目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性(Ta=25°C)
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 光譜分佈
- 3.2 電氣與熱行為
- 4. 機械與封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性識別
- 5. 焊接與組裝指引
- 5.1 引腳成型
- 5.2 焊接參數
- 5.3 儲存條件
- 5.4 清潔
- 6. 包裝與訂購資訊
- 6.1 包裝規格
- 6.2 標籤說明
- 7. 應用說明與設計考量
- 7.1 散熱管理
- 7.2 電路設計
- 7.3 光學設計
- 8. 技術比較與差異化
- 9. 常見問題(基於技術參數)
- 9.1 峰值波長同主波長有咩分別?
- 9.2 我可唔可以用30mA驅動呢粒LED嚟增加亮度?
- 9.3 點樣理解無鉛同RoHS符合性聲明?
- 10. 實際應用例子
- 11. 工作原理
- 12. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件提供一款高亮度、藍色擴散型LED燈嘅技術規格。呢款器件專為需要可靠性能同穩定光輸出嘅應用而設計。佢具備寬視角,並提供帶裝同捲盤包裝,方便自動化組裝流程。
1.1 核心優勢
- 高亮度:專為需要卓越發光強度嘅應用而設計。
- 寬視角:提供典型110度視角(2θ1/2),實現廣泛照明。
- 堅固結構:為咗喺各種操作條件下保持可靠性同長壽命而製造。
- 環保合規:產品無鉛,並符合相關環保法規。
- 包裝靈活性:提供帶裝同捲盤包裝,方便大批量、自動化生產。
1.2 目標應用
呢款LED適用於多種指示燈同背光應用,包括但不限於:
- 電視機
- 電腦顯示器
- 電話
- 一般電腦周邊設備同消費電子產品
2. 技術參數分析
以下部分對規格書中指定嘅關鍵技術參數提供詳細、客觀嘅解讀。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 連續正向電流(IF):25 mA。呢個係可以連續施加嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流(IFP):100 mA,佔空比1/10,頻率1 kHz。適用於脈衝操作。
- 反向電壓(VR):5 V。反向偏壓超過呢個電壓可能導致擊穿。
- 功耗(Pd):90 mW。喺Ta=25°C時,封裝可以散發嘅最大功率。
- 操作同儲存溫度:-40°C 至 +85°C(操作),-40°C 至 +100°C(儲存)。
- 焊接溫度(Tsol):260°C,持續5秒。定義回流焊接曲線嘅耐受度。
2.2 電光特性(Ta=25°C)
呢啲參數喺標準測試條件下(IF=20mA)測量,定義器件嘅性能。
- 發光強度(Iv):典型值為20毫坎德拉(mcd),最低10 mcd。呢個量化咗感知亮度。
- 視角(2θ1/2):110度(典型)。發光強度為峰值一半時嘅角度。
- 峰值波長(λp):468 nm(典型)。光譜發射最強嘅波長。
- 主波長(λd):470 nm(典型)。人眼感知為單一波長嘅波長。
- 正向電壓(VF):3.3 V(典型),喺20 mA時範圍為2.7 V至4.0 V。對驅動電路設計好重要。
