目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統解釋
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對強度 vs. 波長
- 4.2 指向性圖案
- 4.3 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
- 4.4 相對強度 vs. 正向電流
- 4.5 相對強度 vs. 環境溫度 & 正向電流 vs. 環境溫度
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤解釋
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實際應用案例
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款專為需要高光輸出應用而設計嘅高亮度LED燈規格。呢個器件採用AlGaInP晶片技術,產生亮黃色光。佢係為咗可靠性同耐用性而設計,適合多種電子顯示同指示燈應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個LED系列嘅主要優勢係佢嘅高發光強度,喺標準正向電流20mA下,典型值達到4263 mcd。呢個特點令佢非常適合對可見度同亮度要求高嘅應用。產品符合主要環保法規,包括RoHS、歐盟REACH,並且係無鹵素製造。佢提供帶裝同捲盤包裝,支援自動化組裝流程,適合大批量生產。目標市場主要包括消費電子產品同電腦周邊設備。
2. 技術參數深入分析
呢個部分根據絕對最大額定值同電光特性表,對LED嘅關鍵技術參數進行客觀同詳細嘅分析。
2.1 絕對最大額定值
呢個器件嘅連續正向電流(IF)額定值為25 mA,喺脈衝條件下(佔空比1/10 @ 1kHz)容許嘅峰值正向電流(IFP)為60 mA。最大反向電壓(VR)係5V。功耗(Pd)額定值係60 mW。工作溫度範圍指定為-40°C至+85°C,儲存溫度(Tstg)範圍稍闊,係-40°C至+100°C。焊接溫度耐受度係260°C持續5秒,呢個係無鉛回流焊接嘅標準。
2.2 電光特性
喺標準測試條件下(Ta=25°C,IF=20mA),器件嘅發光強度(Iv)最小值為2713 mcd,典型值為4263 mcd。視角(2θ1/2)係窄嘅6度,呢個係高強度、聚焦光發射嘅典型特徵。峰值波長(λp)係591 nm,主波長(λd)係589 nm,明確將輸出定位喺亮黃色光譜。光譜輻射帶寬(Δλ)係15 nm。正向電壓(VF)範圍由1.7V至2.4V,典型值係2.0V。反向電流(IR)喺VR=5V時最大值為10 μA。
2.3 熱特性
雖然冇喺獨立表格中明確定義,但熱管理係至關重要嘅。60 mW嘅功耗額定值同工作溫度範圍定義咗熱極限。正如應用筆記所示,喺高環境溫度下,適當嘅散熱或電流降額對於長期可靠性係必不可少嘅。
3. 分級系統解釋
規格書引用咗關鍵參數嘅分級系統,由包裝標籤上嘅代碼(CAT、HUE、REF)表示。呢個系統允許製造商選擇特性嚴格受控嘅LED,以確保應用中嘅性能一致。
- CAT(發光強度等級):根據測量到嘅光輸出對LED進行分組(例如,最小值2713 mcd可能定義咗一個級別)。
- HUE(主波長等級):根據LED嘅主波長(λd)進行分類,確保顏色一致性。
- REF(正向電壓等級):根據LED嘅正向電壓(VF)降進行分類,呢個對於電路設計同電源考慮好重要。
4. 性能曲線分析
典型嘅電光特性曲線提供咗器件喺唔同條件下行為嘅視覺洞察。
4.1 相對強度 vs. 波長
呢條曲線顯示咗光譜功率分佈,峰值大約喺591 nm(黃色),並且有明確嘅帶寬,確認咗光輸出嘅單色性質。
4.2 指向性圖案
指向性圖說明咗窄嘅6度視角,顯示咗光強度喺中心光束外急劇下降嘅情況。
4.3 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
呢條基本曲線顯示咗二極管電流同電壓之間嘅指數關係。喺20mA時典型VF為2.0V,係驅動電路嘅關鍵設計參數。
4.4 相對強度 vs. 正向電流
呢條曲線表明光輸出(相對強度)隨正向電流增加而增加。然而,喺絕對最大額定值之外操作會縮短壽命同降低可靠性。
4.5 相對強度 vs. 環境溫度 & 正向電流 vs. 環境溫度
呢啲曲線對於熱設計至關重要。佢哋顯示發光輸出隨環境溫度升高而降低。相反,對於固定電壓,由於半導體特性變化,正向電流亦會隨溫度升高而降低。呢個突顯咗喺高溫環境中需要熱管理同潛在電流降額。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED封裝喺標準燈式封裝內。尺寸圖提供咗PCB佔位面積設計同機械整合嘅關鍵尺寸。關鍵註明指出所有尺寸均以毫米為單位,凸緣高度必須小於1.5mm,除非另有說明,一般公差為±0.25mm。設計師必須遵守呢啲尺寸,以確保正確安裝同焊接。
5.2 極性識別
極性通常由引腳長度(較長引腳係陽極)或封裝凸緣上嘅平面標記表示。應查閱規格書嘅尺寸圖以了解呢個元件使用嘅特定標記。
6. 焊接同組裝指引
正確處理對於防止損壞至關重要。關鍵指引包括:
- 引腳成型:必須喺焊接前進行,距離環氧樹脂燈泡至少3mm。避免對封裝施加壓力。
