LED燈珠 3294-15UBGC/S400-A6 規格書 - 超藍光 505nm - 3.5V - 20mA - 90°視角 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

3294-15UBGC/S400-A6係一款高亮度LED燈珠，專為需要卓越光輸出嘅應用而設計。呢款器件採用InGaN/SiC晶片材料，配合水清透鏡，產生超藍色光。佢嘅特點係可靠、堅固，並提供多種包裝選項，包括帶裝同捲盤裝。

1.1 核心優勢同目標市場

呢個LED系列嘅主要優勢係增強咗嘅亮度，令佢好適合用喺背光同指示燈應用，呢啲場合高可見度係至關重要嘅。主要目標市場同應用包括電視機、電腦顯示器、電話同一般計算設備，呢啲設備都需要穩定同明亮嘅藍色照明。

2. 技術參數深入分析

呢個部分根據規格書，對器件嘅關鍵電氣、光學同熱參數進行詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件嘅應力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。唔建議喺呢啲條件下操作LED。呢啲額定值係喺環境溫度（Ta）為25°C時指定嘅。

• 連續正向電流（IF）：25 mA。呢個係可以連續施加喺LED上嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（IF（峰值））：100 mA。呢個額定值通常適用於短脈衝條件，絕對唔可以超過。
• 反向電壓（VR）：5 V。施加超過呢個限制嘅反向電壓可能會導致結擊穿。
• 功耗（Pd）：120 mW。呢個係封裝可以散發嘅最大功率，計算方式為正向電壓（VF）* 正向電流（IF）。
• 工作溫度（Topr）：-40°C 至 +85°C。可靠操作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度（Tstg）：-40°C 至 +100°C。
• 靜電放電（ESD）：1000 V（人體模型）。呢個表示中等程度嘅ESD敏感性；需要適當嘅處理程序。
• 焊接溫度（Tsol）：260°C，持續5秒。呢個定義咗回流焊接溫度曲線嘅容差。

2.2 光電特性

光電特性係喺標準測試電流IF=20mA同Ta=25°C下測量嘅，代表典型工作條件。

• 光強度（Iv）：400（最小）至 800（典型） mcd。呢個寬廣嘅分檔範圍表示生產差異；設計師應該考慮最小值以應對最壞情況嘅亮度。
• 視角（2θ1/2）：90°（典型）。呢個定義咗光強度下降到其峰值一半時嘅全角，提供寬廣嘅發射模式。
• 峰值波長（λp）：502 nm（典型）。光譜發射最強嘅波長。
• 主波長（λd）：505 nm（典型）。人眼感知到嘅單一波長，將顏色定義為"超藍色"。
• 光譜輻射帶寬（Δλ）：30 nm（典型）。半峰強度處嘅光譜寬度。
• 正向電壓（VF）：3.5 V（典型），20mA時為4.3 V（最大）。呢個參數對於驅動器設計同電源選擇至關重要。
• 反向電流（IR）：VR=5V時為50 μA（最大）。

測量容差：規格書註明咗特定嘅不確定度：VF為±0.1V，Iv為±10%，λd為±1.0nm。喺精密應用中必須考慮呢啲因素。

3. 分檔系統說明

產品採用分檔系統，根據關鍵光學同電氣參數對器件進行分類，確保批次內嘅一致性。標籤說明定義咗呢啲分檔：

• CAT：光強度（Iv）等級。對應400-800 mcd範圍。
• HUE：主波長（λd）等級。根據LED圍繞505nm嘅特定藍色色點進行分組。
• REF：正向電壓（VF）等級。根據LED嘅壓降進行分組，對於串聯電路中嘅電流匹配好重要。

