目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款細小、表面貼裝嘅雙色LED燈嘅規格。呢個元件專為自動化印刷電路板(PCB)組裝流程而設計,適合空間係關鍵限制嘅應用。佢將兩個唔同嘅LED晶片整合喺單一封裝內,可以喺極細嘅空間內實現多狀態指示或混色功能。
1.1 核心功能同目標市場
呢個元件嘅主要優點包括符合RoHS指令、採用高亮度AlInGaP半導體技術,以及封裝兼容標準嘅帶裝同捲盤格式,方便大批量組裝。佢嘅設計兼容紅外線(IR)迴流焊接流程。目標應用涵蓋廣泛嘅消費同工業電子產品,包括但不限於通訊設備(例如手機)、便攜式運算裝置(例如筆記簿電腦)、網絡硬件、家用電器、室內標誌、鍵盤背光同狀態指示功能。
2. 技術參數:深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
喺呢啲限制以外操作可能會導致永久損壞。關鍵額定值包括每個顏色晶片最大功耗75 mW、連續直流正向電流30 mA,以及脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)嘅峰值正向電流80 mA。最大允許反向電壓係5 V。器件嘅工作溫度範圍額定為-30°C至+85°C,儲存溫度範圍為-40°C至+85°C。
2.2 電光特性
喺標準測試電流20 mA同環境溫度25°C下測量,綠色同黃色晶片嘅典型正向電壓(Vf)都係2.0 V,指定範圍由1.5 V(最小)到2.4 V(最大)。發光強度(Iv)係一個關鍵性能指標。對於綠色晶片,典型值係35.0 mcd(毫坎德拉),最小值為18.0 mcd。黃色晶片嘅典型輸出較高,為75.0 mcd,最小值為28.0 mcd。視角(2θ1/2),定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角,通常為130度,表示一個寬廣嘅視角模式。主波長(λd)定義咗感知嘅顏色。對於綠色,通常中心喺571 nm(範圍564-578 nm);對於黃色,則喺589 nm(範圍582-596 nm)。光譜線半寬(Δλ)對於兩種顏色通常都係15.0 nm。
3. 分級系統說明
產品根據性能等級進行分類,以確保應用中嘅一致性。主要使用兩個分級參數:發光強度(Iv)同主波長(色調)。
3.1 發光強度分級
綠色LED提供強度等級M(18.0-28.0 mcd)、N(28.0-45.0 mcd)同P(45.0-71.0 mcd)。黃色LED提供等級N(28.0-45.0 mcd)、P(45.0-71.0 mcd)、Q(71.0-112.0 mcd)同R(112.0-180.0 mcd)。每個等級內有+/-15%嘅公差。
3.2 色調(波長)分級
對於綠色LED,主波長分為C級(567.5-570.5 nm)、D級(570.5-573.5 nm)同E級(573.5-576.5 nm),每個等級公差為+/-1 nm。呢種精確控制確保咗跨生產批次嘅顏色一致性,對於需要統一外觀嘅應用至關重要。
4. 性能曲線分析
雖然源文件參考咗特定圖形數據(例如圖1用於光譜發射,圖5用於視角),但呢類器件嘅典型曲線說明咗重要嘅關係。正向電流與正向電壓(I-V)曲線顯示出二極管特有嘅指數關係。發光強度與正向電流曲線通常顯示光輸出隨電流近乎線性增加,直到某一點後效率可能會下降。光譜分佈曲線會顯示每個單色晶片嘅單一峰值,半寬定義咗顏色純度。理解呢啲曲線對於電路設計至關重要,特別係要以最佳效率驅動LED同預測唔同工作條件下嘅光輸出。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸同引腳分配
器件採用標準SMD封裝。關鍵尺寸包括主體長度約3.2 mm,寬度約2.8 mm,典型高度為1.9 mm。公差通常為±0.1 mm。封裝使用透明透鏡。引腳分配如下:引腳1同3分配畀綠色AlInGaP晶片,而引腳2同4分配畀黃色AlInGaP晶片。呢種配置允許獨立控制每種顏色。
5.2 推薦PCB焊接焊盤佈局
提供推薦嘅焊盤圖案(封裝佔位),以確保可靠焊接同正確嘅機械對齊。呢個圖案通常包括比器件端子稍大嘅焊盤,以促進良好嘅焊錫圓角形成,呢點對於接頭強度同散熱至關重要。
6. 焊接同組裝指引
6.1 紅外線迴流焊接參數
對於無鉛組裝流程,建議使用特定嘅迴流曲線。峰值本體溫度唔應該超過260°C,高於260°C嘅時間應該限制喺最多10秒。建議預熱階段達到200°C。應根據特定PCB設計、焊膏同使用嘅爐具來確定曲線。器件喺呢啲條件下最多可承受兩次迴流焊接循環。
6.2 手動焊接
如果需要用烙鐵進行手動焊接,烙鐵頭溫度應控制在最高300°C,每個引腳嘅焊接時間唔應該超過3秒。手動焊接只應進行一次。
6.3 儲存同處理
LED對濕度敏感(MSL 3級)。當儲存喺原裝密封防潮袋連乾燥劑時,應保持喺≤30°C同≤90%相對濕度,並喺一年內使用。一旦打開袋子,元件應儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度嘅環境中。建議喺打開袋子後一星期內完成紅外線迴流焊接流程。對於喺原包裝外儲存超過一星期嘅元件,焊接前需要進行烘烤程序(例如60°C至少20小時),以去除吸收嘅水分,防止迴流焊接期間出現爆米花損壞。
