目錄
1. 產品概覽
呢份文件提供咗一款雙色表面貼裝(SMD)LED嘅完整技術規格。呢個元件喺單一封裝內整合咗兩個唔同嘅半導體晶片:一個採用InGaN(氮化銦鎵)技術發射藍光,另一個採用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)技術發射紅光。呢個設計容許喺標準EIA兼容嘅佔位面積內實現緊湊嘅多色指示或照明解決方案。
LED以8mm載帶包裝,捲喺直徑7吋嘅捲盤上,完全兼容現代電子製造中使用嘅高速自動貼片組裝設備。佢被歸類為環保產品,並符合RoHS(有害物質限制)指令。呢個器件亦設計成兼容紅外線(IR)迴流焊接製程,呢個係將表面貼裝元件組裝到印刷電路板(PCB)上嘅標準方法。
2. 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。呢啲數值喺環境溫度(Ta)為25°C時指定,喺任何操作條件下都唔應該超過。
- 功耗:藍色晶片:76 mW,紅色晶片:75 mW。
- 峰值順向電流:喺1/10佔空比同0.1ms脈衝寬度下測量。藍色晶片:100 mA,紅色晶片:80 mA。
- 直流順向電流:最大連續順向電流。藍色晶片:20 mA,紅色晶片:30 mA。
- 操作溫度範圍:-20°C 至 +80°C。
- 儲存溫度範圍:-30°C 至 +100°C。
- 紅外線焊接條件:器件喺迴流焊接期間可以承受最高260°C嘅峰值溫度,最長10秒。
喺接近或超過呢啲極限嘅情況下操作LED,會顯著縮短其使用壽命同可靠性。設計師必須確保驅動電路將條件維持喺呢啲指定範圍內。
3. 電氣同光學特性
呢啲特性喺Ta=25°C嘅標準測試條件下測量,代表器件嘅典型性能。
3.1 發光強度同視角
發光強度(Iv)係衡量喺特定方向發射嘅光嘅感知功率。以毫坎德拉(mcd)為單位測量。
- 藍色晶片(InGaN):典型發光強度喺順向電流(IF)為20 mA時為45.0 mcd,指定最小值為28.0 mcd。
- 紅色晶片(AlInGaP):典型發光強度喺IF=20 mA時為45.0 mcd,指定最小值為18.0 mcd。
兩種顏色嘅視角(2θ1/2)都係130度。呢個係發光強度下降到中心軸(0度)值一半時嘅全角。130度嘅角度表示寬廣嘅視角模式,適合需要廣泛可見性嘅應用。
3.2 光譜特性
光譜特性定義咗發射光嘅顏色質量。
- 峰值波長(λP):發射光譜最強嘅波長。藍色:468 nm(典型),紅色:639 nm(典型)。
- 主波長(λd):人眼感知到最能代表顏色嘅單一波長。呢個係從CIE色度圖得出。藍色:470 nm(典型),紅色:631 nm(典型)。
- 光譜線半寬度(Δλ):發射光譜喺其最大強度一半處嘅寬度。藍色:25 nm(典型),紅色:20 nm(典型)。較窄嘅半寬度表示更飽和、更純淨嘅顏色。
3.3 電氣參數
- 順向電壓(VF):LED喺指定電流下操作時嘅壓降。
- 藍色晶片:典型值3.3V,最大值3.8V(IF=20 mA時)。
- 紅色晶片:典型值2.0V,最大值2.4V(IF=20 mA時)。
- 反向電流(IR):施加5V反向電壓(VR)時嘅最大漏電流。兩個晶片嘅最大反向電流都係10 μA。重要備註:呢個參數僅供測試用途;LED並非設計用於反向偏壓下操作。
靜電放電(ESD)注意:LED對靜電放電(ESD)敏感。必須採取適當嘅ESD預防措施,例如使用接地手帶、防靜電墊同處理設備,以防止組裝同處理期間造成損壞。
4. 分級系統
為咗考慮製造過程中嘅自然變化,LED會根據性能分級。咁樣可以確保同一生產批次內嘅一致性。
4.1 發光強度分級
每種顏色嘅發光強度根據以下代碼分級。每個級別內嘅公差為 +/-15%。
藍色晶片分級(mcd @20mA):
- 代碼 N:28.0 – 45.0 mcd
- 代碼 P:45.0 – 71.0 mcd
- 代碼 Q:71.0 – 112.0 mcd
- 代碼 R:112.0 – 180.0 mcd
紅色晶片分級(mcd @20mA):
- 代碼 M:18.0 – 28.0 mcd
- 代碼 N:28.0 – 45.0 mcd
- 代碼 P:45.0 – 71.0 mcd
- 代碼 Q:71.0 – 112.0 mcd
訂購時指定分級代碼,可以讓設計師為其應用選擇具有所需亮度水平嘅LED,確保多個單元之間嘅視覺一致性。
5. 焊接同組裝指引
5.1 迴流焊接溫度曲線
器件設計用於無鉛焊接製程。提供建議嘅紅外線(IR)迴流溫度曲線,符合JEDEC標準。關鍵參數包括:
- 預熱:150°C 至 200°C。
