目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 深入技術參數分析
- 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 (IV曲線)
- 3.4 相對強度 vs. 正向電流
- 3.5 熱性能曲線
- 4. 機械及封裝資料
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性識別
- 5. 焊接及組裝指引
- 5.1 引腳成型
- 5.2 儲存
- 5.3 焊接過程
- 5.4 清潔
- 5.5 熱管理
- 5.6 ESD (靜電放電) 保護
- 6. 包裝及訂購資料
- 6.1 包裝規格
- 6.2 標籤說明
- 7. 應用建議
- 7.1 典型應用場景
- 7.2 設計考慮因素
- 8. 技術比較及差異化
- 9. 常見問題 (基於技術參數)
- 10. 實用設計及使用案例
- 11. 工作原理介紹
- 12. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件提供咗一款高亮度鮮明黃綠色LED燈嘅完整技術規格。呢款器件屬於一個專為需要卓越發光輸出同可靠性嘅應用而設計嘅系列。佢採用AlGaInP晶片技術,封裝喺綠色擴散樹脂入面,提供獨特而鮮明嘅黃綠色發光。
呢款LED嘅核心優勢包括其堅固結構、符合主要環保法規 (RoHS、REACH、無鹵素),以及提供多種包裝選項,例如適用於自動化組裝嘅帶裝同捲裝。佢專為集成到各種需要穩定、明亮指示燈光嘅消費同工業電子產品中而設計。
目標市場涵蓋顯示面板、通訊設備同計算設備嘅製造商,呢啲領域對元件可靠性同光學性能要求極高。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係建議嘅操作條件。
- 連續正向電流 (IF):25 mA。呢個係可以連續施加到LED嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流 (IFP):60 mA。呢個脈衝電流額定值 (喺1/10佔空比,1 kHz下) 允許短時間嘅更高強度,適用於多路復用或閃光效果。
- 反向電壓 (VR):5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能導致結擊穿。
- 功耗 (Pd):60 mW。封裝可以作為熱量散發嘅最大功率,計算方式為 VF * IF。
- 工作及儲存溫度:範圍由 -40°C 至 +85°C (工作) 同 -40°C 至 +100°C (儲存)。呢個寬廣範圍確保咗喺惡劣環境下嘅功能性。
- 焊接溫度 (Tsol):260°C 持續 5 秒。呢個定義咗回流焊接曲線嘅耐受度。
2.2 電光特性
呢啲參數喺標準測試條件 Ta=25°C 同 IF=20mA 下測量,提供基準性能數據。
- 發光強度 (Iv):40 (最小), 80 (典型) mcd。呢個指定咗LED對人眼嘅感知亮度。80 mcd嘅典型值表示適合指示燈應用嘅明亮輸出。
- 視角 (2θ1/2):25° (典型)。呢個窄視角將光輸出集中成更定向嘅光束,非常適合需要聚焦光點嘅應用。
- 峰值波長 (λp):575 nm (典型)。光譜發射最強嘅波長。
- 主波長 (λd):573 nm (典型)。人眼感知嘅單一波長,定義咗"鮮明黃綠色"。
- 光譜輻射帶寬 (Δλ):20 nm (典型)。發射嘅波長範圍,表明顏色相對純正。
- 正向電壓 (VF):1.7 (最小), 2.0 (典型), 2.4 (最大) V。LED喺20mA工作時嘅壓降。呢個對於電路設計同限流電阻計算至關重要。
- 反向電流 (IR):10 μA (最大) 喺 VR=5V 下。指定反向偏壓下嘅漏電流。
為關鍵參數提供咗測量不確定度:發光強度 (±10%)、主波長 (±1.0nm) 同正向電壓 (±0.1V),呢啲對於質量控制同設計餘量分析好重要。
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。呢啲對於理解標準測試點以外嘅性能至關重要。
3.1 相對強度 vs. 波長
呢條曲線顯示光譜功率分佈。峰值圍繞575 nm,典型帶寬 (FWHM) 為20 nm,確認咗黃綠色點。形狀係AlGaInP半導體材料嘅特徵。
3.2 指向性圖案
輻射圖案可視化咗25°視角。強度喺0° (軸上) 最高,並喺大約離軸±12.5°時減半,定義咗2θ1/2角度。
3.3 正向電流 vs. 正向電壓 (IV曲線)
呢個圖表顯示咗二極管電流 (I) 同電壓 (V) 之間嘅指數關係。曲線允許設計師確定20mA以外電流下嘅VF。20mA下2.0V嘅典型VF可以喺呢個圖上睇到。
3.4 相對強度 vs. 正向電流
呢條曲線證明咗光輸出 (強度) 喺工作範圍內與正向電流大致成線性關係。佢確認咗以最大連續電流 (25mA) 驅動LED將比喺20mA測試電流下產生更高亮度。
3.5 熱性能曲線
兩個關鍵圖表將性能與環境溫度 (Ta) 聯繫起來:相對強度 vs. 環境溫度:顯示發光輸出隨溫度升高而降低。呢個降額對於高溫環境下嘅應用至關重要;LED喺熱嘅時候會冇咁光。正向電流 vs. 環境溫度:說明咗對於給定電流,正向電壓 (VF) 如何隨溫度變化。通常,LED嘅VF具有負溫度係數,意味住佢會隨溫度升高而輕微下降。
4. 機械及封裝資料
4.1 封裝尺寸
機械圖提供咗PCB佔位面積設計同組裝嘅關鍵尺寸。關鍵規格包括: - 所有尺寸單位為毫米。 - 法蘭高度必須小於1.5mm (0.059\")。 - 除非另有說明,否則適用±0.25mm嘅一般公差。 圖紙詳細說明咗引腳間距、本體尺寸同建議嘅焊接焊盤圖案,確保正確嘅機械配合同熱管理。
4.2 極性識別
陰極 (負極) 引腳通常由LED透鏡上嘅平點、較短嘅引腳或封裝上嘅標記表示。安裝期間必須觀察正確極性,以防止反向偏壓損壞。
5. 焊接及組裝指引
正確處理對於可靠性至關重要。提供詳細說明:
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。
- 進行成型之前 soldering.
