目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 光度同電氣特性
- 2.2 絕對最大額定值同熱特性
- 3. 分檔系統說明
- 3.1 發光強度分檔
- 3.2 顏色分檔
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓(IV曲線)
- 4.2 相對發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 相對發光強度 vs. 結溫
- 4.4 色度偏移 vs. 溫度同電流
- 4.5 正向電流降額同脈衝處理
- 5. 機械同封裝信息
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 推薦焊盤佈局
- 6.2 回流焊接溫度曲線
- 7. 包裝同訂購信息
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題解答(基於技術參數)
- 11. 實用設計同使用案例
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用PLCC-2封裝、高可靠性嘅表面貼裝冰藍色LED嘅技術規格。呢款元件主要為要求嚴苛嘅汽車內飾應用而設計,結合咗穩定嘅光學性能同適合惡劣環境嘅堅固結構。佢嘅主要優勢包括符合汽車元件AEC-Q101標準認證、遵守RoHS同REACH環保指令,以及一套平衡嘅光度同電氣特性。目標市場係汽車電子,特別係用於內飾環境照明、開關背光、指示燈,以及其他對可靠性同顏色一致性要求極高嘅人機界面元素。
2. 深入技術參數分析
2.1 光度同電氣特性
核心性能係喺10mA正向電流(IF)嘅標準測試條件下定義嘅。喺呢個電流下,典型發光強度係355毫坎德拉(mcd),根據分檔結構,最小值為140 mcd,最大值為560 mcd。正向電壓(VF)典型值為3.00V,範圍由2.75V到3.75V。器件發出冰藍色光,典型CIE 1931色度座標為x=0.19同y=0.25。120度嘅寬視角確保咗從唔同角度都有良好嘅可見度。光通量測量嘅公差為±8%,色度座標公差為±0.005。
2.2 絕對最大額定值同熱特性
為確保長期可靠性,器件絕對唔可以喺超出其絕對最大額定值嘅條件下工作。最大連續正向電流為20mA,功耗限制為75mW。佢可以承受低佔空比、脈衝≤10μs嘅300mA浪湧電流。結溫(Tj)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:電氣熱阻RthJS(el)為125 K/W,實際熱阻RthJS(real)為200 K/W,呢啲對於應用設計中嘅熱管理至關重要。
3. 分檔系統說明
器件輸出被分類到唔同嘅檔位,以確保同一生產批次內嘅一致性。
3.1 發光強度分檔
詳細嘅分檔表定義咗發光強度嘅組別,範圍從L1(11.2-14 mcd)到GA(18000-22400 mcd)。呢份規格書涵蓋嘅特定型號57-11-IB0100L-AM,對應於表中突出顯示範圍內嘅檔位,其典型值355 mcd屬於T1檔(280-355 mcd)。咁樣可以讓設計師為其應用選擇合適嘅亮度等級。
3.2 顏色分檔
規格書參考咗一個標準嘅冰藍色分檔結構圖(提供嘅文本中未完全詳細說明圖形表示)。呢個圖表會定義CIE x同y座標嘅允許變化範圍,以確保所有標記為冰藍色嘅器件都喺視覺上可接受嘅顏色範圍內。典型座標(0.19, 0.25)作為呢個定義檔位內嘅標稱目標值。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電流 vs. 正向電壓(IV曲線)