- 反向電流(IR):喺VR=5V時最大50 µA。表示反向偏壓下嘅漏電流。
3. 性能曲線分析
規格書包含幾條特性曲線,說明器件喺唔同條件下嘅行為。
3.1 光譜分佈
相對強度 vs. 波長曲線顯示峰值喺468 nm附近,典型光譜帶寬(Δλ)為35 nm,確認咗其藍色發光,並使用擴散樹脂實現更廣嘅光線散射。相對強度 vs. 波長曲線顯示峰值喺468 nm附近,典型光譜帶寬(Δλ)為35 nm,確認咗其藍色發光,並使用擴散樹脂實現更廣嘅光線散射。
3.2 電氣與熱行為
- 正向電流 vs. 正向電壓(IV曲線):顯示二極管典型嘅指數關係。喺典型正向電壓3.3V時,電流為20 mA。
- 相對強度 vs. 正向電流:發光強度隨電流增加而增加,但可能唔完全線性;設計師應參考曲線進行精確驅動電流規劃。
- 相對強度 vs. 環境溫度:發光輸出通常隨環境溫度升高而降低。適當嘅散熱對於保持亮度至關重要。
- 正向電流 vs. 環境溫度:對於固定電壓,由於二極管嘅負溫度係數,正向電流可能隨溫度變化。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
LED以標準燈式封裝提供。關鍵尺寸注意事項包括:
- 所有尺寸單位為毫米(mm)。
- 凸緣高度必須小於1.5mm。
- 未指定尺寸嘅一般公差為±0.25mm。
設計師必須參考規格書中嘅詳細尺寸圖,以獲取準確嘅引腳間距、本體尺寸同推薦PCB焊盤圖形。
4.2 極性識別
陰極通常由LED透鏡上嘅平面或較短嘅引腳表示。應查閱規格書圖表以了解呢個型號嘅具體標記。
5. 焊接與組裝指引
遵守呢啲指引對於確保可靠性同防止組裝過程中損壞至關重要。
5.1 引腳成型
- 喺距離環氧樹脂燈泡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。
- 喺焊接前進行成型。
- 避免對封裝施加壓力。喺室溫下剪腳。
- 確保PCB孔同LED引腳完美對齊,以避免安裝應力。
5.2 焊接參數
保持焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離為3mm。
- 手動焊接:烙鐵頭溫度最高300°C(最大30W),焊接時間最長3秒。
- 波峰/浸焊:預熱溫度最高100°C(最長60秒)。焊錫槽溫度最高260°C,持續5秒。
- 避免多次焊接循環。喺高溫時唔好對引腳施加壓力。
- 讓LED逐漸冷卻至室溫,避免機械衝擊。
5.3 儲存條件
- 收到後儲存喺≤30°C同≤70%相對濕度嘅環境中。
- 喺呢啲條件下嘅保質期為3個月。如需更長儲存(長達1年),請使用帶有氮氣同乾燥劑嘅密封容器。
- 避免喺潮濕環境中快速溫度變化,以防結露。
5.4 清潔
如有需要清潔:
- 使用室溫下嘅異丙醇,時間唔超過一分鐘。
- 喺室溫下風乾。
- 除非絕對必要且經過預先驗證,否則避免超聲波清潔,因為佢可能會損壞LED。
6. 包裝與訂購資訊
6.1 包裝規格
LED包裝用於防止靜電放電(ESD)同濕氣損壞。
- 主要包裝:防靜電袋。
- 數量:每袋200至500粒。每個內盒5袋。每個主(外)箱10個內盒。
6.2 標籤說明
包裝上嘅標籤可能包含以下代碼:
- 客戶零件編號(CPN)
- 生產編號(P/N)
- 數量(QTY)
- 質量/性能等級(CAT)
- 主波長(HUE)
- 批次編號(LOT No.)
