目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心特點同優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術規格詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 相對強度 vs. 波長
- 3.2 指向性圖案
- 3.3 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
- 3.4 相對強度 vs. 正向電流
- 3.5 熱性能曲線
- 4. 機械同封裝資料
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性識別
- 5. 組裝、處理同可靠性指引
- 5.1 引腳成型
- 5.2 儲存條件
- 5.3 焊接指示
- 5.4 清潔
- 5.5 熱管理
- 6. 包裝同訂購資料
- 6.1 包裝規格
- 6.2 標籤解釋
- 7. 應用備註同設計考慮
- 7.1 典型應用電路
- 7.2 設計考慮
- 8. 技術同原理介紹
- 9. 常見問題(FAQ)
- 9.1 峰值波長同主波長有咩分別?
- 9.2 我可以用3.3V電源驅動呢隻LED嗎?
- 9.3 點解儲存壽命限制喺3個月?
- 9.4 需要散熱器嗎?
1. 產品概覽
呢份文件提供一款高亮度鮮明黃綠色LED燈嘅技術規格。呢款器件採用AlGaInP晶片技術設計,封裝喺水清樹脂入面,為需要清晰、鮮明指示燈光嘅各種電子應用提供可靠性能。
1.1 核心特點同優勢
- 高亮度:呢個系列專為需要卓越發光強度嘅應用而設計。
- 環保合規:產品無鉛,符合RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準(Br <900 ppm,Cl <900 ppm,Br+Cl < 1500 ppm)。
- 包裝選項:提供編帶包裝,適用於自動化組裝流程。
- 視角選擇:提供多種視角,以適應唔同應用需求。
- 穩固設計:為可靠同長壽命操作而打造。
1.2 目標應用
呢款LED適用於一系列消費電子同電腦電子產品嘅背光同狀態指示,包括:
- 電視機
- 電腦顯示器
- 電話
- 一般電腦周邊設備
2. 技術規格詳解
2.1 絕對最大額定值
以下額定值定義咗可能對器件造成永久損壞嘅極限。所有數值均喺環境溫度(Ta)為25°C時指定。
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 連續正向電流 | IF | 25 | mA |
| 峰值正向電流(佔空比1/10 @ 1KHz) | IFP | 60 | mA |
| 反向電壓 | VR | 5 | V |
| 功耗 | Pd | 60 | mW |
| 工作溫度 | Topr | -40 至 +85 | °C |
| 儲存溫度 | Tstg | -40 至 +100 | °C |
| 焊接溫度 | Tsol | 260(持續5秒) | °C |
設計考慮:25mA嘅連續正向電流額定值係電路設計嘅關鍵參數。超過呢個數值,即使係瞬間,都會顯著縮短LED嘅壽命或導致即時故障。峰值電流額定值允許短暫脈衝,適用於多路復用顯示應用,但必須嚴格遵守佔空比同頻率。
2.2 電光特性
呢啲係喺標準測試條件下(Ta=25°C,IF=20mA,除非另有說明)測量嘅典型性能參數。
| 參數 | 符號 | Min. | Typ. | Max. | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 發光強度 | Iv | 160 | 320 | -- | mcd | IF=20mA |
| 視角(2θ1/2) | -- | -- | 10 | -- | 度 | IF=20mA |
| 峰值波長 | λp | -- | 575 | -- | nm | IF=20mA |
| 主波長 | λd | -- | 573 | -- | nm | IF=20mA |
| 頻譜帶寬 | Δλ | -- | 20 | -- | nm | IF=20mA |
| 正向電壓 | VF | 1.7 | 2.0 | 2.4 | V | IF=20mA |
| 反向電流 | IR | -- | -- | 10 | μA | VR=5V |
