目錄
1. 產品概覽
呢份文件提供咗一款採用PLCC-2封裝嘅高亮度、表面貼裝冰藍色LED嘅完整技術規格。呢款元件主要為要求嚴格嘅汽車內飾照明應用而設計,結合咗可靠性能同業界標準合規性。LED採用緊湊嘅1608尺寸(1.6mm x 0.8mm),適合需要穩定、鮮明照明但空間有限嘅設計。
呢款LED嘅核心優勢包括根據嚴格嘅汽車元件標準AEC-Q101進行認證,確保喺惡劣環境條件下嘅可靠性。佢完全符合RoHS、REACH同無鹵素指令,滿足現代環保同安全法規。喺標準驅動電流10mA下,典型發光強度為650毫坎德拉(mcd),以其尺寸嚟講提供咗出色嘅亮度。
2. 技術參數深入分析
2.1 光度同電氣特性
關鍵操作參數定義咗LED喺標準條件(Ts=25°C)下嘅性能。正向電流(IF)嘅建議工作範圍係2mA至20mA,以10mA作為典型測試條件。喺呢個電流下,典型正向電壓(VF)係3.00V,最小同最大限值分別為2.5V同3.5V,顯示咗半導體特性嘅預期變化。
主要光度輸出由發光強度(IV)定義,喺10mA下典型值為650 mcd。最小同最大界限分別係330 mcd同970 mcd,呢啲數值直接同後面詳細說明嘅分級結構相關。發光模式以120度寬視角(φ)為特徵,提供廣闊、均勻嘅照明。顏色由CIE 1931圖上嘅色度坐標指定,典型值為x=0.20同y=0.25,定義咗冰藍色嘅特定色調。
2.2 絕對最大額定值同熱管理
呢啲額定值定義咗可能導致永久損壞嘅極限,唔適用於連續操作。絕對最大正向電流係20mA,功耗(Pd)唔可以超過70mW。器件可以承受非常短脈衝(t≤10μs,佔空比0.005)嘅50mA浪湧電流(IFM)。
熱管理對於LED壽命同性能穩定性至關重要。結溫(TJ)絕對唔可以超過125°C。工作同儲存溫度範圍指定為-40°C至+110°C,確認咗其適用於汽車環境。提供咗兩個熱阻值:從結點到焊點嘅實際熱阻(RthJS real)係160 K/W,而基於電氣方法得出嘅數值(RthJS el)係140 K/W。呢啲數值對於根據功耗計算操作期間嘅溫升至關重要。
3. 分級系統說明
為確保大規模生產嘅一致性,LED會根據性能分級。呢份規格書詳細說明咗一個全面嘅發光強度分級結構。
3.1 發光強度分級
發光強度分為從Q到B標記嘅組別。每個組別再細分為三個子級:X、Y同Z,分別代表該組別內嘅低、中、高強度。例如,V組涵蓋710 mcd至1120 mcd嘅強度。子級VX係710-820 mcd,VY係820-970 mcd,VZ係970-1120 mcd。650 mcd嘅典型值屬於UY級(520-610 mcd)或VX級嘅較低端,表示零件編號可能對應特定嘅分級代碼。呢個系統允許設計師為其應用選擇所需嘅精確亮度級別,確保多個單元之間嘅視覺一致性。
4. 性能曲線分析
4.1 IV曲線同相對發光強度
正向電流對正向電壓嘅圖表顯示咗二極管嘅經典指數關係。呢條曲線允許設計師確定所需電流對應嘅驅動電壓,對於設計限流電路至關重要。相對發光強度對正向電流嘅圖表表明,光輸出喺較低電流範圍內大致與電流成線性關係,但當電流接近最大額定值時,可能會顯示效率下降(次線性增加)嘅跡象,強調咗喺建議範圍內操作嘅重要性。
4.2 溫度依賴性同色度穩定性
相對發光強度對結溫嘅圖表對於熱設計至關重要。佢顯示光輸出會隨著結溫升高而降低。例如,喺100°C時,相對強度可能會下降到其喺25°C時數值嘅80-90%左右。喺環境溫度高或散熱不良嘅應用中,必須考慮呢一點。
色度坐標偏移對結溫嘅圖表顯示感知顏色如何隨溫度變化。喺顏色一致性重要嘅應用中,顏色隨溫度保持穩定至關重要。同樣地,相對正向電壓對結溫嘅圖表顯示負溫度係數,即VF隨溫度升高而降低,呢個特性可以用於某啲溫度感測電路。
4.3 光譜分佈同輻射模式
