目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心功能同優點
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 2.3 熱特性
- 3. 分級同選擇系統規格書表明產品提供唔同強度同顏色。包裝規格標籤指嘅係關鍵參數嘅分級系統,允許根據應用需求進行選擇:CAT:發光強度等級。允許選擇亮度等級。HUE:主波長等級。允許喺特定顏色/波長範圍內選擇。REF:正向電壓等級。對於需要嚴格電壓匹配嘅設計非常有用。請查閱製造商詳細嘅分級文件,了解具體代碼定義同可用範圍。4. 性能曲線分析
- 4.1 相對強度 vs. 波長
- 4.2 方向性圖案
- 4.3 正向電流 vs. 正向電壓(IV曲線)
- 4.4 相對強度 vs. 正向電流
- 4.5 溫度依賴性曲線
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 引腳成型
- 6.2 儲存
- 6.3 焊接參數
- 6.4 清潔
- 6.5 熱管理
- 7. 包裝同訂購信息
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議同設計考慮
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 PCB佈局考慮
- 8.3 光學設計
- 9. 技術比較同區分
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實際設計同使用案例
- 12. 技術原理介紹
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件提供咗383-2SURC/S530-A3 LED燈嘅完整技術規格。呢個元件係一款表面貼裝器件(SMD),專為需要高亮度同可靠性能嘅應用而設計。呢個系列採用AlGaInP晶片技術,發出超紅光譜,並封裝喺水清樹脂入面。
1.1 核心功能同優點
呢款LED提供咗幾個關鍵功能,令佢適合要求高嘅電子應用:
- 高亮度:專為需要卓越發光強度嘅應用而設計。
- 視角選擇:提供多種視角選項,以適應唔同嘅設計需求。
- 堅固包裝:提供卷帶包裝,方便自動化組裝,確保大批量生產中嘅可靠性同易於處理。
- 環保合規:產品符合主要環保法規,包括RoHS、歐盟REACH,並且係無鹵素(Br <900 ppm,Cl <900 ppm,Br+Cl < 1500 ppm)。
- 顏色同強度選項:LED燈系列提供唔同顏色同發光強度等級。
1.2 目標應用
呢款LED專為集成到各種需要指示燈或背光嘅消費同工業電子產品中而設計。典型應用領域包括:
- 電視機
- 電腦顯示器
- 電話
- 個人電腦同周邊設備
2. 技術參數分析
呢部分詳細、客觀地分析咗為LED指定嘅電氣、光學同熱參數。除非另有說明,所有額定值均喺環境溫度(Ta)為25°C時指定。
2.1 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。呢啲唔係建議嘅操作條件。
- 連續正向電流(IF):25 mA。呢個係可以連續施加嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流(IFP):160 mA。呢個僅允許喺脈衝條件下,佔空比為1/10,頻率為1 kHz。
- 靜電放電(ESD)耐受:2000 V(人體模型)。必須遵循正確嘅ESD處理程序。
- 反向電壓(VR):5 V。反向偏壓超過呢個電壓會導致立即失效。
- 功耗(Pd):60 mW。呢個係封裝可以散發嘅最大功率。
- 工作溫度範圍(Topr):-40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度範圍(Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 焊接溫度(Tsol):回流焊或手動焊接期間,最高260°C,最多5秒。
2.2 電光特性
呢啲參數定義咗LED喺正常工作條件下(IF=20mA,Ta=25°C)嘅典型性能。
- 發光強度(Iv):1000 mcd(最小),2500 mcd(典型)。呢種高強度係超紅光AlGaInP LED嘅特徵。測量不確定度為±10%。