參數分析:
- 發光強度(典型值320 mcd):呢個數值表示一個適合日光下可見指示燈嘅明亮輸出。較大嘅最小-典型值範圍表明存在分檔過程;設計師應使用最小值進行最壞情況亮度計算。
- 視角(典型值10°):一個非常窄嘅視角。呢款LED設計用於聚焦、定向光線,而非廣域照明,使其成為面板指示燈嘅理想選擇,因為光線主要應從正面可見。
- 正向電壓(典型值2.0V):對於AlGaInP LED嚟講,呢個正向電壓相對較低,有助於降低功耗同熱負載。電路嘅限流電阻必須基於最大VF(2.4V)計算,以確保喺所有條件下電流都唔會超過絕對最大額定值。
- 波長(約573-575 nm):呢個將顏色牢牢定位喺頻譜嘅鮮明黃綠色區域,對人眼嚟講非常顯眼。
測量不確定度備註:發光強度(±10%)、主波長(±1.0nm)、正向電壓(±0.1V)。
3. 性能曲線分析
規格書提供咗幾條特性曲線,對於理解LED喺非標準條件下嘅行為至關重要。
3.1 相對強度 vs. 波長
呢條曲線顯示頻譜功率分佈。典型峰值喺575nm,頻譜帶寬(FWHM)為20nm,確認咗飽和嘅黃綠色,幾乎唔會擴散到相鄰顏色。
3.2 指向性圖案
說明光線嘅空間分佈,與10度視角相關。圖案顯示喺0°(軸上)強度高,但迅速下降,係窄光束LED嘅特徵。
3.3 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
呢個圖表對於驅動器設計至關重要。佢顯示電壓同電流之間嘅指數關係。電壓稍微超過典型值2.0V,就可能導致電流大幅增加,甚至可能造成損壞,突顯咗使用恆流驅動器或適當尺寸嘅串聯電阻嘅必要性。
3.4 相對強度 vs. 正向電流
顯示光輸出對驅動電流嘅依賴性。雖然輸出隨電流增加而增加,但並非完全線性,而且效率通常會喺較高電流時因熱量增加而下降。
3.5 熱性能曲線
相對強度 vs. 環境溫度:顯示光輸出隨環境溫度升高而降低。喺高環境溫度嘅應用中,必須考慮呢個熱降額。正向電流 vs. 環境溫度:喺恆定電壓條件下,由於二極管正向電壓嘅負溫度係數,正向電流會隨溫度變化。呢個進一步強調咗電流調節嘅必要性。
4. 機械同封裝資料
4.1 封裝尺寸
LED採用標準徑向引線封裝(通常稱為"3mm"或"T1"封裝)。圖紙中嘅關鍵尺寸備註包括:
- 所有尺寸均以毫米(mm)為單位。
- 法蘭高度必須小於1.5mm(0.059\")。
- 標準公差為±0.25mm,除非另有規定。
4.2 極性識別
較長嘅引腳通常表示陽極(正極)。應查閱規格書圖表以確認具體嘅極性標記,通常由LED透鏡上嘅平面或陰極引腳附近法蘭上嘅凹口表示。
5. 組裝、處理同可靠性指引
5.1 引腳成型
- 喺距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm嘅位置彎曲引腳。
- 進行成型之前 soldering.
- 避免對封裝施加壓力。壓力可能會導致環氧樹脂破裂或損壞內部引線鍵合。
- 喺室溫下剪斷引腳。
- 確保PCB孔與LED引腳完美對齊,以避免安裝壓力。
5.2 儲存條件
- 推薦:≤30°C 同 ≤70% 相對濕度。
- 出貨後儲存壽命:喺推薦條件下為3個月。
- 如需更長儲存(長達1年):使用帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器。
- 避免喺潮濕環境中溫度急劇變化,以防止冷凝。
5.3 焊接指示
關鍵規則:保持焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離為3mm。
| 工序 | 參數 | 限制 |
|---|---|---|
| 手工焊接 | 烙鐵頭溫度 | 最高300°C(最大30W) |
| 焊接時間 | 最多3秒 | |
| 到燈泡距離 | 最小3mm | |
| 浸焊(波峰焊) | 預熱溫度 | 最高100°C(最多60秒) |
| 焊錫槽溫度及時間 | 最高260°C,最多5秒 | |
| 到燈泡距離 | 最小3mm | |
| 冷卻 | 唔好使用快速冷卻。 |
額外焊接備註:
- 當LED仲熱嘅時候,避免對引腳施加機械壓力。
- 唔好進行超過一次嘅浸焊/手工焊接。
- 保護LED免受衝擊/振動,直到佢冷卻到室溫。
- 始終使用能夠實現可靠焊點嘅最低可能溫度。
5.4 清潔
- 如有必要,僅使用室溫下嘅異丙醇清潔,時間≤1分鐘。
