目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣光學特性
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 相對強度與波長
- 3.2 指向性圖案
- 3.3 正向電流對正向電壓 (I-V 曲線)
- 3.4 相對強度對正向電流
- 3.5 熱特性
- 4. 機械及封裝資料
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性識別
- 5. 焊接與組裝指引
- 5.1 引腳成形
- 5.2 儲存
- 5.3 焊接工藝
- 5.4 清潔
- 5.5 熱管理
- 6. 包裝及訂購資料
- 6.1 包裝規格
- 6.2 標籤說明
- 7. 應用建議與設計考量
- 7.1 典型應用電路
- 7.2 設計注意事項
- 8. 技術比較與差異化
- 9. 常見問題 (FAQs)
- 9.1 我可以將呢個LED驅動到30mA以獲得更高亮度嗎?
- 9.2 Peak Wavelength同Dominant Wavelength有咩分別?
- 9.3 為何儲存條件(3個月)如此重要?
- 9.4 我如何解讀分級代碼 (CAT, HUE, REF)?
- 10. 實用設計案例研究
- 10.1 面板安裝狀態指示燈設計
1. 產品概覽
本文件提供一款高亮度深紅色LED燈嘅技術規格,專為一般指示燈同背光應用而設計。該器件採用AlGaInP芯片技術,封裝於紅色擴散樹脂中,發出主波長約為639 nm嘅光線。其特點係具有120度廣視角,並以帶裝同捲盤形式提供,以便自動化組裝。
The product is designed to be reliable and robust, complying with relevant environmental and safety standards including RoHS, EU REACH, and halogen-free requirements (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Its primary applications include use in consumer electronics such as television sets, monitors, telephones, and computers where a clear, visible red indicator is required.
2. 技術參數
2.1 絕對最大額定值
切勿在超出此等限制的情況下操作裝置,否則可能導致永久損壞。
- Continuous Forward Current (IF): 25 mA
- Electrostatic Discharge (ESD): 2000 V (人體模型)
- 反向電壓 (VR): 5 V
- 功耗 (Pd): 60 mW
- 操作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C
- 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +100°C
- Soldering Temperature (Tsol): 最高260°C,持續5秒
2.2 電氣光學特性
所有參數均在環境溫度(Ta) 為25°C及正向電流 (IF) 為20 mA,除非另有說明。
- 發光強度 (Iv): 典型值 16 mcd (最小值 10 mcd)
- 視角 (2θ1/2): 120 度 (典型值)
- 峰值波長 (λp): 650 納米 (典型值)
- 主波長 (λd): 639 納米 (典型值)
- 光譜輻射帶寬 (Δλ): 20 納米 (典型值)
- 正向電壓 (VF): 典型值 2.0 V (最大值 2.4 V)
- 反向電流 (IR): 於 VR=5V 時最大值為 10 μA