- 視角(2θ1/2):6°(典型)。呢個係一個非常窄嘅視角,產生高度定向嘅光束。
- 峰值波長(λp):632 nm(典型)。光譜輻射強度最大時嘅波長。
- 主波長(λd):624 nm(典型)。人眼感知到嘅單一波長。測量不確定度為±1.0 nm。
- 光譜輻射帶寬(Δλ):20 nm(典型)。最大強度一半處嘅光譜寬度。
- 正向電壓(VF):2.0 V(典型),20mA時最大2.4 V。測量不確定度為±0.1V。
- 反向電流(IR):VR=5V時,最大10 μA。
2.3 熱特性
雖然冇單獨列出表格,但熱管理至關重要。60 mW嘅功耗(Pd)同工作溫度範圍意味著需要適當嘅PCB佈局來散熱,特別係喺接近或達到最大正向電流時操作。性能曲線顯示咗環境溫度同正向電流/強度之間嘅關係。
3. 分級同選擇系統
規格書表明產品提供唔同強度同顏色。包裝規格標籤指嘅係關鍵參數嘅分級系統,允許根據應用需求進行選擇:
- CAT:發光強度等級。允許選擇亮度等級。
- HUE:主波長等級。允許喺特定顏色/波長範圍內選擇。
- REF:正向電壓等級。對於需要嚴格電壓匹配嘅設計非常有用。
請查閱製造商詳細嘅分級文件,了解具體代碼定義同可用範圍。
4. 性能曲線分析
規格書包含幾條典型特性曲線,對於電路設計同理解非標準條件下嘅性能至關重要。
4.1 相對強度 vs. 波長
呢個圖表顯示咗光譜功率分佈,峰值約為632 nm,帶寬(FWHM)約為20 nm,確認咗超紅光顏色。
4.2 方向性圖案
極坐標圖說明咗6°典型視角,顯示正向方向強度非常高,但迅速下降。
4.3 正向電流 vs. 正向電壓(IV曲線)
呢條曲線係非線性嘅,係二極管嘅典型特徵。佢顯示咗施加電壓同產生電流之間嘅關係。可以睇到20mA時典型Vf為2.0V。設計師必須使用限流電阻或恆流驅動器。
4.4 相對強度 vs. 正向電流
發光強度隨正向電流增加而增加,但唔係線性嘅。喺建議電流以上操作會因熱量增加而降低效率同壽命。
4.5 溫度依賴性曲線
- 相對強度 vs. 環境溫度:顯示發光輸出隨環境溫度升高而降低。喺高溫環境嘅設計中必須考慮呢一點。
- 正向電流 vs. 環境溫度:表明正向電壓特性如何隨溫度變化,如果由恆壓源驅動,可能會影響電流。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸
規格書提供咗LED封裝嘅詳細尺寸圖。關鍵註釋包括:
- 所有尺寸均以毫米為單位。
- 法蘭高度必須小於1.5mm(0.059\")。
- 除非另有規定,默認公差為±0.25mm。
圖紙指定咗主體尺寸、引腳間距同整體形狀,呢啲對於PCB焊盤設計至關重要。
5.2 極性識別
陰極通常由封裝上嘅視覺標記指示,例如凹口、綠點或縮短嘅引腳。應查閱尺寸圖以了解呢個型號使用嘅具體標記。
6. 焊接同組裝指引
正確處理對於可靠性至關重要。規格書提供咗全面嘅說明。
6.1 引腳成型
- 喺距離環氧樹脂燈泡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。
- 喺焊接前進行成型。
- 避免對封裝施加壓力。PCB安裝期間嘅錯位可能導致樹脂開裂同失效。
- 喺室溫下切割引腳。
6.2 儲存
- 儲存溫度≤30°C,濕度≤70% RH。從發貨起計,保質期為3個月。
- 如需更長時間儲存(長達1年),請使用帶有氮氣同乾燥劑嘅密封容器。
- 避免喺潮濕環境中溫度急劇變化,以防止冷凝。
6.3 焊接參數
手動焊接:烙鐵頭溫度最高300°C(最大30W)。焊接時間最多3秒。保持焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離為3mm。
波峰/浸焊:預熱溫度最高100°C(最多60秒)。焊錫槽溫度最高260°C,持續5秒。保持焊點到燈泡嘅最小距離為3mm。
一般規則:唔好喺高溫下對引腳施加壓力。唔好焊接超過一次。冷卻到室溫前避免震動。避免快速冷卻。始終使用最低有效溫度。
6.4 清潔
- 僅使用室溫下嘅異丙醇清潔,時間≤1分鐘。
- 避免超聲波清潔。如果絕對必要,請預先驗證流程,確保唔會造成損壞。
6.5 熱管理
註釋強調,必須喺設計階段考慮熱管理。應根據應用嘅實際熱環境適當降低工作電流,以確保長壽命同穩定性能。
7. 包裝同訂購信息
7.1 包裝規格
LED經過包裝,以防止運輸同處理過程中損壞:
- 初級包裝:防靜電袋。