- 避免對封裝施加應力;應力可能導致環氧樹脂破裂或損壞晶粒。
- 喺室溫下切割引腳。
- 確保PCB孔與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% RH。喺呢啲條件下,保質期為3個月。
- 對於更長嘅儲存 (長達1年),請使用帶有氮氣同乾燥劑嘅密封容器。
- 避免喺潮濕環境中溫度急劇變化,以防止冷凝。
5.3 焊接過程
一般規則:保持焊點距離環氧樹脂燈泡至少3mm。
手工焊接:- 烙鐵頭溫度: 最高300°C (適用於最大30W烙鐵)。 - 焊接時間: 每引腳最多3秒。
波峰/浸焊:- 預熱溫度: 最高100°C (最多60秒)。 - 焊錫槽溫度及時間: 最高260°C 持續5秒。 - 提供咗建議嘅焊接曲線圖,顯示通過預熱、保溫、回流同冷卻區域嘅理想溫度 vs. 時間曲線。
關鍵注意事項:- 避免喺高溫階段對引腳施加應力。 - 唔好焊接 (浸焊或手工) 超過一次。 - 焊接後,保護LED免受衝擊/振動,直到佢冷卻到室溫。 - 避免快速冷卻過程。 - 始終使用最低有效溫度。
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。
- 除非絕對必要且經過預先認證,否則避免超聲波清潔,因為佢可能損壞LED晶粒或鍵合線。
5.5 熱管理
有效嘅熱設計對於壽命同性能維護至關重要。 - 喺應用設計階段考慮散熱。 - 根據環境溫度適當降額工作電流,參考降額曲線 (由性能圖表暗示)。 - 控制最終應用中LED周圍嘅溫度。
5.6 ESD (靜電放電) 保護
LED對靜電放電同電壓浪湧敏感,可能損壞半導體晶粒。喺所有組裝同處理過程中必須遵守標準ESD處理預防措施。使用接地工作站、腕帶同導電容器。
6. 包裝及訂購資料
6.1 包裝規格
LED經過包裝,確保運輸同處理期間嘅保護: -初級包裝:防靜電袋 (每袋最少200至500件)。 -次級包裝:5袋放入一個內箱。 -三級包裝:10個內箱裝入一個主外箱。 呢個多層包裝可防止潮濕、靜電同物理損壞。
6.2 標籤說明
包裝上嘅標籤包含可追溯性同識別嘅關鍵信息: -CPN:客戶生產編號。 -P/N:製造商生產編號 (例如,383-2SYGD/S530-E2)。 -QTY:包裝數量。 -CAT:發光強度等級/分檔。 -HUE:主波長等級/分檔。 -REF:正向電壓等級/分檔。 -LOT No:製造批次號,用於追溯。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
如規格書所列,呢款LED適用於: -電視機及顯示器:用作狀態指示燈、按鈕背光或裝飾照明。 -電話:通話狀態指示燈、訊息等待燈或鍵盤背光。 -電腦:電源指示燈、硬碟活動燈或外設上嘅裝飾點綴。 其高亮度同可靠性能使其成為消費電子產品嘅理想選擇,呢啲產品對長壽命同一致顏色好重要。
7.2 設計考慮因素
- 電流限制:始終使用串聯電阻或恆流驅動器將正向電流限制到所需值 (例如,20mA)。使用 R = (電源電壓 - VF) / IF 計算電阻值。
- 熱設計:如果喺接近最大額定值或高環境溫度下工作,請確保足夠嘅PCB銅面積或其他散熱措施。
- 25°視角提供聚焦光束。對於更寬嘅照明,考慮使用擴散透鏡或選擇具有更寬視角嘅LED。ESD保護:
- 喺敏感應用中,考慮喺LED線路上添加瞬態電壓抑制 (TVS) 二極管或其他保護。8. 技術比較及差異化
雖然呢份單一規格書冇提供與其他產品嘅直接並排比較,但可以推斷出呢款LED嘅關鍵差異化特徵: -
晶片技術:使用AlGaInP (磷化鋁鎵銦),以喺黃色、橙色同紅色光譜區域具有高效率而聞名,相比用於藍色同綠色嘅InGaN。環境合規性:完全符合RoHS、REACH同無鹵素標準 (Br900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) 對於針對具有嚴格法規嘅全球市場嘅產品係一個顯著優勢。 -<窄視角:25°角度比許多標準LED (通常為30-60°) 更窄,提供更定向嘅光輸出,適合特定指示燈應用。詳細處理指引:關於焊接、儲存同ESD嘅全面指引超越咗基本規格,表明設計重點喺可靠性同可製造性上。9. 常見問題 (基於技術參數)
Q1: 使用5V電源以20mA驅動呢款LED,我應該用幾大嘅電阻值?