註:發光強度嘅測量不確定度為±10%,正向電壓為±0.1V,主波長為±1.0nm。
3. 性能曲線分析
數據表包含多條特性曲線,用以說明器件在不同條件下的行為表現。這些曲線對於電路設計和熱管理至關重要。
3.1 相對強度與波長
此曲線顯示了光譜功率分佈,其中心峰值波長為650 nm,典型帶寬為20 nm,證實了深紅色的光輸出。
3.2 指向性圖案
極座標圖展示咗120度視角,顯示光強度嘅角度分佈。呢個圖案係典型嘅燈泡式LED配擴散透鏡嘅特徵。
3.3 正向電流對正向電壓 (I-V 曲線)
此圖表描繪電流與電壓之間的非線性關係。典型順向電壓在20mA電流下為2.0V。設計師必須根據此曲線使用限流電阻或恆流驅動器。
3.4 相對強度對正向電流
光輸出(相對強度)隨正向電流增加而上升,但並非完全線性。禁止在絕對最大額定值25mA以上操作,否則會縮短使用壽命。
3.5 熱特性
提供兩幅關鍵圖表:
相對強度對環境溫度:顯示光輸出隨環境溫度上升而下降。在設計高溫環境應用時必須考慮此因素。
正向電流對環境溫度:顯示當環境溫度超過25°C時,為維持在60mW功耗限制內,最大允許正向電流應如何降額。
4. 機械及封裝資料
4.1 封裝尺寸
該LED採用標準5毫米圓形封裝(常稱為T-1 3/4)。主要尺寸註記包括:
- 所有尺寸單位均為毫米。
- 凸緣(圓頂底部的邊緣)高度必須少於1.5毫米。
- 尺寸的一般公差為±0.25毫米,圖紙上另有註明者除外。
- 圖紙顯示了引腳間距、主體直徑和總高度,這些對PCB佔位設計至關重要。
4.2 極性識別
較長嘅引腳代表陽極(正極),較短嘅引腳代表陰極(負極)。此為通孔LED嘅標準慣例。陰極亦可能由塑膠透鏡邊緣嘅平面標示。
5. 焊接與組裝指引
正確處理對於確保可靠性及防止LED受損至關重要。
5.1 引腳成形
- 在距離環氧樹脂燈泡底部至少3毫米處彎曲引腳。
- 進行引腳成形 在...之前 焊接
- 彎曲時避免對封裝施加壓力。
- 請於室溫下剪斷引腳。
- 確保PCB孔位與LED引腳完全對齊,以避免安裝應力。
5.2 儲存
- 存放於≤30°C及≤70%相對濕度(RH)環境下。在此條件下,保質期為3個月。
- 如需儲存超過3個月,請使用裝有乾燥劑並充入氮氣的密封容器,最長可保存1年。
- 在潮濕環境中應避免溫度急劇變化,以防產生冷凝。
5.3 焊接工藝
一般規則保持焊點與環氧樹脂球之間最少3毫米距離。
手工焊接:
- 烙鐵頭溫度:最高300°C(適用於最高30W烙鐵)。
- 焊接時間:每引腳最多3秒。
Wave (DIP) Soldering:
- 預熱溫度:最高100°C(最多持續60秒)。
- Solder Bath Temperature & Time: Maximum 260°C for 5 seconds.
關鍵焊接注意事項:
- 喺焊接期間同埋LED仲熱辣辣嗰陣,即刻避免對引腳施加壓力。
- 唔好焊接(浸焊或手焊)多過一次。
- 喺LED冷卻到室溫之前,要保護佢免受機械衝擊或震動。
- 採用能夠形成可靠焊點嘅最低可能溫度。
- 跟從建議嘅焊接溫度曲線(預熱、層流波、冷卻)以減低熱衝擊。
5.4 清潔
- 如有需要,僅可使用室溫異丙醇清潔,時間 ≤1 分鐘。
- 於室溫下風乾。
- 請勿使用超聲波清洗。 除非絕對必要,並且必須在預先資格測試確認不會造成損壞後方可進行。
5.5 熱管理
在應用設計階段必須考慮熱管理。必須根據工作環境溫度適當降低正向電流額定值,以防止超過最高接面溫度及功率耗散額定值,從而確保長期可靠性。
6. 包裝及訂購資料
6.1 包裝規格
LED 採用防靜電放電 (ESD) 及防潮包裝,以防損壞。
- 初級包裝: 防靜電袋。
- 次要包裝: 內箱。
- 第三級包裝: 外箱。
- 包裝數量每袋裝200至500件。每個內盒裝5袋。每個外箱裝10個內盒。
6.2 標籤說明
包裝上的標籤包含以下資料:
- CPN: 客戶生產編號
- P/N: 生產編號 (零件編號)
- 數量: 包裝數量
- CAT: 光度等級/分級