設計師應該為其應用指定或了解所需嘅分檔，以保持顏色同亮度嘅均勻性。

4. 性能曲線分析

典型特性曲線提供咗器件喺唔同條件下行為嘅深入理解。

4.1 相對強度 vs. 波長

呢條曲線顯示光譜功率分佈，峰值大約喺502nm，帶寬（Δλ）為30nm，確認咗單色藍光發射。

4.2 指向性圖案

極坐標圖說明咗90°視角，顯示出接近朗伯分佈嘅發射模式，強度隨視角嘅餘弦值下降。

4.3 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

I-V曲線係指數型，係二極管嘅典型特徵。喺20mA測試電流下，電壓通常為3.5V。呢條曲線對於熱設計至關重要，因為VF具有負溫度係數。

4.4 相對強度 vs. 正向電流（L-I曲線）

光強度隨電流超線性增加，然後喺更高電流下可能會飽和。喺建議嘅20mA以上操作可能會增加輸出，但會由於熱量增加而降低效率同壽命。

4.5 熱特性

相對強度 vs. 環境溫度：光輸出隨環境溫度升高而降低。呢個降額對於高溫環境中嘅應用至關重要。
正向電流 vs. 環境溫度：對於恆壓驅動，由於VF下降，電流會隨溫度升高而增加。呢個突顯咗恆流驅動器對於穩定操作嘅重要性。

5. 機械同封裝信息

5.1 封裝尺寸圖

機械圖提供咗PCB焊盤設計同組裝間隙嘅關鍵尺寸。關鍵註釋包括：
1. 所有尺寸單位為毫米。
2. 法蘭高度必須小於1.5mm（0.059"）。
3. 除非另有說明，標準公差為±0.25mm。

5.2 極性識別

LED有陰極同陽極引腳。通常，較長嘅引腳係陽極（+），透鏡上嘅平面或法蘭上嘅標記表示陰極（-）。PCB焊盤設計必須匹配呢個方向。

6. 焊接同組裝指引

正確處理對於保持LED性能同可靠性至關重要。

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。
• 避免對封裝施加應力。PCB孔位唔對齊導致引腳受力會損壞環氧樹脂。
• 喺室溫下剪裁引腳。

6.2 儲存條件

• 運輸後儲存喺≤30°C同≤70% RH環境下。保質期為3個月。
• 如需更長儲存（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，以防結露。

6.3 焊接過程

一般規則：保持焊點距離環氧樹脂燈泡至少3mm。
手工焊接：烙鐵頭溫度最高300°C（最大30W），焊接時間最長3秒。
波峰/浸焊：預熱最高100°C（最長60秒）。焊錫槽最高260°C，持續5秒。
溫度曲線：提供咗推薦嘅焊接溫度曲線圖，強調受控嘅升溫、峰值同冷卻階段。
關鍵注意事項：
- 喺高溫階段避免對引腳施加應力。
- 唔好焊接（浸焊/手工焊）超過一次。
- 保護LED免受衝擊/振動，直到冷卻至室溫。
- 避免從峰值溫度快速冷卻。
- 使用能夠實現可靠焊點嘅最低可能溫度。

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，請預先驗證過程以確保無損壞發生。

6.5 熱管理

必須進行適當嘅熱設計。工作電流必須根據應用嘅環境溫度同安裝設置嘅熱阻適當降額。請參考降額曲線（雖然提供嘅摘錄中無明確顯示）以獲取指引。散熱不足會導致光輸出降低、色移同加速老化。

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儲存期間損壞：
- 初級包裝：防靜電袋。
- 次級包裝：內盒，內含4個袋。
- 三級包裝：外箱，內含10個內盒。
包裝數量：每袋最少200至1000件。一個完整嘅外箱包含40袋（4袋/內盒 * 10個內盒）。

7.2 標籤說明

包裝上嘅標籤包含以下信息以供追溯同識別：CPN（客戶部件號）、P/N（製造商部件號：3294-15UBGC/S400-A6）、QTY（數量）、CAT/HUE/REF（分檔代碼）同LOT No.（批次號，用於追溯）。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

呢款LED非常適合用於：
- 背光：用於需要藍色背光或作為RGB白光系統一部分嘅電視、顯示器同工業顯示器嘅LCD面板。
- 狀態指示燈：電信同計算設備中嘅高亮度電源、活動或模式指示燈。
- 裝飾照明：需要鮮艷藍色嘅重點照明。

8.2 設計考慮因素

• 驅動器選擇：使用設定為20mA（或更低以減少熱量/延長壽命）嘅恆流驅動器，以確保穩定嘅光輸出同顏色。考慮典型嘅3.5V正向壓降。
• 限流電阻：如果使用電壓源，請使用最大VF（4.3V）精確計算串聯電阻，以確保喺最壞情況下電流永遠唔超過絕對最大額定值。
• 熱管理：設計PCB時要有足夠嘅銅面積或使用金屬芯PCB（MCPCB）來散熱，特別係喺密閉空間或高環境溫度下。
• 光學設計：90°視角適合廣域照明。對於聚焦光，可能需要二次光學器件（透鏡）。
• ESD保護：喺輸入線路上實施ESD保護，並確保組裝人員使用適當嘅接地帶。

