙或外部應用至關重要。
• 耐硫性：規格書指定硫測試標準A1級，表示對某些汽車同工業環境中發現嘅腐蝕性氣氛具有抵抗力。
• 受控分級：對光通量、電壓同波長更嚴格嘅分級確保汽車照明模組更好嘅一致性，其中顏色同亮度匹配至關重要。

10. 常見問題（FAQs）

Q1：喺200mA時，典型正向電壓係幾多？
A1：典型正向電壓（V_F）係2.4伏特，根據電壓級別，範圍從2.00V到2.75V。

Q2：我可以用3.3V電源驅動呢款LED嗎？
A2：唔可以直接驅動。由於V_F約為2.4V，需要一個串聯限流電阻，或者更好嘅係一個恆流驅動器，從3.3V電源軌將電流設定為200mA。簡單電阻計算為R = (V_supply- V_F) / I_F.

Q3：喺高溫下，光輸出下降幾多？
A3：參考性能圖，當結溫達到125°C時，相對光通量下降到大約其25°C值嘅60-70%。呢個強調咗優秀熱設計嘅必要性。

Q4：呢款LED適合PWM調光嗎？
A4：係，佢適合。應參考允許脈衝處理圖，以確保PWM方案中使用嘅峰值電流同脈衝寬度唔超過安全工作區。典型PWM頻率喺幾百Hz到幾kHz。

Q5："AM"後綴係咩意思？
A5："AM"後綴明確表示呢個元件係為汽車應用而認證同設計嘅，符合相關行業標準（AEC-Q102）。

11. 實用設計案例研究

場景：為需要均勻黃色照明嘅汽車車廂環境燈條設計一個多LED陣列。
設計步驟：
1. 電氣設計：確定陣列配置（串聯/並聯）。為均勻電流，串聯串最好。如果有12V可用，最多可以將4個LED（4 * 2.4V = 9.6V）串聯一個限流電阻或線性恆流驅動器。對於更多LED，推薦使用開關恆流驅動器。
2. 熱設計：計算總功率：4個LED * (2.4V * 0.2A) = 1.92W。設計PCB，喺LED熱焊盤附著嘅層上使用大面積銅箔，並使用多個熱通孔將熱量散佈到其他層。
3. 光學/機械：以一定間距放置LED，結合其120°光束，創造無縫光線。擴散罩有助於混合各個LED光點。
4. 元件選擇：喺採購訂單中指定確切嘅級別代碼（例如，光通量用F1，波長用8891），以確保整個生產過程中顏色同亮度嘅一致性。

12. 工作原理

呢款LED係一種半導體光子器件。當喺陽極同陰極之間施加超過其帶隙能量嘅正向電壓時，電子同空穴喺半導體芯片（通常基於InGaN或AlInGaP等材料，用於黃光）嘅有源區複合。呢個複合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定。然後光通過封裝嘅環氧樹脂或矽膠透鏡提取，透鏡亦提供環境保護並決定視角。

13. 技術趨勢

像呢個系列嘅汽車LED趨勢朝向：
更高效率（lm/W）：持續嘅材料同封裝改進旨在提供每瓦更多流明，減少電氣負載同熱挑戰。
增加功率密度：更細嘅封裝提供更高光通量，實現更緊湊同風格化嘅照明設計。
增強可靠性同測試：更嚴格嘅AEC資格認證同針對新出現故障模式（例如，更強嘅耐硫性）引入新測試。
集成解決方案：集成驅動器、控制器同通信接口（LIN，CAN）嘅LED模組嘅增長，而非分立元件。雖然呢個部件係分立發射器，但佢適合呢啲先進模組嘅更廣泛生態系統。