目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 目標應用
- 2. 技術參數:深入客觀解讀
- 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 順向電流 vs. 順向電壓 (IV曲線)
- 3.4 相對強度 vs. 順向電流
- 3.5 熱特性
- 4. 機械同封裝資料
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性識別
- 5. 焊接同組裝指引
- 5.1 引腳成型
- 5.2 儲存
- 5.3 焊接製程
- 5.4 清潔
- 6. 熱管理同可靠性
- 7. 靜電放電 (ESD) 保護
- 8. 包裝同訂購資料
- 8.1 包裝規格
- 8.2 標籤解釋
- 9. 應用建議同設計考慮
- 9.1 電路設計
- 9.2 PCB佈局
- 9.3 光學設計
- 10. 技術比較同差異化
- 11. 常見問題 (基於技術參數)
- 12. 實際應用例子
- 13. 工作原理簡介
- 14. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
呢份文件提供咗 333-2SYGC/S530-E2 LED燈嘅完整技術規格。呢個元件係一款表面貼裝器件 (SMD),專為需要高亮度同可靠性能嘅緊湊型應用而設計。LED發出鮮明嘅黃綠色光,係透過封裝喺透明樹脂入面嘅 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體晶片實現嘅。呢種組合提供咗出色嘅發光強度同顏色純度。
呢個系列嘅特點係結構堅固、符合無鉛 (Pb-free) 要求,同埋遵守 RoHS (有害物質限制) 指令,適合現代電子製造。佢以帶狀包裝提供,支援自動化組裝製程,適合大批量生產。
1.1 目標應用
呢款LED燈嘅主要應用領域包括消費同工業電子產品嘅背光同狀態指示。典型用例有:
- 電視機 (TV)
- 電腦顯示器
- 電話
- 桌上型同手提電腦
佢嘅設計令佢適合指示功能,同埋需要清晰黃綠色信號嘅區域照明。
2. 技術參數:深入客觀解讀
呢部分詳細分析規格書中定義嘅關鍵電氣、光學同熱參數。理解呢啲數值對於正確設計電路同確保長期可靠性至關重要。
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係正常操作條件。
- 連續順向電流 (IF):25 mA。呢個係可以連續施加而唔會降低LED性能或壽命嘅最大直流電流。
- 峰值順向電流 (IFP):60 mA。呢個額定值適用於佔空比為 1/10、頻率為 1 kHz 嘅脈衝操作。佢允許短時間內有更高電流,對於多工或實現更高瞬時亮度好有用。
- 反向電壓 (VR):5 V。反向施加超過呢個電壓會導致接面擊穿。
- 功耗 (Pd):60 mW。呢個係封裝喺環境溫度 (Ta) 為 25°C 時可以作為熱量散發嘅最大功率。喺呢個限制以上操作需要謹慎嘅熱管理。
- 操作同儲存溫度:器件可以喺 -40°C 至 +85°C 嘅環境下工作,並可以喺 -40°C 至 +100°C 嘅環境下儲存。
- 焊接溫度 (Tsol):引腳可以承受 260°C 持續 5 秒,兼容標準無鉛回流焊接製程。
2.2 電光特性
呢啲參數喺標準測試條件下 (Ta=25°C, IF=20mA) 量度,代表器件嘅典型性能。
