目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心功能同優點
- 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
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 光譜同空間分佈
- 3.2 電氣同熱力關係
- 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 焊接過程
- 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 標籤說明
- 7. 應用建議同設計考慮
- 7.1 電路設計
- 7.2 PCB佈局
- 7.3 陣列中嘅熱管理
- 8. 技術比較同區分
- 9. 常見問題(基於技術參數)
- 9.1 我可唔可以連續用25mA驅動呢個LED?
- 9.2 點解視角只有30度?
- 9.3 我應該點樣理解規格書中嘅典型值?
- 9.4 需唔需要散熱器?
- 10. 實際使用案例
- 11. 工作原理
- 12. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款5mm圓形、通孔、深紅色LED燈嘅技術規格。呢個器件採用AlGaInP晶片技術設計,封裝喺紅色散射樹脂入面,以產生高亮度嘅深紅色光輸出。佢係一個堅固可靠嘅組件,適合用於消費電子產品中嘅各種指示燈同背光應用。
1.1 核心功能同優點
- 高亮度:專為需要更高光度強度嘅應用而設計。
- 視角選項:提供多種視角,以適應唔同嘅應用需求。
- 包裝:提供帶裝同捲裝,適用於自動化組裝流程。
- 環保合規:產品不含鉛,並符合RoHS標準。
- 可靠性:設計可靠堅固,適合長期運作。
1.2 目標應用
呢個LED主要用於各種電子設備中作為指示燈或背光源,包括但不限於:
- 電視機
- 電腦顯示器
- 電話
- 個人電腦同周邊設備
2. 技術參數分析
呢個部分根據絕對最大額定值同電光特性表格,對器件嘅關鍵電氣、光學同熱力參數提供詳細、客觀嘅解讀。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能對器件造成永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下或超出呢啲條件運作並唔保證。
- 連續正向電流 (IF):25 mA。呢個係可以連續施加喺LED上嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流 (IFP):60 mA。呢個較高電流只允許喺脈衝條件下(佔空比 1/10 @ 1 kHz)使用,適用於多工或實現短暫嘅更高亮度。
- 反向電壓 (VR):5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓會導致接面擊穿。
- 功耗 (Pd):60 mW。封裝可以散發嘅最大功率,計算公式為 VF* IF.
- 。工作同儲存溫度:
- -40°C 至 +85°C(工作),-40°C 至 +100°C(儲存)。呢啲寬廣範圍表明適合工業同汽車環境。焊接溫度:
260°C 持續 5 秒。呢個定義咗回流焊或手焊嘅熱曲線耐受度。
2.2 電光特性
- 呢啲係喺標準測試條件(25°C,正向電流 20 mA)下測量嘅典型性能參數。v光度強度 (I):
- 100 mcd(最小),160 mcd(典型)。呢個量化咗深紅色光嘅感知亮度。測量不確定度為 ±10%。視角 (2θ1/2):
- 30°(典型)。呢個窄視角係非散射或輕微散射透鏡嘅特徵,產生更聚焦嘅光束。p峰值波長 (λ):
- 650 nm(典型)。光輸出功率最大時嘅波長。d主波長 (λ):
- 639 nm(典型)。人眼感知嘅單一波長,定義顏色。不確定度為 ±1.0 nm。F正向電壓 (V):F2.0 V(典型),2.4 V(最大),喺 I
- =20mA 時。呢個低電壓係AlGaInP紅色LED嘅典型特徵。測量不確定度為 ±0.1V。R反向電流 (I):R10 µA(最大),喺 V
=5V 時。呢個指定咗關閉狀態下嘅最大漏電流。
3. 性能曲線分析
典型特性曲線提供咗器件喺唔同條件下行為嘅視覺洞察,對於電路設計同熱管理至關重要。
3.1 光譜同空間分佈相對強度 vs. 波長曲線顯示出一個窄光譜帶寬(Δλ ~20 nm),中心喺650 nm附近,確認咗深紅色嘅色彩純度。指向性曲線視覺化咗30°視角,顯示光強度嘅角度分佈。3.2 電氣同熱力關係正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線):
呢條指數曲線係設計限流電路嘅基礎。喺20mA時典型 V
- 為2.0V,作為串聯電阻計算嘅設計點:R = (V電源F- V) / I。F相對強度 vs. 正向電流:F.
