迷你頂視LED 65-11系列規格書 - 尺寸3.2x2.8x1.9mm - 電壓2.75-3.65V - 功率110mW - 白光 - 技術文件

1. 產品概覽

65-11系列係一個迷你頂視表面貼裝器件（SMD）LED嘅產品家族。呢款產品設計成一個細小嘅光學指示器組件，採用InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片嚟產生純白光輸出。LED封裝喺水清樹脂入面，有助提升光學表現。一個關鍵設計特點係封裝內部嘅集成內反射器。呢個反射器可以優化光提取同耦合效率，令呢款LED特別適合用喺需要高效定向光傳輸嘅導光管或光導應用。

1.1 核心優勢同目標市場

呢個LED系列嘅主要優勢嚟自佢嘅封裝設計同材料選擇。120度（典型值）嘅廣闊視角確保咗從唔同角度都有高可見度，呢點對於消費電子產品、汽車儀表板同工業控制面板上嘅狀態指示器嚟講係必不可少嘅。SMT（表面貼裝技術）封裝允許使用標準IR（紅外線）回流焊接工藝進行高速、自動化組裝，同通孔組件相比，可以顯著降低製造成本並提高可靠性。產品標明為無鉛並符合RoHS（有害物質限制）指令，滿足全球環保法規。目標市場廣泛，涵蓋LCD同鍵盤嘅背光（特別係流動裝置）、一般指示功能，以及需要耦合到亞克力或聚碳酸酯導光管嘅特殊照明。

2. 深入技術參數分析

呢部分會詳細、客觀咁解讀規格書中指定嘅關鍵電氣、光學同熱參數。理解呢啲限制同特性係進行可靠電路設計嘅基礎。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係正常操作條件。

• 反向電壓（V_R）：5V。喺反向偏壓方向超過呢個電壓會導致結擊穿。
• 連續正向電流（I_F）：30mA。呢個係可以連續施加嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（I_FP）：100mA。呢個脈衝電流額定值（喺1/10佔空比同1kHz頻率下）允許短暫嘅過流情況，對於多路復用或創造更亮嘅閃光好有用。
• 功耗（P_d）：110mW。呢個係封裝喺環境溫度（T_a）為25°C時可以作為熱量散發嘅最大功率。超過呢個限制有熱失控嘅風險。
• 靜電放電（ESD）：2000V（人體模型）。呢個額定值表示內置咗中等水平嘅ESD保護，但建議仍然使用標準ESD預防措施處理。
• 工作及儲存溫度：-40°C 至 +85°C / -40°C 至 +90°C。呢啲範圍定義咗使用同非操作儲存嘅環境條件。
• 焊接溫度：器件可以承受峰值溫度為260°C、持續10秒嘅IR回流焊接，或者350°C、持續3秒嘅手動焊接。

2.2 電光特性

呢啲參數喺標準測試條件下（T_a=25°C，I_F=20mA）測量，並定義咗器件嘅性能。

• 發光強度（I_V）：715 至 1800 mcd（毫坎德拉）。呢個係LED亮度嘅主要量度。咁大嘅範圍表示使用咗分檔系統（見第3節）。規格使用20mA嘅典型正向電流。
• 視角（2θ_1/2）：120度（典型值）。呢個係發光強度下降到其峰值一半時嘅全角。廣闊嘅視角係頂視封裝同擴散透鏡/反射器設計嘅結果。
• 正向電壓（V_F）：2.75V 至 3.65V。呢個係LED喺20mA驅動時嘅壓降。變化係由於半導體工藝公差造成，並通過電壓分檔進行管理。

3. 分檔系統說明

為確保大規模生產嘅一致性，LED會根據性能分組或"分檔"。呢份規格書定義咗發光強度同正向電壓嘅分檔。

3.1 發光強度分檔

LED根據其喺20mA下測量嘅發光強度分為四個檔位（V1、V2、W1、W2）。例如，V1檔嘅LED強度會喺715到900 mcd之間，而W2檔嘅LED會喺1420到1800 mcd之間。設計師訂購時必須指定所需檔位，以確保其應用達到最低亮度水平。

3.2 正向電壓分檔

正向電壓喺"E"分類下分為三組（E5、E6、E7）。例如，E5檔涵蓋V_F從2.75V到3.05V。喺多個LED並聯連接嘅設計中，選擇相同電壓檔嘅LED至關重要，因為咁可以確保更均勻嘅電流分配同亮度。

3.3 色度座標分檔

白光嘅顏色由其喺CIE 1931色度圖上嘅座標（x，y）定義。規格書顯示咗四個主要檔位（B3、B4、B5、B6），定義咗圖上嘅特定區域。每個檔位都有一個定義嘅四邊形區域。例如，B3檔覆蓋嘅區域x座標約為0.283至0.304，y座標約為0.295至0.330。呢種分檔確保白色光點（相關色溫 - CCT）喺可接受嘅範圍內，防止陣列中LED之間出現明顯嘅顏色差異。呢啲座標嘅公差為±0.01。