- 喺室溫下風乾。
- 唔好使用超聲波清潔除非絕對必要,並且僅在經過全面預先資格測試之後,因為佢可能會損壞內部結構。
5.5 熱管理
喺應用設計階段必須考慮散熱。雖然呢個係低功耗器件,但喺高環境溫度下以或接近最大電流工作時,需要降低電流額定值以保持可靠性並防止光通量加速衰減。建議採用適當嘅PCB佈局,以從引腳散熱。
6. 包裝同訂購資料
6.1 包裝規格
LED包裝旨在防止靜電放電(ESD)同濕氣損壞:
- 初級包裝:防靜電袋。
- 次級包裝:內盒,內含多個防靜電袋。
- 三級包裝:外箱,內含多個內盒。
- 每個防靜電袋200至500件。
- 每個內盒4袋。
- 每個外箱10個內盒。
6.2 標籤解釋
包裝上嘅標籤包含以下信息,用於追溯同識別:
- CPN:客戶生產編號
- P/N:生產編號(器件零件編號)
- QTY:包裝數量
- CAT:等級(性能分檔)
- HUE:主波長
- REF:正向電壓
- LOT No:批次編號,用於追溯
7. 應用備註同設計考慮
7.1 典型應用電路
最常見嘅驅動方法係串聯電阻。電阻值(R)使用歐姆定律計算:R = (V_電源 - VF_LED) / I_LED。例子:對於5V電源,使用最大VF 2.4V同目標電流20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。 會使用標準130Ω或下一個較高值(例如150Ω)嘅電阻。電阻嘅額定功率應至少為 P = I²R = (0.02)² * 130 = 0.052W,所以標準1/8W(0.125W)電阻就足夠。
7.2 設計考慮
- 電流調節:為咗保持亮度一致,特別係喺電源電壓變化或溫度波動嘅環境中,考慮使用恆流驅動器代替簡單電阻。
- 反向電壓保護:最大反向電壓僅為5V。如果有任何反向偏置嘅可能性(例如喺交流電路或帶感性負載嘅情況下),必須並聯一個保護二極管(陰極接陽極)。
- 視角:10°視角使呢款LED成為面板安裝指示燈嘅理想選擇,因為光線應指向用戶。佢唔太適合區域照明或廣角照明。
- 密閉空間內嘅熱量:當安裝喺面板後面或密封外殼內時,LED周圍嘅環境溫度可能高於一般環境,需要進一步降低電流額定值。
8. 技術同原理介紹
呢款LED採用AlGaInP(磷化鋁鎵銦)半導體晶片。呢種材料系統對於產生可見光譜中黃色、橙色、紅色同綠色區域嘅光特別有效。當施加正向電壓時,電子同空穴喺半導體嘅有源區複合,以光子形式釋放能量。AlGaInP層嘅特定成分決定咗帶隙能量,從而決定咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下,係約573-575 nm嘅鮮明黃綠色。水清環氧樹脂透鏡用於保護晶片,將光輸出塑造成窄光束,並增強從半導體提取光線。
9. 常見問題(FAQ)
9.1 峰值波長同主波長有咩分別?
峰值波長(λp,575nm)係發射頻譜強度最大嘅波長。主波長(λd,573nm)係單色光嘅單一波長,當與標準白光光源比較時,佢匹配LED嘅感知顏色。對於像呢種黃綠色嘅飽和顏色,佢哋非常接近,但主波長對於顏色規格更相關。
9.2 我可以用3.3V電源驅動呢隻LED嗎?
可以,但你必須使用串聯限流電阻。使用典型VF 2.0V同目標20mA:R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 歐姆。為咗安全設計,始終使用最大VF(2.4V)計算:R_min = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 歐姆。一個介乎45Ω同65Ω之間嘅電阻就可以工作,較高嘅數值可以提供防止過流嘅安全邊際。
9.3 點解儲存壽命限制喺3個月?
環氧樹脂封裝材料會從大氣中吸收水分。喺隨後嘅高溫焊接過程中,呢啲被困住嘅水分會迅速膨脹,導致內部分層或破裂("爆米花效應")。3個月嘅限制假設喺受控條件下(≤30°C/70%RH)儲存。如需更長儲存,氮氣包裝選項可以去除水分同氧氣,防止降解。
9.4 需要散熱器嗎?
對於喺正常環境溫度下以或低於典型20mA嘅操作,LED本身唔需要專用散熱器。然而,良好嘅PCB熱管理始終有益於長期可靠性。引腳提供主要嘅熱路徑,因此確保佢哋焊接喺PCB上足夠嘅銅面積將有助於散熱。
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。 |