圖表顯示咗25°C下正向電流(IF)同正向電壓(VF)之間嘅關係。條曲線具有二極管嘅特性,顯示一旦正向電壓超過閾值(約2.7V),電流就會呈指數級上升。呢個數據對於設計限流電路至關重要。
4.2 相對發光強度 vs. 正向電流
呢個圖表表明光輸出會隨正向電流增加而增加,但唔一定係完美線性嘅,特別係當電流接近最大額定值時。佢幫助設計師理解喺唔同電流水平驅動LED時嘅效率權衡。
4.3 相對發光強度 vs. 結溫
呢個係可靠性方面嘅關鍵圖表,佢顯示咗光輸出如何隨結溫升高而降低。喺最大額定結溫125°C時,相對發光強度明顯低於25°C時。呢個強調咗有效熱管理對於保持亮度一致性嘅重要性。
4.4 色度偏移 vs. 溫度同電流
唔同嘅圖表繪製咗CIE x同y座標隨結溫同正向電流嘅偏移。呢啲偏移雖然可能好細,但對於要求嚴格顏色一致性嘅應用非常重要,因為LED嘅感知顏色會隨工作條件而變化。
4.5 正向電流降額同脈衝處理
降額曲線規定咗最大允許連續正向電流作為焊盤溫度嘅函數。例如,喺最高焊盤溫度110°C時,電流必須降低到20mA。脈衝處理能力圖表定義咗唔同脈衝寬度同佔空比下允許嘅浪湧電流,呢個對於承受浪湧電流或脈衝操作方案至關重要。
5. 機械同封裝信息
器件採用PLCC-2(塑料引線晶片載體)表面貼裝封裝。呢種封裝類型提供良好嘅機械穩定性同低剖面。規格書包含詳細嘅機械尺寸圖(有提及但提供嘅文本中未完全詳細說明),指定咗PCB封裝設計所需嘅精確長度、寬度、高度、引腳間距同其他關鍵物理尺寸。
6. 焊接同組裝指引
6.1 推薦焊盤佈局
提供咗推薦嘅焊盤圖案,以確保形成良好嘅焊點、可靠嘅電氣連接,以及工作時最佳嘅散熱效果。遵循呢個佈局對於製造良率同長期可靠性至關重要。
6.2 回流焊接溫度曲線
該元件適用於回流焊接,峰值溫度為260°C,最長持續30秒。必須遵循受控嘅溫度曲線(預熱、保溫、回流、冷卻),以防止熱衝擊同損壞LED晶片或封裝。
7. 包裝同訂購信息
器件以適合自動化組裝嘅行業標準包裝供應,例如編帶包裝。型號57-11-IB0100L-AM遵循特定嘅編碼系統,其中57-11可能表示封裝系列/尺寸,IB表示冰藍色,0100可能與性能分檔有關,而L-AM可能指定包裝類型或其他變體。訂購信息部分會詳細說明捲盤數量、編帶寬度同方向。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
主要應用係汽車內飾照明。呢個包括儀表板背光、環境腳坑或中控台照明、機械或電容式觸摸開關嘅背光、換檔指示燈,以及各種狀態指示燈。其AEC-Q101認證使其適合呢啲惡劣、溫度循環嘅環境。
8.2 設計考慮因素
電流驅動:務必使用恆流驅動器或限流電阻與LED串聯。標稱驅動電流為10mA,但考慮到公差同溫度效應,電路設計應確保在任何條件下都唔會超過20mA嘅絕對最大值。
熱管理:PCB佈局必須有助於散熱。使用推薦嘅焊盤設計,如果可能,將散熱過孔連接到內部接地層,並避免將LED放置喺其他發熱元件附近。監控焊盤溫度,使其保持在降額曲線限制範圍內。
靜電放電(ESD)保護:雖然器件具有8kV嘅人體模型(HBM)ESD等級,但仍建議喺組裝過程中採取標準嘅ESD處理預防措施。喺敏感應用中,PCB上額外增加外部ESD保護可能係明智之舉。
光學設計:120°視角提供寬廣嘅發射角度。對於聚焦光線,需要二次光學元件(透鏡、導光板)。喺匹配導光板或擴散片時,應考慮冰藍色座標,以避免唔需要嘅顏色偏移。
9. 技術比較同差異化
與通用PLCC-2 LED相比,呢款器件嘅關鍵區別在於其汽車級認證(AEC-Q101)同符合RoHS/REACH標準。針對強度同顏色嘅詳細分檔結構提供更高嘅一致性,呢個對於汽車內飾中多個LED緊密使用嘅情況至關重要。與僅在室溫下指定嘅部件相比,涵蓋溫度範圍嘅全套降額同性能圖表允許進行更穩健同可預測嘅設計。
10. 常見問題解答(基於技術參數)
問:我可以連續用20mA驅動呢個LED嗎?