A1: 使用典型VF 2.0V:R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。使用最接近嘅標準值 (例如,150Ω 或 160Ω)。始終使用最大VF (2.4V) 計算,以確保喺最壞情況下足夠嘅電流限制:R_min = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。Q2: 我可以喺最大連續電流25mA下驅動呢款LED嗎?
A2: 可以,但您必須確保適當嘅散熱。發光強度將比20mA時更高 (參見相對強度 vs. 電流曲線),但正向電壓也會略高,器件會運行得更熱。喺高環境溫度下可能需要降額。Q3: 主波長係573nm。所有單元都會係完全呢個顏色嗎?
A3: 唔係。573nm係一個典型值。存在製造公差,而且LED通常會分入HUE等級。測量不確定度為±1.0nm。為咗喺一個產品中嘅多個LED之間保持顏色一致,請指定或選擇來自相同HUE分檔嘅單元。Q4: 點解焊接距離 (距離燈泡3mm) 咁重要?
A4: 呢個可以防止焊接期間過多熱量沿引腳傳遞到環氧樹脂燈泡。過多熱量可能導致熱應力,使環氧樹脂破裂、降低內部晶粒粘接質量或使透鏡變色,從而降低光輸出。10. 實用設計及使用案例
案例: 為網絡路由器設計狀態指示燈面板
設計師需要喺一個將用於各種家庭環境嘅路由器上使用多個明亮、可靠嘅狀態LED (電源、互聯網、Wi-Fi、LAN端口)。選擇理由:選擇呢款鮮明黃綠色LED係因為其高典型強度 (80 mcd),確保即使喺光線充足嘅房間內也可見。其符合環境法規對於全球市場係強制性嘅。帶裝同捲裝嘅可用性支持大批量自動化PCB組裝。實施:LED通過主微控制器上嘅GPIO引腳同串聯電阻以18mA (略低於20mA測試點以留餘量) 驅動。PCB佈局提供連接到地平面以散熱嘅小型散熱焊盤。25°視角非常完美,因為LED安裝喺路由器前面板後面嘅細小透明孔後面,為每個狀態創造清晰、明亮嘅光點。規格書中嘅詳細焊接曲線被編程到貼片機同回流焊爐設備中,以確保高良率、可靠嘅製造過程。11. 工作原理介紹
呢款LED基於半導體p-n結中嘅電致發光原理工作。有源區由AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 層組成。當施加超過結內建電勢 (約2.0V) 嘅正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區。喺呢度,佢哋復合,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,佢直接對應於發射光嘅波長 (顏色) — 喺呢個情況下,係大約573-575 nm嘅黃綠色。綠色擴散樹脂封裝劑用於保護精細嘅半導體晶粒,將輻射圖案塑造成25°視角,並輕微擴散光線以改善觀看均勻性。
12. 技術趨勢
LED技術持續發展,一般趨勢影響緊好似呢款嘅器件: -
效率提升:持續嘅材料科學同晶片設計改進帶來更高嘅發光效率 (每電瓦更多光輸出),允許更亮嘅指示燈或更低嘅功耗。 -小型化:對更細電子設備嘅推動促使LED封裝越來越細,同時保持或改善光學性能。 -增強可靠性及壽命:封裝材料、晶粒粘接方法同熒光粉技術 (對於白光LED) 嘅改進繼續延長操作壽命同喺惡劣條件下嘅可靠性。 -智能集成:存在內置控制IC嘅LED趨勢 (例如可尋址RGB LED),不過對於好似呢款嘅簡單指示燈,重點仍然喺成本效益高、高性能嘅分立元件上。 -更嚴格嘅環境標準:符合RoHS同REACH等法規現已成為基本要求。呢份規格書中強調嘅無鹵素規格係消除電子供應鏈中有害物質趨勢嘅一部分。Compliance with regulations like RoHS and REACH is now a baseline requirement. The halogen-free specification highlighted in this datasheet is part of this trend towards eliminating hazardous substances from the electronics supply chain.
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。 |