- 發光強度 (Iv):400 mcd (最小), 800 mcd (典型)。呢個指定咗喺特定方向發出嘅可見光量。高典型值表示亮度輸出適合好多指示應用。
- 視角 (2θ1/2):10° (典型)。呢個窄視角表示光束具有高度指向性,將發光強度集中喺一個細小嘅圓錐內。呢個對於需要精確導向光線嘅應用係理想嘅。
- 峰值同主波長 (λp, λd):分別約為 575 nm 同 573 nm。呢個將發出嘅顏色牢牢定位喺可見光譜嘅黃綠色區域。峰值同主波長嘅數值接近表示顏色飽和度良好。
- 光譜輻射帶寬 (Δλ):20 nm (典型)。呢個定義咗發出光線喺其最大強度一半時嘅光譜寬度 (半高全寬 - FWHM)。20 nm 嘅數值對於單色LED係典型嘅。
- 順向電壓 (VF):2.0 V (典型), 2.4 V (最大) @ 20mA。呢個係LED工作時嘅壓降。對於設計限流電路至關重要。規格書註明呢個參數嘅量度不確定度為 ±0.1V。
- 反向電流 (IR):10 μA (最大) @ VR=5V。呢個係LED反向偏置時嘅漏電流。
3. 性能曲線分析
規格書包含幾條特性曲線,說明LED性能點樣隨唔同操作條件而變化。呢啲圖表對於理解單點規格以外嘅行為係必不可少嘅。
3.1 相對強度 vs. 波長
呢條曲線顯示咗發出光線嘅光譜功率分佈。佢會喺大約 575 nm (黃綠色) 處達到峰值,典型 FWHM 為 20 nm,證實咗輸出嘅單色性質。
3.2 指向性圖案
呢個極座標圖可視化咗 10° 視角,顯示發光強度點樣隨觀察角度偏離中心軸 (0°) 而急劇下降。
3.3 順向電流 vs. 順向電壓 (IV曲線)
呢個圖描述咗半導體二極管嘅電流 (I) 同電壓 (V) 之間嘅指數關係。對於設計師嚟講,佢強調順向電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化,突顯咗使用恆流驅動器或計算精確嘅限流電阻嘅重要性。
3.4 相對強度 vs. 順向電流
呢條曲線顯示光輸出 (強度) 隨順向電流增加而增加,但關係唔係完全線性,特別係喺較高電流時。佢亦暗示效率 (每瓦流明) 喺極高電流時可能會下降。
3.5 熱特性
以下曲線相對強度 vs. 環境溫度同埋順向電流 vs. 環境溫度對於熱管理至關重要。通常,LED嘅發光輸出會隨接面溫度上升而下降。此外,對於固定嘅驅動電壓,由於二極管順向電壓嘅負溫度係數,順向電流會隨溫度升高而增加。如果管理不當,呢個可能會導致熱失控,令恆流驅動變得更加重要。
4. 機械同封裝資料
4.1 封裝尺寸
LED以標準燈式SMD封裝提供。尺寸圖指定咗所有關鍵尺寸,包括本體長度、寬度、高度、引腳間距同法蘭細節。圖中嘅關鍵註釋包括:
- 所有尺寸單位為毫米 (mm)。
- 法蘭嘅高度必須小於 1.5mm。
- 未指定尺寸嘅一般公差為 ±0.25mm。
呢啲尺寸對於PCB焊盤設計至關重要,確保正確安裝同焊接。
4.2 極性識別
陰極 (負極) 引腳通常由透鏡上嘅平面、封裝上嘅凹口或較短嘅引腳表示。規格書嘅尺寸圖應該清楚標記陰極。組裝期間必須遵守正確極性以防止損壞。
5. 焊接同組裝指引
正確處理對於保持LED嘅完整性同性能至關重要。
5.1 引腳成型
- 彎曲必須喺距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 嘅位置進行。
- 成型引腳喺 soldering.