- 色調: 主波長等級/分級
- REF: 順向電壓等級/分檔
- LOT No: 用於追溯的生產批號。
7. 應用建議與設計考量
7.1 典型應用電路
若使用恆定電壓源(例如5V或12V),必須配備限流電阻。電阻值(R)可根據歐姆定律計算:R = (Vsupply - VF) / IF使用典型VF 為2.0V,並在5V電源下期望IF 為20mA:R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。應選擇額定功率至少為(5V-2.0V)*0.020A = 0.06W的電阻。
7.2 設計注意事項
- 恆流驅動:必須以恆定電流驅動或串聯電阻使用。切勿直接連接至電壓源。
- 散熱設計:若需於高環境溫度下持續運作或接近最大電流,應考慮使用PCB銅箔區域作散熱。
- 光學設計:120°視角適用於廣角指示燈。若需要更聚焦的光線,或需外加透鏡。
- ESD保護:若LED可供使用者接觸,請在組裝環境及PCB上實施ESD保護措施。
8. 技術比較與差異化
此深紅色AlGaInP LED具備以下特定優勢:
- 對比標準紅色LED:深紅色波長(主波長639nm)比標準紅色LED(約625nm)更深入紅色光譜,對於需要特定光譜響應嘅應用可能更為有利。
- 對比高功率LED:這是一款低功耗指示燈(最大60mW)。其設計並非用於照明,而是用於狀態指示及背光,優先考慮較低成本及更簡單的驅動電路。
- 主要特點:結合120°寬視角、相對較低的正向電壓(約2.0V)以及符合現代環保標準(RoHS、無鹵素),使其適用於廣泛的消費電子產品。
9. 常見問題 (FAQs)
9.1 我可以將呢個LED驅動到30mA以獲得更高亮度嗎?
不可以。 連續正向電流的絕對最大額定值為 25 mA。超過此額定值將顯著縮短 LED 的使用壽命,並可能因過熱或過度應力而導致即時故障。
9.2 Peak Wavelength同Dominant Wavelength有咩分別?
峰值波長 (650nm) 係指發射光功率達到最大值時嘅波長。
主波長 (639nm) 係指人眼感知為與光源顏色相匹配嘅單一波長。佢係光度學上嘅等效值。設計師喺顏色關鍵應用中應參考主波長。
9.3 為何儲存條件(3個月)如此重要?
LED 封裝件會從大氣中吸收濕氣。如果一個含有濕氣嘅封裝件進行高溫焊接,濕氣嘅快速蒸發會導致內部層狀分離或破裂(「爆米花」現象)。3個月嘅儲存期限係基於標準工廠乾燥包裝。如需更長儲存時間,建議使用乾燥氮氣環境。
9.4 我如何解讀分級代碼 (CAT, HUE, REF)?
這些代碼指定了LED所屬的性能子組。例如,所有具有特定HUE代碼的LED,其主波長都會在一個非常窄的範圍內(例如638-640nm)。這使得在使用多個LED的應用中,能實現更緊密的顏色和亮度匹配。請查閱製造商的詳細分檔文件,以了解每個代碼對應的確切範圍。
10. 實用設計案例研究
10.1 面板安裝狀態指示燈設計
場景: 裝置上嘅電源按鈕需要一個明亮、廣角嘅紅色指示燈。可用系統電壓為3.3V。
設計步驟:
- 當前選擇: 選擇驅動電流。為獲得良好亮度及使用壽命,選擇15mA(遠低於25mA上限)。
- 電阻計算: 採用最大VF (2.4V) 以進行保守設計:R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ω。最接近的標準值為62 Ω。
- 電阻額定功率:P = (3.3V - 2.4V) * 0.015A = 0.0135W。標準 1/8W (0.125W) 電阻器已綽綽有餘。
- PCB 佈局:將限流電阻器與 LED 的陽極串聯。確保 PCB 孔距與 LED 引腳間距匹配。在陰極引腳處提供一個小的銅泊連接,以作輕微散熱。
- 機械配合: Verify the 5mm lens diameter and the required flange height (<1.5mm) fit within the panel cutout and bezel.