- 預熱時間:最長 120 秒。
- 峰值溫度:最高 260°C。
- 液相線以上時間:最長 10 秒(建議最多進行兩個迴流週期)。
必須針對特定PCB設計、焊膏同使用嘅爐具來確定確切嘅溫度曲線。規格書第3頁上嘅曲線僅作為通用目標參考。
5.2 手動焊接
如果需要手動焊接,必須極度小心:
- 烙鐵溫度:最高 300°C。
- 焊接時間:每個焊點最長 3 秒。
- 手動焊接應僅限於一次性維修,唔適用於大規模生產。
5.3 清潔
只應使用指定嘅清潔劑。未指定嘅化學品可能會損壞LED封裝。
- 推薦溶劑:乙醇或異丙醇。
- 程序:如有需要清潔,請將LED喺常溫下浸泡少於一分鐘。
6. 機械同包裝資訊
6.1 封裝尺寸同腳位定義
LED採用標準SMD封裝。透鏡為水清色。腳位定義如下:
- 腳位 1, 2:藍色(InGaN)晶片嘅陽極同陰極。
- 腳位 3, 4:紅色(AlInGaP)晶片嘅陽極同陰極。
規格書中提供詳細嘅機械圖紙,顯示所有以毫米為單位嘅關鍵尺寸。除非另有說明,大多數尺寸嘅公差為±0.10 mm。亦包括建議嘅PCB焊盤佈局,以確保迴流期間形成可靠嘅焊點同正確對齊。
6.2 帶裝同捲盤包裝
LED以行業標準嘅凸起載帶供應。
- 捲盤尺寸:直徑 7 吋。
- 每捲數量:3000 件。
- 最小包裝數量:剩餘數量為 500 件。
- 蓋帶:空嘅元件袋用頂部蓋帶密封。
- 缺件:載帶中連續缺件嘅最大數量為兩件。
呢種包裝符合ANSI/EIA 481-1-A-1994規範,確保與自動組裝設備兼容。
7. 儲存同處理
7.1 儲存條件
- 密封包裝(帶乾燥劑):儲存於≤30°C同≤90%相對濕度(RH)。一年內使用。
- 已開封包裝:儲存環境不得超過30°C同60% RH。如果長時間喺原裝袋外儲存,請存放喺帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。
7.2 烘烤要求
如果LED喺其原始防潮包裝外儲存超過一星期,必須喺焊接前進行烘烤,以去除吸收嘅水分並防止迴流期間發生"爆米花"現象。
- 烘烤條件:約60°C,至少20小時。
- 開封後迴流:建議喺打開原始包裝後一星期內完成紅外線迴流焊接。
8. 應用備註同注意事項
8.1 預期用途
呢款LED設計用於普通電子設備應用,包括辦公設備、通訊設備同家用電器。未經事先諮詢同特定認證,唔適用於故障可能危及生命或健康嘅安全關鍵應用(例如航空、醫療生命維持、運輸安全系統)。
8.2 設計考慮
- 限流:務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器,以確保順向電流(IF)唔超過最大直流額定值(藍色為20mA,紅色為30mA)。
- 熱管理:雖然功耗較低,但確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔有助於維持較低嘅接面溫度,特別係喺高環境溫度環境中,從而保持光輸出同使用壽命。
- 反向電壓保護:由於器件並非設計用於反向操作,電路設計應防止喺LED端子上施加任何反向偏壓。
- 驅動雙色:兩個晶片喺電氣上係獨立嘅。可以使用適當嘅電路分別或同時驅動佢哋。同時驅動兩者時,請考慮封裝嘅總功耗。
9. 典型應用場景
呢款LED嘅雙色功能使其適用於各種指示同狀態顯示功能。
- 狀態指示燈:用於消費電子產品、網絡設備同工業控制中,以顯示唔同嘅操作狀態(例如電源開/待機、網絡活動、故障情況)。
- 雙色顯示:可用於簡單嘅分段顯示器或作為需要兩種顏色嘅按鈕背光。
- 汽車內飾照明:用於非關鍵嘅內飾氛圍照明,但需要特定嘅汽車級認證。
- 電器用戶界面:為洗衣機、烤箱或音響設備提供清晰嘅多狀態反饋。
10. 性能分析同曲線
規格書包含典型性能曲線,對於深入設計分析至關重要。雖然具體圖表未喺文本中複製,但佢哋通常說明以下關係:
- 順向電流 vs. 順向電壓(I-V曲線):顯示非線性關係,對於計算所需驅動電壓同串聯電阻值至關重要。
- 發光強度 vs. 順向電流:展示光輸出如何隨電流增加而增加,有助於喺亮度同功耗之間進行優化。
- 發光強度 vs. 環境溫度:顯示光輸出隨溫度升高而降低,對於喺高溫環境中運行嘅設計至關重要。
- 光譜分佈:描繪跨波長相對強度嘅圖表,確認峰值同主波長值以及光譜純度。
設計師應參考呢啲曲線來預測器件喺非標準條件下(唔同電流或溫度)嘅行為,並確保喺預期操作範圍內具有穩健嘅性能。
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。 |