- 焊接之前進行。彎曲期間避免對封裝施加應力。
- 喺室溫下剪裁引腳。
- 確保PCB孔同LED引腳完美對齊,以避免安裝應力。
5.2 儲存
- 儲存於 ≤30°C 同 ≤70% 相對濕度 (RH)。
- 喺呢啲條件下,出貨後嘅保質期為 3 個月。
- 如需更長儲存時間 (長達 1 年),請使用帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器。
- 避免喺潮濕環境中快速溫度變化以防止凝結。
5.3 焊接製程
保持焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離為 3mm。
手工焊接:
- 烙鐵頭溫度:最高 300°C (適用於最大 30W 烙鐵)。
- 每個引腳焊接時間:最多 3 秒。
波峰焊或浸焊:
- 預熱溫度:最高 100°C (最多 60 秒)。
- 焊錫槽溫度:最高 260°C。
- 焊接時間:最多 5 秒。
一般焊接注意事項:
- 避免喺高溫下對引腳施加應力。
- 唔好焊接 (浸焊/手工焊) 超過一次。
- 喺LED冷卻到室溫之前,保護佢免受機械衝擊。
- 避免從峰值溫度快速冷卻。
- 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,僅使用異丙醇喺室溫下清潔 ≤1 分鐘。
- 喺室溫下風乾。
- 唔好使用超聲波清潔除非絕對必要,並且僅在經過徹底嘅預先資格測試之後,因為佢可能會損壞內部結構。
6. 熱管理同可靠性
有效嘅散熱對於LED性能同壽命至關重要。
- 必須喺初始應用設計階段考慮熱管理。
- 應根據環境溫度適當降低操作電流,參考規格中提供嘅任何降額曲線。
- 必須控制最終應用中LED周圍嘅溫度。過熱會降低光輸出 (流明衰減),並可能顯著縮短器件嘅工作壽命。
7. 靜電放電 (ESD) 保護
同大多數半導體器件一樣,呢款LED對靜電放電 (ESD) 敏感。規格書強調咗ESD預防措施嘅重要性。喺生產、組裝同處理嘅所有階段都必須遵循標準ESD處理程序:
- 使用接地工作站同腕帶。
- 使用防靜電包裝儲存同運輸元件 (如包裝規格所示)。
- 避免接觸可能產生靜電荷嘅絕緣材料。
8. 包裝同訂購資料
8.1 包裝規格
LED嘅包裝確保免受濕氣同靜電放電影響:
- 初級包裝:至少 200 至 500 件放入一個防靜電袋中。
- 次級包裝:五個袋放入一個內箱中。
- 三級包裝:十個內箱裝入一個主 (外) 箱中。
8.2 標籤解釋
包裝上嘅標籤包含用於追溯同識別嘅關鍵信息:
- CPN:客戶部件編號
- P/N:製造商部件編號 (例如,333-2SYGC/S530-E2)
- QTY:袋/箱中嘅件數
- CAT / Ranks:可能表示性能分級 (例如,發光強度等級)。
- HUE:主波長值。
- REF:參考代碼。
- LOT No:製造批次編號,用於追溯。
9. 應用建議同設計考慮
9.1 電路設計
始終使用恆流源或串聯限流電阻嘅電壓源驅動LED。使用典型順向電壓 (2.0V) 同所需操作電流 (例如,20mA) 計算電阻值,並考慮電源電壓:R = (V_電源 - Vf_LED) / I_LED。選擇具有足夠額定功率嘅電阻。
9.2 PCB佈局
根據封裝尺寸精確設計PCB焊盤。如果喺高電流或高環境溫度下操作,確保LED陰極/陽極焊盤周圍有足夠嘅銅面積或散熱通孔以幫助散熱。
9.3 光學設計
10° 窄視角令呢款LED適合需要聚焦光束或光線不應溢出到相鄰區域嘅應用。對於更寬嘅照明,則需要二次光學元件 (例如,透鏡或擴散片)。
10. 技術比較同差異化
雖然直接比較需要特定競爭對手數據,但根據其規格書,呢款LED嘅關鍵差異化特徵包括:
- 高亮度:800 mcd 嘅典型發光強度對於標準燈式封裝嚟講係相當顯著嘅。
- 窄視角:10° 光束具有高度指向性,根據應用,呢個可以係優勢亦可以係限制。
- AlGaInP 晶片技術:呢種材料系統以喺黃色、橙色同紅色光譜區域嘅高效率而聞名,為黃綠色提供良好性能。
- 堅固封裝同指引:詳細嘅處理同焊接說明支援可靠嘅製造。
11. 常見問題 (基於技術參數)
Q1: 我可以喺最大連續電流 25mA 下驅動呢款LED嗎?