波長特性圖表繪製咗相對光譜功率分佈。對於冰藍色LED,呢條曲線會喺藍青色波長區域(通常約470-490nm)有一個主峰。呢個峰嘅形狀同寬度決定咗顏色純度。輻射嘅典型圖表特性顯示光強度嘅空間分佈(輻射模式)。提供嘅極座標圖顯示120°視角,確認咗朗伯或近朗伯發射模式,其中強度喺0°(垂直於芯片)時最高,喺±60°時下降到50%。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸同極性
LED採用PLCC-2(塑料引線芯片載體)表面貼裝封裝,具有1608公制尺寸(1.6mm長 x 0.8mm寬)。機械圖(目錄中引用)會提供本體高度、引腳間距同公差嘅確切尺寸。PLCC-2封裝通常喺相對兩側有兩個引腳。正確識別極性至關重要。規格書應標明陰極標記,通常係封裝本體上嘅綠點、凹口、切角或較短嘅引腳。將LED反向偏置連接可能會損壞佢,因為佢唔係為反向操作而設計(VR額定值未指定)。
5.2 推薦焊盤佈局
提供咗PCB佈局嘅推薦焊盤設計,以確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點。呢個焊盤設計通常比元件引腳稍大,以便形成良好嘅焊料潤濕同焊角,同時防止焊料橋接。遵循呢個建議對於機械強度同從LED到PCB(作為散熱器)嘅熱傳遞非常重要。
6. 焊接同組裝指南
6.1 回流焊接溫度曲線
元件嘅最高焊接溫度額定為260°C,持續30秒。呢個係指標準回流過程中喺封裝本體或引腳上測量到嘅峰值溫度。典型嘅回流溫度曲線圖會顯示溫度上升、預熱、保溫、回流(帶峰值溫度)同冷卻階段。遵循呢個曲線以避免熱衝擊至關重要,熱衝擊可能會導致環氧樹脂透鏡破裂或損壞內部芯片同鍵合線。濕度敏感等級(MSL)評級為2a,意味著元件喺需要喺回流前烘烤之前,可以喺≤30°C/60% RH條件下儲存長達4週。
7. 包裝同訂購信息
零件編號1608-IB0100M-AM遵循一個邏輯結構:1608表示封裝尺寸,IB代表冰藍色,0100M可能與強度分級或特定性能等級相關,而AM可能表示汽車級或特定版本。訂購信息會詳細說明可用嘅包裝選項,例如捲帶包裝數量(例如,每捲4000件)、捲帶尺寸同捲帶內嘅方向。強調喺所有組裝階段都要妥善處理靜電敏感器件(額定值高達2kV HBM)。
8. 應用建議
8.1 主要應用:汽車內飾照明
列出嘅明確應用係汽車內飾照明。呢包括儀表板背光、按鈕照明、腳坑燈、門板燈同氛圍燈。AEC-Q101認證、寬廣嘅工作溫度範圍(-40°C至+110°C)同高可靠性,使其特別適合汽車行業嘅嚴格要求,其中元件必須承受振動、熱循環同長操作壽命。
8.2 設計考慮同電路保護
設計驅動電路時,務必使用恆流源或與LED串聯嘅限流電阻,以防止熱失控,因為正向電壓具有負溫度係數。使用公式 R = (Vsupply- VF) / IF計算電阻值。確保功耗(VF* IF)唔超過70mW,要考慮最大VF同IF。對於熱管理,確保LED焊盤下方同周圍有足夠嘅PCB銅面積作為散熱器,盡可能降低結溫以保持亮度同壽命。考慮正向電流降額曲線,該曲線顯示最大允許連續電流必須隨著焊盤溫度升高而降低。
9. 技術比較同差異化
與標準商業級LED相比,呢款元件嘅關鍵區別在於其AEC-Q101認證同擴展嘅溫度範圍,呢啲對於汽車應用係不可或缺嘅。與其他汽車LED相比,其採用1608尺寸嘅PLCC-2封裝提供咗緊湊而穩健嘅解決方案。喺10mA下典型650mcd輸出提供高效率,可能允許使用更低嘅驅動電流達到與競爭對手相同嘅亮度,從而降低功耗同熱負載。全面嘅分級結構為設計師提供咗對產品亮度一致性更嚴格嘅控制。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:發光強度分級嘅主要目的係咩?
