目錄
1. 產品概覽
65-11系列係一個迷你頂視表面貼裝技術(SMT)LED家族。呢啲元件嘅特點係佢哋嘅緊湊白色封裝同埋獨特嘅頂部向下發光設計,光線係透過印刷電路板(PCB)射出。呢款特定型號發出藍光,典型主波長為468納米。
呢個系列嘅核心優勢包括非常闊嘅視角,專為高效耦合入導光管而優化。設計包含增強光學性能嘅特點,並且完全符合無鉛同RoHS環保標準。內置嘅靜電放電(ESD)保護喺處理同組裝期間保護器件。
2. 技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證冇問題。
- 反向電壓(VR):5 V
- 正向電流(IF):25 mA(連續)
- 峰值正向電流(IFP):100 mA(佔空比 1/10 @ 1 kHz)
- 功耗(Pd):110 mW
- ESD保護(HBM):2000 V
- 工作溫度(Topr):-40°C 至 +100°C
- 儲存溫度(Tstg):-40°C 至 +110°C
- 焊接溫度:回流焊:最高260°C,最多10秒;手焊:最高350°C,每腳最多3秒。
2.2 電光特性
喺標準環境溫度25°C同正向電流20mA下測量,除非另有說明。公差對設計至關重要。
- 發光強度(Iv):112 至 285 mcd(毫坎德拉)。公差為±11%。
- 視角(2θ1/2):120度(典型)。呢個定義咗強度至少係峰值一半嘅角度範圍。
- 峰值波長(λp):468 nm(典型)。
- 主波長(λd):464.5 至 476.5 nm。公差為±1 nm。
- 頻譜帶寬(Δλ):20 nm(典型)。呢個表示藍光嘅頻譜純度。
- 正向電壓(VF):2.90 至 3.60 V。公差為±0.1 V。
- 反向電流(IR):喺反向電壓5V下,最大50 µA。
3. 分級系統解釋
LED根據關鍵參數分級,以確保生產批次嘅一致性。設計師可以指定分級以匹配應用對顏色同亮度均勻性嘅要求。
3.1 主波長分級(A組)
定義藍色嘅精確色調。分級標記為A9至A12,A9代表最短波長範圍(464.5-467.5 nm),A12代表最長波長範圍(473.5-476.5 nm)。
3.2 發光強度分級
定義亮度級別。分級範圍從R1(最低,112-140 mcd)到S2(最高,225-285 mcd)。
3.3 正向電壓分級(B2組)
定義電氣特性。分級編號為36至42,對應電壓範圍從2.90-3.00 V(分級36)到3.50-3.60 V(分級42)。
4. 機械同包裝信息
4.1 封裝外形尺寸
器件具有緊湊嘅SMT佔位面積。關鍵尺寸包括本體尺寸、引腳間距同整體高度。所有未指定嘅公差為±0.1 mm。極性由封裝上嘅特定標記或引腳配置指示,喺PCB佈局同組裝時必須遵守。
4.2 帶盤包裝
LED以載帶同捲盤形式供應,用於自動貼片組裝。指定咗捲盤尺寸同載帶袋設計,以確保與標準SMT設備兼容。標準每捲裝載數量為2000件。
4.3 濕度敏感性同儲存
元件包裝喺防潮鋁袋中,內含乾燥劑。預防措施至關重要:喺準備使用元件之前,唔好打開個袋。打開前,應儲存喺≤30°C同≤90% RH嘅環境中。打開後,建議喺≤30°C同≤60% RH嘅條件下,元件嘅使用壽命為一年,以防止回流焊期間因濕氣造成損壞。
5. 焊接同組裝指引
主要推薦嘅焊接方法係紅外線(IR)回流焊。最大允許嘅溫度曲線峰值溫度為260°C,持續時間唔超過10秒。手焊係允許嘅,但必須限制喺350°C,每腳最多3秒,以防止對塑料封裝同半導體芯片造成熱損壞。
6. 應用建議
6.1 典型應用場景
- 光學指示器:消費電子產品、工業控制同汽車儀表板上嘅狀態燈。
- 導光管耦合:頂視、寬角度發光非常適合邊緣照明或將光注入亞克力或聚碳酸酯導光管,常用於按鍵背光、面板指示器同裝飾照明。