LED Specification Terminology
LED 技術術語完整解說
光電性能
| 術語 | 單位/表示方式 | 簡易解釋 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (流明每瓦) | 每瓦電力嘅光輸出,數值越高代表越慳電。 | 直接決定能源效益級別同電費開支。 |
| 光通量 | lm (lumens) | 光源發出嘅總光量,通常稱為「亮度」。 | 判斷光線係咪夠光。 |
| Viewing Angle | ° (度),例如:120° | 光強度降至一半時的角度,決定光束寬度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (Kelvin),例如 2700K/6500K | 光線嘅冷暖度,數值越低越偏黃/暖,越高越偏白/冷。 | 決定照明氛圍同適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物件顏色的能力,Ra≥80為良好。 | 影響顏色真實性,用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓步階,例如「5步階」 | 色彩一致性指標,步階數值越小代表色彩越一致。 | 確保同一批次LED的顏色均勻一致。 |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers),例如:620nm (red) | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅色、黃色、綠色單色LED的色調。 |
| Spectral Distribution | 波長與強度曲線 | 顯示強度隨波長的分佈。 | 影響色彩呈現同質素。 |
Electrical Parameters
| 術語 | Symbol | 簡易解釋 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | 啟動LED所需嘅最低電壓,類似「起始閾值」。 | 驅動器電壓必須≥Vf,串聯LED嘅電壓會累加。 |
| Forward Current | If | 正常LED運作嘅電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | 短時間可承受的峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | LED可承受嘅最大反向電壓,超過可能導致擊穿。 | 電路必須防止反接或電壓尖峰。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 由晶片傳熱至焊料的阻力,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強嘅散熱能力。 |
| ESD Immunity | V (HBM),例如1000V | 抵禦靜電放電嘅能力,數值越高代表越唔易受損。 | 生產時需要採取防靜電措施,尤其係對於敏感嘅LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | Key Metric | 簡易解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED晶片內部實際工作溫度。 | 每降低10°C可能令壽命倍增;過高會導致光衰、色偏。 |
| 光通量衰減 | L70 / L80 (小時) | 亮度下降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接界定LED「使用寿命」。 |
| Lumen Maintenance | %(例如:70%) | 使用一段時間後保留的亮度百分比。 | 表示長期使用下的亮度保持能力。 |
| 色偏移 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用期間嘅顏色變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| Thermal Aging | 材料降解 | 因長期高溫而導致的劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | Common Types | 簡易解釋 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, Ceramic | 外殼材料保護晶片,提供光學/熱介面。 | EMC:良好耐熱性,低成本;Ceramic:散熱更佳,壽命更長。 |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | 晶片電極排列。 | 倒裝晶片:散熱更佳,效能更高,適用於高功率。 |
| Phosphor Coating | YAG, Silicate, Nitride | 覆蓋藍色晶片,將部分轉化為黃/紅色光,混合成白光。 | 不同熒光粉會影響光效、相關色溫同顯色指數。 |
| Lens/Optics | Flat, Microlens, TIR | 控制光線分佈的表面光學結構。 | 決定視角及光分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分類內容 | 簡易解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分級 | 代碼,例如 2G、2H | 按亮度分組,每組設有最低/最高流明值。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| Voltage Bin | 代碼,例如 6W, 6X | 按正向電壓範圍分組。 | 促進司機配對,提升系統效率。 |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐标分组,确保范围紧密。 | 保证颜色一致性,避免灯具内部颜色不均匀。 |
| CCT Bin | 2700K, 3000K 等 | 按 CCT 分組,每組有相應的坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅CCT要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡易解釋 | 顯著性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通量維持測試 | 恆溫長期點亮,記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命(配合TM-21標準)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電學、熱學測試方法。 | 行業認可的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環境認證 | 確保不含任何有害物質(鉛、汞)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明設備嘅能源效益同性能認證。 | 適用於政府採購、補貼計劃,提升競爭力。 |