9. 技術比較同差異化

雖然規格書中無直接競爭對手比較，但可以推斷呢款LED嘅關鍵差異化因素：
- 高亮度分檔：喺20mA下典型強度為800mcd，為標準3mm或5mm LED燈珠封裝提供高光效。
- 特定色點：505nm "超藍色"係一種獨特嘅色調，可能同寶藍色（~450nm）或純藍色（~470nm）LED唔同。
- 堅固結構：強調可靠性同無鉛結構，符合現代環保同耐用性標準。
- 全面嘅文檔：詳細嘅處理、焊接同儲存指引降低咗應用風險。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以連續以25mA驅動呢個LED嗎？
A1：雖然絕對最大額定值係25mA，但光電特性係喺20mA下指定嘅。為咗可靠嘅長期操作同考慮熱效應，強烈建議喺20mA或以下操作。僅將最大額定值用作應力極限，唔係操作點。

Q2：點解光強度（400-800 mcd）範圍咁寬？
A2：呢個係由於半導體外延同晶片製造過程中嘅生產差異。器件喺生產後會進行分檔（CAT代碼）。為咗陣列中亮度均勻，請指定嚴格嘅分檔或使用同一生產批次嘅LED。

Q3：我應該點樣理解規格書中嘅"典型"值？
A3："典型"代表生產中嘅平均值或最常見值。設計應基於"最小"值以保證性能（例如，使用400 mcd作為最壞情況亮度）同"最大"值進行應力計算（例如，使用4.3V進行電阻計算）。

Q4：需要散熱器嗎？
A4：對於喺中等環境溫度（<50°C）下以20mA操作，內部功耗（~70mW）可能可以通過引腳同標準PCB銅箔管理。對於更高環境溫度、更高電流或密閉外殼，額外嘅熱管理（例如，更多銅箔、MCPCB）對於防止過熱同過早失效至關重要。

11. 實際使用案例

場景：為機架式網絡交換機設計狀態指示燈面板。
1. 要求：一個明亮嘅藍色"鏈路活動"指示燈，從幾米外可見。
2. 選擇：選擇3294-15UBGC/S400-A6，因為佢嘅高亮度（800mcd典型）同合適嘅視角（90°）。
3. 電路設計：系統使用5V電源軌。計算串聯電阻：R = （V_電源 - VF_最大） / IF = （5V - 4.3V） / 0.020A = 35歐姆。選擇標準36歐姆電阻，喺VF_典型時將電流限制喺~19.4mA，呢個係安全嘅並提供足夠亮度。
4. PCB佈局：LED焊盤放置時，有一小塊銅箔連接到陰極引腳以進行少量散熱。面板設計包括光導管來引導同擴散光線。
5. 組裝：LED使用設定為280°C嘅溫控烙鐵手工焊接，焊點距離本體>3mm，喺2秒內完成。

12. 技術原理介紹

呢款LED基於半導體異質結構。有源區使用生長喺碳化矽（SiC）襯底上嘅氮化銦鎵（InGaN）。當施加正向電壓時，電子同空穴被注入有源區，喺嗰度復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。InGaN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——喺呢個情況下，大約505nm（藍色）。水清環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護，並塑造光輸出光束（90°視角）。

13. 技術發展趨勢

類似呢款器件嘅LED技術發展遵循幾個關鍵趨勢：
1. 效率提升：持續嘅材料科學同晶片設計改進旨在產生更多流明每瓦（lm/W），喺相同光輸出下降低功耗。
2. 顏色精度同一致性：外延生長同分檔過程嘅進步導致更緊密嘅波長同強度分佈，提高陣列中嘅顏色均勻性。
3. 增強可靠性同壽命：更好嘅封裝材料、熱界面同驅動器集成有助於喺惡劣條件下延長操作壽命。
4. 小型化同集成：雖然分立式燈珠仍然流行，但趨勢係朝向表面貼裝器件（SMD）封裝同集成模組，以實現更高密度同自動化組裝。
5. 擴展色域：開發具有特定、窄波長峰值（例如呢款505nm藍色）嘅LED，當與紅色同綠色LED結合時，可以喺顯示應用中實現更寬嘅色域。