- 次級包裝:內盒。
- 三級包裝:用於批量運輸嘅外箱。
- 包裝數量:通常每袋200至500件,每內盒6袋,每外箱10個內盒。
7.2 標籤說明
包裝上嘅標籤包含用於追溯同選擇嘅代碼:CPN(客戶料號)、P/N(製造商料號)、QTY(數量)、CAT(強度等級)、HUE(波長等級)、REF(電壓等級)同LOT No.(批號)。
8. 應用建議同設計考慮
8.1 典型應用電路
呢款LED必須使用限流機制驅動。最簡單嘅方法係串聯電阻。使用公式 R = (Vsupply - Vf) / If 計算電阻值。對於5V電源同20mA時典型Vf為2.0V:R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。建議使用恆流驅動器以實現精確同穩定,特別係考慮溫度變化時。
8.2 PCB佈局考慮
- 確保焊盤圖案與封裝尺寸完全匹配。
- 引腳周圍提供足夠嘅銅面積以散熱,特別係喺接近最大額定值操作時。
- 保持焊盤同環氧樹脂燈泡之間建議嘅3mm間隙,以防止焊接期間熱損壞。
8.3 光學設計
窄6°視角令呢款LED適合需要聚焦光束或光線唔應該溢出到相鄰區域嘅應用。對於更寬嘅照明,需要二次光學元件(透鏡或擴散器)。
9. 技術比較同區分
與標準紅色GaAsP LED相比,呢款基於AlGaInP嘅超紅光LED喺相同驅動電流下提供顯著更高嘅發光效率同強度。窄視角係相對於用於區域照明嘅寬視角LED嘅一個定義性特徵。其符合現代環保標準(無鹵素、REACH)係針對嚴格法規全球市場產品嘅一個關鍵優勢。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以喺30mA下驅動呢款LED以獲得更高亮度嗎?
答:唔可以。連續正向電流嘅絕對最大額定值係25 mA。超過呢個額定值有立即或長期損壞嘅風險,並使保養失效。要獲得更高亮度,請從具有更高發光強度(CAT等級)嘅分級中選擇LED。
問:正向電壓列為2.0V典型值。我應該用咩數值來計算我嘅串聯電阻?
答:為咗穩健設計,請使用規格書中嘅最大正向電壓(2.4V)。咁樣可以確保即使你收到嘅LED處於Vf範圍嘅高端,電流也唔會超過所需值。使用典型值可能會導致某些單元電流過大。
問:呢款LED適合戶外使用嗎?
答:工作溫度範圍係-40°C至+85°C,涵蓋大多數戶外環境。然而,LED本身唔防水或未經紫外線穩定處理。用於戶外時,必須將其放置喺提供環境密封嘅保護窗或透鏡後面。
問:點解儲存條件咁具體(≤30°C/70% RH,3個月)?
答:SMD元件容易吸濕。超過呢啲限制可能會導致回流焊接期間出現\"爆米花\"現象,即被困嘅水分蒸發並使封裝開裂。呢啲指引確保咗可焊性同可靠性。
11. 實際設計同使用案例
案例:為網絡交換機設計狀態指示燈。LED需要明亮、可靠且壽命長。383-2SURC/S530-A3係一個絕佳選擇。設計師會:1)選擇適當嘅CAT/HUE分級,以確保所有單元顏色同亮度一致。2)根據尺寸圖紙精確設計PCB焊盤圖案。3)使用設定為20mA(或略低以延長壽命)嘅恆流驅動器,而非簡單電阻,以確保無論電源電壓波動,強度都穩定。4)確保PCB佈局提供連接到地平面嘅小型散熱焊盤,以幫助散熱。5)組裝期間嚴格遵循波峰焊溫度曲線,以避免熱衝擊。
12. 技術原理介紹
呢款LED採用AlGaInP(磷化鋁鎵銦)半導體晶片。當施加正向電壓時,電子同空穴喺半導體嘅有源區複合,以光子形式釋放能量。AlGaInP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,進而定義咗發射光嘅峰值波長——喺呢個情況下,係喺超紅光區域(~624-632 nm)。水清環氧樹脂充當主透鏡,將輸出光束塑造成指定嘅6°視角。
13. 技術趨勢
像呢款指示燈LED嘅趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多流明),咁樣可以喺更低電流下實現相同亮度,減少功耗同熱量產生。同時,喺保持或改善光學性能嘅同時,強烈推動小型化。此外,推動更廣泛嘅環保合規(超越RoHS,包括無鹵素、REACH同無衝突礦物)正成為整個行業嘅標準。開發更堅固嘅封裝材料以承受更高回流溫度同更惡劣環境條件也係一個持續關注嘅領域。
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。 |