7. 應用說明與設計考量
7.1 散熱管理
有效嘅散熱管理對於LED性能同壽命至關重要。正向電壓具有負溫度係數。對於固定電壓,當結溫升高時,電流會增加,如果唔加以控制,可能導致熱失控。必須遵守90 mW嘅功耗(Pd)額定值。喺高環境溫度或高驅動電流下操作時,應根據相關溫度降額曲線(規格書註釋中暗示)對電流進行降額。設計師應確保足夠嘅PCB銅面積或其他散熱方法,以將結溫保持喺安全範圍內。
7.2 電路設計
由於典型正向電壓為3.3V,最高為4.0V,當連接到高於約2.7V嘅電壓源時,必須使用限流電阻或恆流驅動器。電阻值可以使用歐姆定律計算:R = (電源電壓 - LED正向電壓) / 目標電流。喺計算中使用最大VF(4.0V)可以確保即使器件之間存在差異,電流也唔會超過限制。對於需要穩定亮度嘅應用,建議使用恆流驅動器而非簡單電阻。
7.3 光學設計
擴散樹脂封裝提供寬廣(110°)視角,使其適用於需要廣域照明或從多個角度都可見嘅指示燈應用。藍色光(468-470nm)常用於狀態指示燈、背光或裝飾照明。設計師應考慮發光強度(典型20 mcd),以確保喺預期觀看距離同環境光條件下有足夠亮度。
8. 技術比較與差異化
雖然呢度冇提供具體競爭對手數據,但基於其規格書,呢款LED嘅關鍵差異化因素包括:對於標準燈式封裝,佢結合咗相對較高嘅典型發光強度(20 mcd)、由擴散樹脂實現嘅寬廣110度視角,以及堅固嘅絕對最大額定值(25mA連續電流)。佢提供帶裝同捲盤包裝,使其喺消費電子製造中常見嘅自動化、成本敏感、大批量生產線上具有競爭力。
9. 常見問題(基於技術參數)
9.1 峰值波長同主波長有咩分別?
峰值波長(468 nm)係LED發射最多光功率嘅物理波長。主波長(470 nm)係人眼感知為匹配LED光顏色嘅心理物理單一波長。佢哋通常接近但唔完全相同,尤其對於非單色光源。
9.2 我可唔可以用30mA驅動呢粒LED嚟增加亮度?
唔可以。連續正向電流(IF)嘅絕對最大額定值係25 mA。超過呢個額定值有永久損壞器件嘅風險,並使任何可靠性保證失效。如需更高亮度,請選擇額定驅動電流更高嘅LED。
9.3 點樣理解無鉛同RoHS符合性聲明?
無鉛表示器件唔會故意含有鉛。產品本身將保持喺RoHS合規版本內嘅聲明表示LED組件符合《有害物質限制指令》,該指令限制電氣同電子設備中使用特定有害物質(如鉛、汞、鎘)。然而,設計師必須驗證整個最終組裝產品嘅合規性。
10. 實際應用例子
場景:為網絡路由器設計狀態指示燈。
- 要求:一個藍色電源/活動指示燈,從房間對面都可見。
- 選擇:呢款LED因其藍色同良好發光強度而適用。
- 電路設計:路由器內部電源軌為5V。使用典型VF 3.3V同目標電流20 mA,串聯電阻為 R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 歐姆。會選擇標準82或100歐姆電阻。使用最大VF(4.0V)進行最壞情況檢查:(5V-4V)/82Ω ≈ 12.2 mA,仍然高於可見光所需最低值。
- 佈局:PCB焊盤圖形匹配規格書嘅封裝尺寸。引腳周圍少量鋪銅有助於散熱。
- 組裝:LED通過帶裝同捲盤供料器放置。電路板經過回流焊接過程,遵循260°C持續5秒嘅曲線。
11. 工作原理
呢款器件係發光二極管(LED)。佢基於半導體材料(藍光用InGaN)中嘅電致發光原理工作。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,電子同空穴復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。特定材料成分(InGaN)決定帶隙能量,從而決定發射光嘅波長(顏色),呢個情況下係藍色。擴散環氧樹脂封裝劑散射光線,與透明透鏡相比,創造出更寬視角同更柔和外觀。
12. 技術趨勢
LED技術持續向更高效率(每瓦更多流明)、更好顯色性同更低成本發展。雖然呢款係標準指示燈LED,但更廣泛嘅行業趨勢包括封裝小型化(例如從0603到0402同更細嘅SMD尺寸)、多芯片集成(RGB、白光),以及針對UV-C消毒、園藝照明同高速可見光通信(Li-Fi)等專門應用嘅LED開發。對於指示燈應用,可靠性、成本效益同易於組裝仍然係主要驅動力。
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。 |