- 呢條曲線表明,喺正常工作範圍內,光輸出與電流大致成線性關係,允許通過電流控制進行簡單嘅亮度調光。相對強度 vs. 環境溫度:
- 顯示光度輸出隨接面溫度升高而下降。喺高溫環境或高功率設計中必須考慮呢種熱降額。正向電流 vs. 環境溫度:
- 雖然唔係直接額定值,但呢條曲線結合降額要求,表明喺環境溫度升高時需要降低工作電流,以保持可靠性並防止流明衰減加速。4. 機械同封裝資料
4.1 封裝尺寸
器件係一個標準5mm圓形LED,帶有紅色散射透鏡。關鍵尺寸註記包括:
所有尺寸單位為毫米。
- 引腳間距為0.1英寸(2.54mm)網格,兼容標準原型板。
- 法蘭(圓頂底部嘅邊緣)高度必須小於1.5mm,以確保喺PCB上正確就位。
- 除非另有說明,尺寸嘅一般公差為 ±0.25mm。
- 4.2 極性識別
陰極通常通過LED封裝邊緣嘅平坦位同/或較短嘅引腳來識別。安裝時必須注意正確極性。
5. 焊接同組裝指引
正確處理對於保持器件完整性同性能至關重要。
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。
- 喺焊接前進行成型。
- 避免對封裝施加壓力。PCB孔位唔對齊導致引腳受力會降低環氧樹脂同LED性能。喺室溫下剪腳。 soldering.
- 5.2 儲存
- 儲存溫度 ≤30°C,相對濕度 ≤70%。喺呢啲條件下,保存期限為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轉變,以防凝結。
- 5.3 焊接過程
- 關鍵規則:
保持焊點距離環氧樹脂燈泡至少3mm。
手焊:烙鐵頭溫度 ≤300°C(適用於最大30W烙鐵),焊接時間 ≤3 秒。
- 波峰焊或浸焊:預熱 ≤100°C(最長60秒),焊錫槽溫度 ≤260°C,持續 ≤5 秒。
- 喺高溫階段避免對引腳施加壓力。唔好焊接超過一次(單次焊接)。
- 焊接後讓LED逐漸冷卻至室溫;避免快速冷卻。
- 5.4 清潔
- 如有需要,只可使用異丙醇喺室溫下清潔 ≤1 分鐘。
避免超聲波清潔。如果絕對需要,必須進行廣泛嘅預先評估,以確保唔會造成損壞。
- 5.5 熱管理
- 適當嘅熱設計至關重要。工作電流必須根據降額曲線所示,喺較高環境溫度下適當降額。散熱不足會導致光輸出減少、色偏同壽命縮短。
6. 包裝同訂購資料
6.1 包裝規格
器件包裝用於防止靜電放電(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。
- 包裝數量:每袋最少200-500件。每內盒5袋。每外箱10個內盒。
- 6.2 標籤說明包裝上嘅標籤可能包含用於追蹤同規格嘅代碼:
CPN:
客戶部件編號。
- P/N:製造商部件編號(例如,333-2SDRD/S530-A3)。
- QTY:包含數量。
- CAT / Ranks:可能表示性能分級(例如,光度強度等級)。
- HUE:主波長代碼。
- LOT No:可追溯嘅生產批次號。
- 7. 應用建議同設計考慮7.1 電路設計
務必使用串聯限流電阻。根據典型 V
(2.0V) 計算,但要確保電路能夠承受最大 V
(2.4V) 而唔超過所需電流。例如,使用5V電源,目標 IF為20mA:R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω。檢查喺最大 VF時嘅電流:I = (5V - 2.4V) / 150 Ω ≈ 17.3 mA,係安全嘅。F7.2 PCB佈局F確保孔位準確對齊2.54mm引腳間距。為LED主體周圍提供足夠空間,以保持3mm最小焊點距離。對於從多角度觀看嘅指示燈,喺組件上定位LED時要考慮30°視角。
7.3 陣列中嘅熱管理
當喺近距離或高驅動電流下使用多個LED時,要考慮集體發熱。提供足夠間距、通風,或考慮使用較低驅動電流來管理接面溫度,保持亮度一致同壽命。
8. 技術比較同區分
呢款基於AlGaInP技術嘅深紅色LED具有關鍵優勢:
對比舊款GaAsP紅色LED:
相同電流下,光度效率同亮度輸出顯著更高。
- 對比廣角散射LED:30°視角提供更定向嘅光束,非常適合面板指示燈,主要從正面可見光線,減少雜散光。
- 對比標準紅色(~630nm):更深嘅紅色(639-650nm)可能更適合特定美學要求、傳感器應用,或需要同橙紅色區分嘅場合。
- 9. 常見問題(基於技術參數)9.1 我可唔可以連續用25mA驅動呢個LED?