答:可以,但前提係焊盤溫度保持喺或低於25°C,呢個通常唔切實際。你必須參考正向電流降額曲線(第4.5節)。喺更現實嘅焊盤溫度80°C下,最大允許連續電流明顯低於20mA。
問:點解典型發光強度係喺10mA下給出,而唔係最大電流?
答:10mA代表一個標準測試條件,佢平衡咗良好嘅光輸出、效率同壽命。喺絕對最大電流(20mA)下工作會增加壓力、縮短壽命並產生更多熱量,而熱量反過來又會降低光輸出(如溫度圖表所示)。
問:我應該點樣理解兩個唔同嘅熱阻值(125 K/W同200 K/W)?
答:電氣熱阻(125 K/W)係從溫度敏感電氣參數(正向電壓)推導出來嘅。實際熱阻(200 K/W)係通過外殼溫升直接測量嘅。為咗進行最壞情況嘅熱設計,應該使用較高嘅值(200 K/W)。
問:色度座標會隨溫度偏移。呢個對我嘅應用有幾重要?
答:第4.3節同4.4節中嘅圖表量化咗呢個偏移。對於大多數通用指示燈應用,偏移可能可以忽略不計。然而,對於多個LED之間精確顏色匹配至關重要嘅應用(例如,多LED背光面板),你必須確保所有LED喺工作期間處於相似溫度,以保持顏色均勻性。
11. 實用設計同使用案例
場景:設計汽車開關背光。中控台上嘅一組四個開關需要冰藍色背光。設計要求亮度同顏色均勻。實施方案:1) 指定來自相同強度同顏色檔位(例如T1檔)嘅LED,以最小化初始差異。 2) 使用設定為8-10mA嘅相同恆流源驅動所有LED,以確保匹配嘅驅動條件並延長壽命。 3) 設計PCB佈局,為每個LED嘅焊盤周圍提供對稱且足夠嘅銅箔鋪設,以平衡散熱。 4) 使用專為120°視角設計嘅導光板或擴散膜,將來自四個獨立光源嘅光線混合成一個均勻嘅照明區域。 5) 喺整個汽車溫度範圍(-40°C至+85°C環境溫度)內驗證設計,檢查亮度變化同顏色偏移係否喺可接受水平。
12. 工作原理介紹
呢個係一種半導體發光二極管(LED)。當喺陽極同陰極之間施加超過其帶隙能量嘅正向電壓時,電子同空穴會喺半導體晶片嘅有源區內復合(對於藍色/白色通常基於InGaN)。呢個復合過程以光子(光)嘅形式釋放能量。半導體層同熒光粉(如果使用)嘅特定成分決定咗發射光嘅波長,從而決定顏色。PLCC-2封裝容納咗微小嘅半導體晶片,提供機械保護,包含一個反射杯來引導光線,並包含一個模製塑料透鏡來塑造光束同決定視角。
13. 技術趨勢同背景
LED行業繼續朝著更高效率(每瓦更多流明)、更好顯色性同更高可靠性嘅方向發展。對於汽車內飾,趨勢包括採用更小嘅封裝尺寸(例如,晶片級封裝)、更高集成度(內置驅動器或控制器嘅LED),以及使用先進材料以喺高溫下實現更好性能。對於動態環境照明系統,精確嘅數字控制顏色同強度也越來越受重視。呢款PLCC-2 LED代表咗一種成熟、易於理解且高度可靠嘅技術,佢構成咗許多當前汽車照明設計嘅骨幹,平衡咗性能、成本同經過驗證嘅現場可靠性。
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。 |