4. 性能曲線分析

典型特性曲線提供咗LED喺非標準條件下行為嘅深入理解。

4.1 相對發光強度 vs. 正向電流

呢條曲線顯示光輸出同電流唔成線性比例。雖然輸出隨電流增加，但效率（每瓦流明）通常喺較高電流下會降低，因為晶片內部產生更多熱量。長時間以超過建議嘅20mA驅動LED會縮短壽命，並可能導致顏色偏移。

4.2 正向電流降額曲線

呢個係熱管理嘅關鍵圖表。佢顯示最大允許連續正向電流作為環境溫度（T_a）嘅函數。隨著T_a升高，LED散熱能力下降。因此，最大安全工作電流必須降低。例如，喺環境溫度85°C時，最大連續電流明顯低於25°C時指定嘅30mA絕對最大額定值。忽略呢個降額會導致快速退化。

3.3 相對發光強度 vs. 環境溫度

呢條曲線說明咗光輸出對溫度嘅依賴性。通常，基於InGaN嘅白光LED嘅發光強度會隨著結溫升高而降低。對於喺高溫環境下運行或LED被強力驅動嘅應用，呢點係一個重要考慮因素，因為實際亮度會低於室溫規格。

4.4 正向電壓 vs. 正向電流 & 光譜分佈

V_F vs. I_F曲線顯示二極管嘅指數I-V特性。光譜分佈圖顯示咗喺唔同波長下發射嘅相對功率。對於使用帶有熒光粉塗層嘅藍光晶片嘅白光LED，光譜會喺藍色區域（來自晶片）有一個峰值，並喺黃色/綠色/紅色區域（來自熒光粉）有一個更寬嘅峰值。組合輸出被人眼感知為白光。

4.5 輻射圖

呢個極座標圖直觀咁表示視角同光嘅空間分佈。120度視角喺度得到確認，顯示強度喺偏離中心軸（0度）嘅角度上如何減弱。

5. 機械及封裝信息

5.1 封裝尺寸

LED有一個緊湊嘅SMD佔位面積。關鍵尺寸包括主體尺寸約為3.2mm（長）x 2.8mm（寬）x 1.9mm（高）。規格書提供咗帶公差嘅詳細圖紙，除非另有說明，通常為±0.1mm。呢包括陽極同陰極焊盤嘅位置，對於正確嘅PCB（印刷電路板）佈局同自動拾放組裝期間嘅方向至關重要。

5.2 極性識別

封裝包括一個極性標記。通常，封裝上嘅凹口、圓點或切角表示陰極側。PCB佔位焊盤設計應該反映呢種不對稱性，以防止錯誤放置。

6. 焊接及組裝指南

6.1 回流焊接參數

器件兼容標準紅外線（IR）回流焊接工藝。最大推薦溫度曲線嘅峰值溫度為260°C，唔應該超過10秒。必須遵循受控嘅溫度上升同冷卻曲線，以防止熱衝擊，熱衝擊可能導致樹脂封裝破裂或損壞內部引線鍵合。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接，應該快速進行。建議使用350°C嘅烙鐵頭，每個引腳最多持續3秒。加熱時間太長會將過多熱量傳遞到LED晶片。

6.3 儲存條件

LED應該儲存喺其原始防潮袋中，袋內有乾燥劑，並放喺受控環境下，通常低於30°C同60%相對濕度。如果打開袋子，組件可能會吸收水分，呢啵喺回流焊接期間由於水蒸氣快速膨脹而導致"爆米花"現象（封裝破裂）。打開後長時間儲存，可能需要根據IPC/JEDEC標準進行烘烤程序。

7. 包裝及訂購信息

7.1 捲帶尺寸

LED以帶狀及捲盤形式供應，用於自動組裝。規格書提供咗載帶、捲盤軸心同整體捲盤嘅尺寸。呢啲信息對於編程SMT貼片機嘅送料器機構係必要嘅。

7.2 標籤說明及型號編碼

捲盤或盒子上嘅產品標籤包含指定器件性能檔位嘅代碼。關鍵代碼包括：
CAT：發光強度等級（例如，W1、V2）。
HUE：色度座標（例如，B4、B6）。
REF：正向電壓等級（例如，E5、E7）。
完整部件號（例如，65-11/T2C-FV1W2E/2T）編碼咗系列、封裝類型同可能嘅性能檔位，允許精確識別同訂購。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 光學指示器：消費電子產品、電器同汽車內飾中嘅電源狀態、模式選擇同警報指示器。
• 耦合到導光管：廣闊視角同優化反射器令呢款LED非常適合用於邊緣照明亞克力或聚碳酸酯導光管，常用於照亮符號、按鈕或創造均勻背光面板。
• 背光：適用於小型LCD顯示屏、手機鍵盤照明，以及背光薄膜開關或裝飾面板。
• 一般照明：可以用於陣列，進行低水平環境或重點照明。