可以,25mA係絕對最大連續正向電流。然而,為咗最佳壽命同可靠性,標準做法係喺最大額定值以下運作。建議使用典型測試電流20mA驅動。
9.2 點解視角只有30度?
30°視角係呢款特定LED嘅設計特徵,通過透鏡形狀同樹脂散射程度實現。適合需要更聚焦光束而非廣域照明嘅應用。
9.3 我應該點樣理解規格書中嘅典型值?
典型值代表產品喺指定條件下嘅預期平均性能。個別器件可能喺提供嘅最小/最大範圍內變化。始終設計電路,使其能夠喺最壞情況參數組合(例如,最小 V
配合最大電流限制)下正常運作。
9.4 需唔需要散熱器?F對於喺典型環境條件(
85°C)下以20mA運作,由於功耗低(~40mW),單個LED通常唔需要專用散熱器。然而,喺陣列、高環境溫度或接近最大電流運作時,通過PCB銅面積進行熱管理就變得重要。
10. 實際使用案例<場景:為設備設計電源指示燈。
要求:
一個明亮、深紅色嘅指示燈,從面板正面可見。
- 組件選擇:選擇呢個LED,因為佢具有高典型強度(160mcd)同聚焦30°視角。
- 電路設計:設備由3.3V電源軌供電。計算串聯電阻:R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω。選擇最接近嘅標準值68 Ω,結果 I
- ≈ (3.3V-2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA。PCB實現:F使用2.54mm間距嘅焊盤。將LED放置喺前面板上,透鏡穿過一個5.2mm孔。放置焊盤時確保遵守距離LED主體3mm嘅規則。
- 組裝:使用設定為280°C嘅溫控烙鐵手焊LED,焊點喺3秒內完成,遠離燈泡。
- 11. 工作原理呢個係一個半導體發光二極管。當施加超過接面內建電位嘅正向電壓時,電子同電洞分別從n型同p型材料注入有源區。喺AlGaInP(磷化鋁鎵銦)晶片中,呢啲電荷載子復合,以光子形式釋放能量。AlGaInP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,直接對應發射嘅深紅色光波長(~650 nm)。紅色散射環氧樹脂封裝晶片,提供機械保護,塑造光輸出(30°視角),並散射光線以產生均勻外觀。
12. 技術趨勢
雖然呢款通孔5mm LED代表咗一種成熟且廣泛使用嘅封裝技術,但更廣泛嘅LED行業趨勢繼續集中於:
效率提升:
持續嘅材料科學改進旨在從AlGaInP同其他半導體材料中產生每瓦更多流明(更高光效)。
- 表面貼裝器件(SMD)主導:對於自動化、大批量組裝,由於尺寸更小同組裝成本更低,SMD封裝(如0603、0805、1206同專用LED封裝)喺新設計中已很大程度上取代咗通孔LED。
- 顏色一致性同分級:製造工藝不斷進步,允許更嚴格嘅波長(顏色)同光度強度分級(分組),使設計師能夠獲得更可預測嘅性能。
- 可靠性同壽命:研究重點在於改善流明維持率(抵抗光輸出隨時間衰減)同壽命,特別係喺高溫同高電流運作條件下。
- 5mm通孔LED由於其簡單性、堅固性同廣泛可用性,仍然係原型製作、愛好者項目、教育目的以及預期手動組裝或更換嘅應用中嘅主要選擇。Research focuses on improving lumen maintenance (resistance to light output decay over time) and longevity, especially under high-temperature and high-current operating conditions.
The 5mm through-hole LED remains a staple for prototyping, hobbyist projects, educational purposes, and applications where manual assembly or replacement is anticipated, supported by its simplicity, robustness, and widespread availability.
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。 |