- 背光:適合小型LCD顯示屏、鍵盤、開關照明同一般裝飾或重點照明。
- 汽車內飾照明:例如儀表板開關背光等應用,其中可靠性同一致嘅顏色至關重要。
6.2 設計考慮因素
- 限流:外部限流電阻係絕對必要嘅。LED嘅正向電壓具有負溫度係數,意味住電壓嘅微小增加會導致電流嘅大幅增加,可能造成破壞性後果。電阻值應根據電源電壓同所需正向電流(通常為20 mA或更少)計算。
- 熱管理:雖然功耗低,但確保PCB提供足夠嘅散熱,特別係喺高環境溫度環境中或以最大連續電流驅動時,將提高長期可靠性。
- ESD預防措施:雖然器件有內置ESD保護,但喺組裝同安裝期間仍應遵循標準ESD處理程序。
7. 可靠性測試
產品經過一系列全面嘅可靠性測試,置信水平為90%,批次容許不良率(LTPD)為10%。主要測試包括:
- 回流焊耐性
- 溫度循環(-40°C 至 +100°C)
- 熱衝擊
- 高低溫儲存
- 直流工作壽命(20mA下1000小時)
- 高溫/高濕度(85°C/85% RH,1000小時)
呢啲測試驗證咗器件喺電子產品中遇到嘅典型環境同操作壓力下嘅穩健性。
8. 常見問題(基於技術數據)
問:頂視設計嘅主要優勢係咩?
答:佢垂直於PCB平面發光,透過電路板本身。呢個對於使用直接放置喺LED上方嘅導光管嘅應用係最佳選擇,因為佢最大化耦合效率,並提供具有寬視角嘅均勻照明。
問:我可唔可以唔用電阻,直接從5V電源驅動呢個LED?
答:No.咁樣幾乎肯定會損壞個LED。正向電壓約為3.2V。直接連接5V會迫使電流遠超最大額定值,導致立即失效。串聯電阻係必不可少嘅。
問:我點樣理解發光強度值?
答:發光強度(以毫坎德拉,mcd為單位)表示人眼從特定方向感知到嘅亮度。120°寬視角意味住呢個亮度喺一個非常廣闊嘅區域內保持,但峰值強度值係沿中心軸(0°)測量嘅。
問:標籤上嘅分級信息係咩意思?
答:標籤包含發光強度等級(CAT)、色度坐標(HUE)同正向電壓等級(REF)嘅代碼。呢個允許追溯性,並確保你收到嘅元件具有你喺訂單中指定嘅特定光學同電氣特性,呢個對於多LED應用中嘅顏色匹配至關重要。
9. 工作原理
器件係一個半導體光源。佢基於氮化銦鎵(InGaN)芯片,呢個係一種直接帶隙半導體材料。當施加超過器件閾值嘅正向電壓時,電子同空穴喺芯片嘅有源區內復合。喺呢個特定材料系統(InGaN)中,呢個復合過程主要以藍光波長頻譜(約468 nm)嘅光子形式釋放能量。透明嘅透鏡材料封裝芯片,並有助於將發射光塑造成所需嘅寬角度圖案。
10. 設計同使用案例研究
場景:薄膜開關面板背光
一位設計師正在創建一個用戶界面面板,上面有幾個薄膜開關,需要藍色背光以喺低光條件下可見。面板為每個開關圖標使用獨立嘅導光管,從中央PCB引出。
元件選擇:選擇65-11系列藍光LED,因為佢嘅頂視發光能有效耦合入導光管嘅底部。120°寬視角確保即使對齊唔完美,圖標區域嘅照明都係均勻嘅。
電路設計:系統電源為5V。對於每個LED,計算一個限流電阻。使用典型VF為3.2V同目標IF為20mA,電阻值為 R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ω。選擇標準91 Ω電阻。電阻中嘅功耗為 (1.8V)^2 / 91Ω ≈ 36 mW,完全喺標準1/8W電阻嘅額定值範圍內。
PCB佈局:LED焊盤精確放置喺導光管安裝孔下方。PCB絲印上嘅極性標記與LED嘅陽極/陰極指示器匹配。喺連接到LED陰極(如果有散熱焊盤)嘅焊盤上使用小型散熱連接,以幫助焊接,同時提供一定嘅散熱。
結果:最終產品為所有開關實現咗均勻、明亮嘅藍色背光,功耗極低,可靠性高,並通過元件指定嘅可靠性測試得到驗證。
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。 |