8.2 設計考慮因素

• 限流：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器。正向電壓會變化，因此唔建議使用恆壓源驅動，因為可能導致熱失控。
• 熱管理：對於需要高亮度或喺溫暖環境中運行嘅設計，確保足夠嘅PCB銅面積（散熱焊盤）將熱量從LED焊點導走。
• 光學設計：當與導光管一齊使用時，LED同導光管入口之間嘅距離同對齊對於效率至關重要。建議進行光學模擬或製作原型。
• ESD保護：雖然器件有一定嘅ESD保護，但喺敏感線路上加入瞬態電壓抑制或喺組裝期間使用ESD安全處理程序係良好做法。

9. 技術比較與區分

65-11系列通過其廣闊視角同針對導光管耦合優化嘅封裝呢個特定組合嚟區分自己。同標準側視LED相比，頂視發射模式更適合LED垂直安裝於觀看表面嘅應用。同其他頂視LED相比，集成內反射器係一個旨在提高導光應用中光學效率嘅設計特點，可能喺導光管系統中提供比冇呢種特點嘅通用頂視LED更好嘅性能。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可唔可以連續用30mA驅動呢個LED？
答：絕對最大額定值係喺25°C環境溫度下30mA。為咗可靠嘅長期運行，建議喺呢個最大值以下操作。指定嘅典型操作條件係20mA。此外，如果環境溫度高於25°C，電流必須根據降額曲線進行降額。

問：點解發光強度範圍咁大（715-1800 mcd）？
答：呢個範圍代表所有生產檔位嘅總分佈。單個LED會被分到更窄嘅檔位（V1、V2、W1、W2）。通過訂購時指定所需檔位代碼，你可以確保收到具有一致且已知最低亮度嘅LED。

問：我點樣選擇正確嘅限流電阻？
答：使用歐姆定律：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中嘅最大V_F（或你指定嘅電壓檔位），以確保喺所有條件下電阻上有足夠嘅壓降來正確限制電流。對於5V電源同20mA時最大V_F為3.65V：R = (5 - 3.65) / 0.02 = 67.5Ω。一個標準68Ω電阻會係合適嘅。同時一定要計算電阻嘅額定功率：P = I²* R。

11. 實用設計及使用案例

案例：帶背光嘅觸覺開關面板
一位設計師正在創建一個帶有多個需要背光嘅觸覺開關嘅控制面板。每個開關都有一個半透明蓋同下面嘅導光管。選擇65-11 LED係因為其頂視發射同廣闊視角可以有效地將光耦合到導光管底部。設計師選擇W1檔以獲得一致、中高亮度。LED放置喺PCB上，直接位於每個導光管下方。使用18mA恆定電流（略低於20mA規格以增強壽命同減少熱量）。指定正向電壓E6檔，以確保當所有LED通過單個電壓軌並帶有各自串聯電阻並聯供電時亮度均勻。PCB佈局包括連接到地平面嘅小型散熱焊盤，以幫助散熱。

12. 工作原理介紹

呢款白光LED基於光致發光原理運作。核心係一個由InGaN製成嘅半導體晶片，當施加正向偏壓（電流）時，電子同空穴跨越其帶隙復合，會發出藍光。呢啲藍光唔係直接發射。相反，佢撞擊沉積喺晶片上或周圍嘅一層熒光粉塗層（通常係YAG:Ce - 摻鈰釔鋁石榴石）。熒光粉吸收一部分藍色光子，並喺黃色同紅色區域嘅更寬光譜範圍內重新發射光。人眼將剩餘藍光同轉換後嘅黃/紅光嘅混合物感知為白光。白光嘅確切色調或相關色溫（CCT）由熒光粉層嘅成分同厚度決定。

13. 技術趨勢

像65-11系列呢類SMD LED嘅總體趨勢係朝向更高效率（每瓦更多流明），從而喺相同光輸出下降低功耗同熱量產生。同時亦推動提高顯色指數（CRI），特別係對於照明應用，呢涉及使用更複雜嘅多熒光粉系統。小型化持續進行，更細嘅封裝尺寸亦都出現。此外，將控制電子器件（例如恆流驅動器或PWM（脈衝寬度調製）控制器）直接集成到LED封裝中（"智能LED"）係一個增長趨勢，為最終用戶簡化電路設計。用於藍光晶片嘅底層InGaN技術已經成熟，持續嘅研究集中於減少高電流下嘅效率下降同提高喺更高工作溫度下嘅壽命。