答:分級確保大規模生產中顏色同亮度嘅一致性。通過選擇同一級別嘅LED,製造商可以保證產品中所有單元嘅外觀均勻,呢點對於汽車內飾中嘅多LED陣列尤其關鍵。
問:我可以用3.3V電源唔加電阻驅動呢款LED嗎?
答:唔可以。典型VF係3.0V,但佢可以低至2.5V。直接連接3.3V可能會迫使電流超過絕對最大額定值,可能立即損壞LED。務必使用限流機制。
問:呢款LED適合用於汽車外部應用,例如尾燈嗎?
答:雖然穩健,但列出嘅主要應用係內飾照明。外部燈通常對光通量、色度坐標同耐候性封裝有不同要求。對於外部使用嘅適用性,請務必查閱應用說明或諮詢製造商。
問:120°視角如何影響設計?
答:寬視角非常適合區域照明同LED可能從離軸角度觀看嘅應用(例如,儀表板圖標)。如果需要更聚焦嘅光束,則需要二次光學元件(透鏡)。
11. 實用設計同使用案例
案例:為車輛設計氛圍腳坑燈。設計師需要用柔和嘅冰藍色光芒照亮司機同乘客腳坑。佢哋計劃每個腳坑使用兩個LED。根據分級表,佢哋選擇VY級(820-970 mcd)嘅LED,以確保足夠但唔過度嘅亮度。佢哋設計一個由車輛12V系統供電嘅電路。使用典型VF3.0V並以IF10mA為目標以實現長壽命,佢哋計算串聯電阻:R = (12V - 3.0V) / 0.01A = 900歐姆。選擇標準910歐姆電阻。佢哋喺PCB佈局時,將大面積銅箔連接到LED焊盤以散熱,確保焊盤溫度保持喺70°C以下,以便將來需要調整時可以發揮全部20mA能力。佢哋喺組裝期間遵循推薦嘅回流溫度曲線以確保可靠性。
12. 工作原理介紹
呢個係一個半導體發光二極管(LED)。其核心係一個由化合物半導體材料製成嘅芯片(對於藍/青色通常基於InGaN)。當施加超過二極管閾值嘅正向電壓時,電子同空穴從相反兩側注入半導體嘅有源區。當呢啲電荷載流子復合時,佢哋以光子(光)嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長(顏色)由半導體材料嘅帶隙能量決定。PLCC封裝嘅環氧樹脂透鏡封裝咗芯片,提供機械保護,並塑造光輸出光束(實現120°視角)。內部結構包括一個反射杯以引導光線向上,以及一條鍵合線用於電氣連接。
13. 技術趨勢同發展
汽車LED照明嘅趨勢係朝向更高效率(每瓦更多流明),從而減少電氣負載同熱量產生。呢樣可以實現更亮嘅顯示或更低嘅能耗。仲有微型化嘅驅動力,封裝進一步縮小,同時保持或增加光輸出。喺高溫操作下增強可靠性同延長壽命仍然係關鍵嘅研究領域。此外,集成係一個關鍵趨勢,LED封裝將驅動IC、傳感器或多色芯片(RGB)集成到單一模塊中,用於智能照明系統。朝向標準化顏色分級同更嚴格公差嘅趨勢,確保咗使用多個供應商零件嘅汽車製造商嘅一致性。
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。 |