目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場同應用
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性(Ta=25°C)
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對強度 vs. 波長
- 4.2 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
- 3.3 相對強度 vs. 正向電流
- 4.4 溫度依賴性曲線
- 4.5 指向性圖案
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸圖
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 引腳成型
- 6.2 推薦焊接條件
- 6.3 清潔
- 6.4 儲存條件
- 7. 包裝同訂購信息
- 7.1 包裝規格
- 7.2 包裝數量
- 8. 應用建議同設計考慮
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題(FAQ)
- 11. 實用設計案例研究
- 12. 技術原理介紹
- 13. 行業趨勢同發展
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款專為需要卓越光輸出嘅應用而設計嘅高亮度LED燈嘅規格。呢款器件採用AlGaInP晶片技術,配合水清樹脂封裝,產生出艷紅色光。佢設計可靠耐用,適合多種電子顯示同指示燈應用。
1.1 核心優勢
- 高發光強度:喺標準正向電流20mA下,典型發光強度範圍為3200至5000毫燭光(mcd)。
- 窄視角:典型視角(2θ1/2)為10度,提供集中而強烈嘅光輸出。
- 合規同可靠性:產品符合RoHS、歐盟REACH同無鹵標準(Br <900 ppm,Cl <900 ppm,Br+Cl < 1500 ppm),確保環境安全同長期可靠性。
- 包裝靈活性:提供載帶包裝,適用於自動化組裝流程。
1.2 目標市場同應用
呢款LED主要針對消費電子產品同顯示器背光市場。其主要應用包括:
- 電視機(TV)
- 電腦顯示器
- 電話
- 一般電腦周邊設備同指示燈
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
下表列出咗可能導致器件永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係工作條件。
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 連續正向電流 | IF | 25 | mA |
| 峰值正向電流(佔空比1/10 @ 1KHz) | IFP | 60 | mA |
| 反向電壓 | VR | 5 | V |
| 功耗 | Pd | 60 | mW |
| 工作溫度 | Topr | -40 至 +85 | °C |
| 儲存溫度 | Tstg | -40 至 +100 | °C |
| 焊接溫度 | Tsol | 260(持續5秒) | °C |
2.2 電光特性(Ta=25°C)
呢啲參數定義咗LED喺25°C環境溫度下正常工作條件嘅典型性能。
| 參數 | 符號 | Min. | Typ. | Max. | 單位 | 條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 發光強度 | Iv | 3200 | 5000 | ----- | mcd | IF=20mA |
| 視角 | 2θ1/2 | ----- | 10 | ----- | 度 | IF=20mA |
| 峰值波長 | λp | ----- | 632 | ----- | nm | IF=20mA |
| 主波長 | λd | ----- | 624 | ----- | nm | IF=20mA |
| 光譜輻射帶寬 | Δλ | ----- | 20 | ----- | nm | IF=20mA |
| 正向電壓 | VF | 1.7 | 2.0 | 2.4 | V | IF=20mA |
| 反向電流 | IR | ----- | ----- | 10 | μA | VR=5V |
測量注意事項:正向電壓:±0.1V不確定度;發光強度:±10%不確定度;主波長:±1.0nm不確定度。
2.3 熱特性
器件嘅性能受溫度影響。工作範圍為-40°C至+85°C。喺接近上限溫度工作時,必須有適當散熱或電流降額,以保持性能同壽命。
3. 分級系統說明
產品根據關鍵性能參數進行分類,以確保應用設計嘅一致性。標籤系統包括以下代碼:
- CAT:發光強度(Iv)等級。呢個允許喺特定亮度範圍內選擇LED。
- HUE:主波長(λd)等級。呢個確保多個器件之間嘅顏色一致性。
- REF:正向電壓(VF)等級。呢個通過將具有相似壓降嘅LED分組,有助於設計穩定嘅驅動電路。