6.4 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定嘅溶劑。將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。未指定嘅化學品可能會損壞封裝材料。
7. 包裝同訂購信息
元件根據EIA-481標準,以8毫米寬嘅凸紋載帶供應,捲喺直徑7英寸(178毫米)嘅捲盤上。每捲包含3000件。載帶使用蓋帶密封元件袋。對於少於一整捲嘅數量,剩餘批次嘅最小包裝數量為500件。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款雙色LED非常適合多狀態指示。例如,喺網絡路由器中,綠色晶片可以指示電源開啟/運作正常,而黃色晶片可以指示數據活動或系統警報。喺消費電子產品中,佢可以用作充電/狀態組合指示燈。佢嘅細小尺寸使其適合用於手持設備上嘅微型鍵盤或圖標背光。
8.2 設計考慮事項
限流:務必為每個LED晶片使用串聯限流電阻。電阻值可以使用歐姆定律計算:R = (供電電壓 - LED正向電壓) / 所需電流。使用典型正向電壓2.0V、所需電流20 mA同5V供電,R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。
熱管理:雖然功耗較低,但確保PCB上散熱焊盤(如有)或引腳周圍有足夠嘅銅有助於散熱,特別係喺高環境溫度環境中,可以保持LED嘅壽命同穩定嘅光輸出。
靜電放電保護:器件對靜電放電(ESD)敏感。喺處理同組裝過程中必須採用適當嘅ESD控制措施(防靜電手帶、接地工作站、導電海綿)。
9. 技術比較同區分
同單色SMD LED相比,呢款器件通過將兩種功能結合喺一個封裝中來節省空間,減少PCB佔用面積同組裝時間。對於呢啲特定顏色(綠色同黃色),使用AlInGaP技術通常比某些其他LED技術提供更高嘅發光效率同更好嘅溫度穩定性,從而喺工作溫度範圍內產生更明亮同更一致嘅輸出。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以同時以最大直流電流(每個30 mA)驅動綠色同黃色LED嗎?
答:技術上係可以嘅,但你必須考慮總功耗。如果正向電壓處於其範圍嘅較高值,同時以每個30mA操作會導致總功耗可能超過建議限制。更安全嘅做法係喺絕對最大額定值以下操作,例如每個20 mA,並確保足夠嘅熱設計。
問:峰值波長同主波長有咩區別?
答:峰值波長(λp)係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。主波長(λd)係單色光嘅波長,當與參考白光比較時,佢匹配LED嘅感知顏色。λd對於以人為本嘅應用中嘅顏色規格更相關。
問:點解打開袋子後嘅儲存條件咁重要?
答:SMD封裝會從空氣中吸收水分。喺高溫迴流焊接過程中,呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發,產生內部壓力,可能導致封裝分層或晶片破裂,呢種故障稱為爆米花。指定嘅儲存條件同烘烤程序可以防止呢種情況發生。
11. 實際應用案例
場景:為便攜式設備設計雙狀態指示燈
一位設計師正在設計一款帶有單一指示燈LED嘅緊湊型媒體播放器。要求係:恆亮綠色表示播放,閃爍綠色表示暫停,恆亮黃色表示充電/待機。使用呢款雙色LED簡化咗設計。一個有兩個GPIO引腳嘅微控制器可以通過簡單嘅晶體管開關獨立控制綠色同黃色晶片,或者如果GPIO可以吸收足夠電流,則可以直接控制。130度嘅寬廣視角確保從各個角度都可以睇到狀態。設計師從相同強度同色調等級中選擇元件,以確保所有生產單元嘅顏色同亮度一致。
12. 原理介紹
發光二極管(LED)係一種當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢種現象稱為電致發光。喺AlInGaP(磷化鋁銦鎵)LED中,電能導致電子同電洞喺半導體嘅有源區內復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。光嘅特定顏色由半導體材料嘅帶隙能量決定,呢個能量通過調整組成元素嘅比例來設計。雙色LED封裝內置兩個具有唔同帶隙嘅半導體晶片,佢哋電氣上隔離但共享一個共同嘅機械結構。
13. 發展趨勢
SMD LED技術嘅總體趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多流明)發展,從而實現更明亮嘅顯示或更低嘅功耗。小型化仍然係一個關鍵驅動力,允許消費電子產品中更密集嘅封裝同新嘅外形尺寸。另一個重點係改善顯色性同一致性,以及喺惡劣環境條件下增強可靠性。集成,例如將控制IC同LED結合喺單一封裝中(智能LED),係另一個增長領域,旨在簡化系統設計。
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。 |