- 儲存:儲存於≤30°C同≤70% RH環境。長期儲存(>3個月)應使用充氮氣、帶乾燥劑嘅密封容器。
- 焊接:
- 保持焊點距離環氧樹脂燈泡至少3mm。
- 手動焊接:烙鐵頭≤300°C(最大30W),時間≤3秒。
- 波峰/浸焊:預熱≤100°C(≤60秒),焊錫槽≤260°C持續≤5秒。
- 避免多次焊接循環,同埋喺焊接期間/之後直到器件冷卻前避免機械應力。
- 清潔:如有需要,可使用室溫下嘅異丙醇清潔≤1分鐘。除非預先確認,否則避免超聲波清潔。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 包裝規格
LED裝喺防靜電袋中,放入內箱,然後再裝入外箱。標準包裝數量為每袋200-500件,每內箱6袋,每主(外)箱10個內箱。
7.2 標籤解釋
包裝標籤包含追溯同分級代碼:CPN(客戶部件號)、P/N(部件號)、QTY(數量)、CAT(發光強度級別)、HUE(主波長級別)、REF(正向電壓級別)同LOT No.(批號)。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
由於其高亮度同聚焦光束,呢款LED非常適合用於:電視同顯示器背光、電話同電腦狀態指示燈、面板指示燈,以及其他需要明亮、可見黃色信號嘅應用。
8.2 設計考慮因素
- 限流:務必使用串聯電阻或恆流驅動器將IF限制喺所需值(例如,20mA用於典型亮度)。
- 熱管理:考慮PCB佈局以散熱,特別係喺接近最大額定值或高環境溫度下操作時。請參考降額指引。
- ESD保護:喺處理同組裝期間實施標準ESD預防措施,因為LED對靜電放電敏感。
- 光學設計:窄視角可能需要透鏡或擴散器,如果需要更寬嘅照明區域。
9. 技術比較同差異化
同標準指示燈LED相比,呢款器件嘅關鍵區別在於佢從標準燈式封裝中提供非常高嘅發光強度(典型值4263 mcd)。使用AlGaInP技術喺黃/橙/紅色光譜中提供高效率。佢符合現代環保標準(RoHS、REACH、無鹵素)係基本期望,但對於受監管市場仍然係一個關鍵特徵。窄視角提供高軸向強度,呢個對於定向光應用係一個優勢,但對於需要廣角發射嘅場合就係一個限制。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以喺30mA下驅動呢個LED以獲得更高亮度嗎?
答:連續正向電流嘅絕對最大額定值係25 mA。喺30mA下操作超出咗呢個額定值,會顯著降低可靠性同壽命,並可能導致立即失效。務必喺指定限制內操作。
問:對於5V電源,我應該使用咩電阻值?
答:使用歐姆定律:R = (Vsupply- VF) / IF。假設Vsupply=5V,VF=2.0V(典型值),同IF=20mA(0.02A),R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。選擇接近呢個值嘅標準電阻(例如,150Ω或160Ω),並確保其額定功率足夠(P = I2R = 0.06W,所以1/8W或1/4W電阻都可以)。
問:點解當LED變熱時,光輸出會降低?
答:呢個係半導體LED嘅基本特性。隨著溫度升高,內部量子效率降低,非輻射複合增加,導致相同驅動電流下光輸出降低。呢個喺相對強度 vs. 環境溫度曲線中有所顯示。
11. 實際應用案例
場景:為工業設備設計高可見度狀態指示燈。一位工程師需要一個喺光線明亮嘅工廠環境中都能清晰可見嘅黃色LED。佢哋選擇咗呢款LED,因為佢嘅高強度(4263 mcd)。佢哋設計咗一個PCB,其佔位面積匹配封裝尺寸。佢哋使用設定為20mA嘅恆流驅動器,以確保亮度一致同使用壽命長。佢哋將LED安裝喺設備面板上一個細小透明窗口後面。窄嘅6度視角對於呢個定向指示燈應用嚟講係完美嘅。佢哋喺組裝期間遵循推薦嘅波峰焊接設定檔,並確保使用前符合儲存條件。結果係一個堅固、可靠同高度可見嘅狀態指示燈。
12. 工作原理介紹
呢個LED基於半導體二極管中嘅電致發光原理運作。晶片材料係AlGaInP(磷化鋁鎵銦),係一種直接帶隙半導體。當施加正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入到有源區域。當呢啲電荷載流子複合時,佢哋以光子(光)嘅形式釋放能量。AlGaInP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,呢個直接對應於發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下係亮黃色(約589-591 nm)。環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶粒、塑造光輸出光束(導致6度視角),並增強從晶片中提取光線。
13. 技術趨勢
LED行業繼續朝著更高效率(每瓦更多流明)、更好顯色性同更高可靠性發展。雖然呢款器件使用已確立嘅AlGaInP技術,但更廣泛市場嘅趨勢包括開發更高效嘅熒光粉轉換白光LED同用於顯示應用嘅微型LED。對於像呢款一樣嘅單色LED,持續發展嘅重點係推動效率極限、改善高溫性能,以及喺要求高嘅應用中實現更嚴格嘅分級以確保顏色同光通量一致性。對環保合規性(無鹵素、REACH)嘅重視亦係由全球法規驅動嘅持續趨勢。
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。 |