呢啲分級代碼通常喺產品標籤上同零件編號(P/N)、客戶生產編號(CPN)、包裝數量(QTY)同批次編號(LOT No)一齊搵到。
4. 性能曲線分析
規格書提供咗幾條特性曲線,說明器件喺唔同條件下嘅行為。
4.1 相對強度 vs. 波長
呢條曲線顯示光譜功率分佈,典型峰值波長(λp)為632 nm,主波長(λd)為624 nm。光譜輻射帶寬(Δλ)通常為20 nm,定義咗艷紅色嘅純度同特定色調。
4.2 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
I-V曲線係非線性嘅,係二極管嘅典型特徵。喺標準工作電流20mA下,正向電壓(VF)通常為2.0V,範圍從1.7V到2.4V。呢個信息對於設計限流電路至關重要。
3.3 相對強度 vs. 正向電流
發光強度隨正向電流增加而增加。然而,喺高於建議嘅連續電流(25mA)下工作,或者冇適當嘅熱管理,會因結溫升高而降低效率同壽命。
4.4 溫度依賴性曲線
相對強度 vs. 環境溫度:光輸出會隨環境溫度升高而降低。設計師必須喺高溫環境中考慮呢個降額因素。
正向電流 vs. 環境溫度:對於恆壓驅動,正向電流可能會隨溫度變化。建議使用恆流驅動器,以喺整個工作溫度範圍內獲得穩定性能。
4.5 指向性圖案
極座標圖說明咗10度嘅典型視角,顯示光強度如何集中喺窄光束內。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸圖
LED採用標準燈式封裝。關鍵尺寸注意事項包括:
- 所有尺寸均以毫米(mm)為單位。
- 法蘭高度必須小於1.5mm(0.059\")。
- 未指定尺寸嘅默認公差為±0.25mm。
圖紙指定咗引腳間距、本體直徑、總高度,以及從環氧樹脂燈泡到引腳彎曲或焊接點嘅建議最小距離(3mm)。
5.2 極性識別
陰極通常由LED透鏡上嘅平面或較短嘅引腳識別。請務必參考封裝圖以確定極性標記,確保正確安裝。
6. 焊接同組裝指引
6.1 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。
- 進行引腳成型之前 soldering.
- 成型期間避免對LED封裝施加應力。
- 喺室溫下剪裁引腳。
- 確保PCB孔同LED引腳完美對齊,以避免安裝應力。
6.2 推薦焊接條件
| 方法 | 參數 | 條件 |
|---|---|---|
| 手工焊接 | 烙鐵頭溫度 | 最高300°C(最大30W) |
| 焊接時間 | 最多3秒 | |
| 距離燈泡 | 最少3mm | |
| 浸焊(波峰焊) | 預熱溫度 | 最高100°C(最多60秒) |
| 焊錫槽溫度及時間 | 最高260°C,最多5秒 | |
| 距離燈泡 | 最少3mm | |
| 冷卻 | 避免從峰值溫度快速冷卻。 |
關鍵注意事項:
1. 避免喺高溫下對引腳施加應力。
2. 唔好焊接(浸焊或手工焊)超過一次。
3. 焊接後,保護LED免受機械衝擊,直至冷卻至室溫。
4. 始終使用最低有效焊接溫度。
6.3 清潔
- 如有需要,僅使用異丙醇喺室溫下清潔≤1分鐘。
- 除非絕對必要,並且經過徹底嘅預先資格測試,否則唔好使用超聲波清潔,因為佢可能會損壞內部結構。
6.4 儲存條件
- 儲存溫度≤30°C,相對濕度(RH)≤70%。
- 喺呢啲條件下,出貨後嘅保質期為3個月。
- 如需更長儲存時間(長達1年),請使用帶有氮氣氣氛同吸濕劑嘅密封容器。
- 避免喺潮濕環境中溫度急劇變化,以防止凝結。
7. 包裝同訂購信息
7.1 包裝規格
- 防靜電袋:保護LED免受靜電放電(ESD)影響。
- 內盒:包含多個防靜電袋。
- 外箱:包含多個內盒。
7.2 包裝數量
- 每個防靜電袋最少200至500件。
- 每個內盒5袋。
- 每個外箱10個內盒。
8. 應用建議同設計考慮
8.1 典型應用電路
始終使用恆流源或帶串聯限流電阻嘅電壓源驅動LED。使用公式計算電阻值:R = (V電源- VF) / IF。使用規格書中嘅最大VF(2.4V)進行最壞情況設計,以確保電流唔超過極限。例如,使用5V電源同目標IF為20mA:R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω。標準130Ω或150Ω電阻都適合。
8.2 熱管理
呢個係關鍵設計因素。功耗(Pd)係VF* IF。喺典型2.0V同20mA下,即係40mW。雖然低於最大60mW,但喺高環境溫度或空氣流通不良嘅外殼中工作時,需要降低工作電流,以防止結溫超過安全極限,從而加速光衰減同縮短工作壽命。
8.3 光學設計
窄10度視角使呢款LED非常適合需要聚焦光束或定向光嘅應用,例如需要從特定角度可見嘅指示燈或小型段嘅背光。
9. 技術比較同差異化
同標準紅色LED相比,呢款器件嘅主要區別在於其非常高嘅發光強度(3200-5000 mcd)同窄視角,呢啲係通過使用AlGaInP晶片技術同特定透鏡設計實現嘅。呢種組合針對定向光束中高亮度至關重要嘅應用進行咗優化,而非廣域照明。其符合現代環境標準(RoHS、REACH、無鹵)亦使其適合具有嚴格監管要求嘅全球市場。
10. 常見問題(FAQ)
Q1:峰值波長(λp)同主波長(λd)有咩唔同?