A1: 可以,但你必須確保出色嘅熱管理。如果喺較低電流下操作,例如測試條件 20mA,LED嘅壽命同光輸出穩定性會更好。如果有嘅話,請始終參考任何壽命或降額曲線。
Q2: 點解視角咁窄 (10°)?
A2: 窄視角係封裝透鏡設計同晶片放置嘅結果。佢將光線集中成緊密光束,最大化正面強度 (坎德拉)。呢個對於用戶正面觀看LED嘅面板指示器係理想嘅。
Q3: "透明" 樹脂係咩意思?
A3: 意思係封裝環氧樹脂係透明無色嘅。咁樣可以讓AlGaInP晶片嘅真實顏色 (黃綠色) 發出,而唔受封裝本身任何色調或擴散影響。
Q4: 引腳彎曲同焊接嘅 3mm 距離有幾關鍵?
A4: 非常關鍵。喺更靠近環氧樹脂燈泡嘅位置彎曲或焊接會將機械同熱應力直接傳遞到內部敏感嘅半導體晶粒同鍵合線,可能導致即時故障或潛在可靠性問題。
12. 實際應用例子
場景:為網絡路由器設計狀態指示燈。
LED需要從設備正面清晰可見。有一個 5V 電源軌可用。
- 選擇:選擇 333-2SYGC/S530-E2 係因為其高亮度同鮮明顏色。
- 電路計算:目標電流 = 20mA。使用典型 Vf = 2.0V。電阻 R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。最接近嘅標準值係 150Ω。電阻中嘅功耗:P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W。一個標準 1/8W (0.125W) 電阻就足夠。
- PCB設計:根據尺寸圖精確創建焊盤。LED放置喺路由器前面板嘅一個小孔後面。窄 10° 視角確保光線直接通過孔口射出,損耗最小。
- 組裝:使用帶狀包裝放置元件。PCB經過回流焊接製程,遵守 260°C 持續 5 秒嘅製程曲線。
13. 工作原理簡介
呢款LED基於半導體 p-n 接面中嘅電致發光原理工作。有源區由 AlGaInP 組成。當施加順向電壓時,來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅電洞被注入到有源區。當呢啲電荷載子復合時,佢哋以光子 (光) 嘅形式釋放能量。AlGaInP 合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,進而定義咗發出光嘅波長 (顏色) — 喺呢個情況下係黃綠色 (~573-575 nm)。透明環氧樹脂封裝住晶片,提供機械保護,塑造光輸出光束 (透鏡效應),並增強從半導體材料中提取光線。
14. 技術趨勢同背景
基於 AlGaInP 嘅LED代表咗一種成熟且高效嘅技術,適用於琥珀色到紅色嘅顏色範圍,包括黃綠色。為呢類元件提供背景嘅更廣泛LED行業關鍵趨勢包括:
- 效率提升:持續嘅材料同封裝研究繼續將發光效率 (每瓦流明) 推向更高。
- 小型化:雖然呢個係標準封裝,但行業趨勢係朝向更細小嘅晶片級封裝 (CSP) 以用於高密度應用。
- 智能集成:未來可能會見到更多LED與驅動器、控制器或傳感器集成到單一模組中。
- 可靠性重點:隨著LED用於更多關鍵應用 (汽車、工業),規格書同標準更加強調長期可靠性數據 (LM-80 測試、壽命預測)。
呢款特定嘅LED,憑藉其明確嘅規格同堅固嘅構造指引,係傳統指示同背光角色嘅可靠解決方案,其中經過驗證嘅性能同成本效益係關鍵考慮因素。
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。 |