A1:峰值波長係發射光功率最大嘅波長。主波長係人眼感知到嘅、與LED顏色相匹配嘅單一波長。對於呢款紅色LED,λp係632nm(物理峰值),而λd係624nm(感知顏色)。
Q2:我可以連續以25mA驅動呢款LED嗎?
A2: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,特別係喺較高環境溫度下,建議喺或低於典型測試條件20mA下操作。
Q3:點解距離環氧樹脂燈泡3mm對於焊接同引腳彎曲咁重要?
A3:呢個距離可以防止來自焊點嘅過多熱傳遞或彎曲產生嘅機械應力到達環氧樹脂燈泡內嘅敏感內部晶片同鍵合線,從而可能導致即時故障或長期可靠性問題。
Q4:訂購時點樣理解CAT、HUE同REF代碼?
A4:呢啲係分級代碼。您需要根據應用對亮度一致性、顏色均勻性同電路穩定性嘅需求,指定所需嘅發光強度(CAT)、主波長(HUE)同正向電壓(REF)範圍。請查閱製造商嘅詳細分級規格文件以獲取確切嘅代碼值同範圍。
11. 實用設計案例研究
場景:為網絡設備設計一個狀態指示燈,必須喺光線充足嘅房間內從3米距離清晰可見,視角約為前面板15度。
元件選擇:呢款LED係一個極佳選擇,因為其高強度(≥3200 mcd)確保咗即使喺明亮環境光下都清晰可見。10度視角自然形成一個明亮、聚焦嘅光點,將落入所需嘅15度視錐內。
電路設計:使用數碼設備中常見嘅3.3V邏輯電源。計算串聯電阻:R = (3.3V - 2.4V最大值) / 0.02A = 45Ω。使用標準47Ω電阻。LED中嘅功耗:Pd≈ 2.0V * 0.02A = 40mW。電阻中嘅功耗:PR= (0.02A)2* 47Ω = 18.8mW。兩者都喺安全極限內。
佈局考慮:將LED放置喺PCB上,以便遵守3mm焊接距離規則。確保冇其他高元件遮擋LED嘅窄光束。
12. 技術原理介紹
呢款LED基於AlGaInP(磷化鋁鎵銦)半導體晶片。當施加正向電壓時,電子同空穴喺晶片嘅有源區複合,以光子形式釋放能量——呢個過程稱為電致發光。AlGaInP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,進而定義咗發射光嘅波長(顏色),喺呢個情況下係紅色。水清環氧樹脂充當透鏡,將光輸出塑造成指定嘅10度視角,並保護精細嘅半導體晶片免受環境影響。
13. 行業趨勢同發展
指示燈同顯示LED嘅趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多流明)同更高可靠性發展。雖然呢款器件提供高強度,但呢個產品類別嘅未來迭代可能會專注於喺更低驅動電流下實現類似亮度,以提高能源效率。同時,亦持續推動更廣泛同更嚴格地遵守RoHS同REACH以外嘅環境法規,例如衝突礦產聲明同循環經濟原則。自動化製造中對精確分級(更緊嘅CAT、HUE、REF範圍)嘅需求正不斷增加,以確保最終產品質量一致,而無需手動校準或分類。
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。 |