目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用PLCC-2(塑膠引腳晶片載體)封裝嘅高亮度、表面貼裝黃色LED嘅規格。呢款器件專為苛刻環境下嘅可靠同高性能而設計,具有適合自動化組裝流程嘅緊湊外形。其主要應用重點係汽車內飾照明,包括儀錶板,呢啲場合對顏色輸出一致性同長期穩定性要求極高。
1.1 核心特點同目標市場
呢款LED嘅定義性特點令佢適用於特定嘅工業同消費類應用。其封裝類型確保咗同標準SMT(表面貼裝技術)生產線嘅兼容性。黃色係由主波長定義,通過特定嘅半導體材料實現。喺標準20mA驅動電流下,典型發光強度為1120毫坎德拉(mcd),為指示燈同背光用途提供充足亮度。120度嘅寬視角確保咗從唔同角度都有良好嘅可見度。符合AEC-Q101汽車級認證標準係一個關鍵區別點,表明佢經過咗溫度循環、耐濕度同長期運行穩定性嘅嚴格測試,適合車輛內部嘅惡劣環境。遵守RoHS(有害物質限制)同REACH法規則確保咗其符合全球市場嘅環保要求。
2. 深入技術參數分析
透徹理解電氣、光學同熱學參數對於正確電路設計同可靠運行至關重要。
2.1 電氣同光學特性
正向電壓(VF)喺標準測試電流20mA下,典型值為2.0V,最大值為2.75V。呢個參數對於確定串聯電路中嘅限流電阻值好緊要。直流操作下嘅絕對最大正向電流為50mA,而針對極短脈衝(≤10μs)嘅浪湧電流額定值為100mA。呢款器件唔係為反向偏壓操作而設計。發光強度(IV)喺20mA下規定最小值為710 mcd,典型值為1120 mcd,最大值為1400 mcd,顯示咗預期嘅性能分佈。主波長(λd)定義咗黃色,範圍從585nm到594nm,典型值圍繞590nm。
2.2 熱學同絕對最大額定值
熱管理對於LED壽命至關重要。從結點到焊點嘅熱阻規定為160 K/W(實際)同125 K/W(電氣),表明熱量從半導體晶片傳導出去嘅效率。最大允許結溫(Tj)為125°C。工作溫度範圍為-40°C至+110°C,適合汽車儀錶板下方環境。器件可以承受峰值260°C、持續30秒嘅回流焊接溫度,符合常見嘅無鉛焊接曲線。其ESD(靜電放電)敏感度等級為2kV(人體模型),組裝時需要採取標準嘅ESD防護措施。
3. 性能曲線分析
提供嘅圖表有助於深入了解LED喺唔同條件下嘅行為,對於穩健設計好關鍵。
3.1 電流、電壓同溫度依賴性
正向電流 vs. 正向電壓圖表顯示咗二極管典型嘅指數型IV關係。相對發光強度 vs. 正向電流曲線表明光輸出隨電流增加而增加,但喺較高電流下可能因熱效應而變得次線性。主波長 vs. 正向電流圖表顯示波長隨電流變化極小,表明良好嘅顏色穩定性。相對正向電壓 vs. 結溫圖表具有負係數,意味住VF隨溫度升高而降低,可以用於間接溫度感測。相對發光強度 vs. 結溫圖表顯示光輸出隨溫度升高而預期下降,係熱設計嘅一個關鍵考慮因素。相對波長偏移 vs. 結溫則表明黃色可能隨溫度有輕微偏移。
3.2 降額同脈衝操作
正向電流降額曲線對於確定喺升高嘅環境溫度或焊盤溫度下嘅最大安全工作電流至關重要。例如,喺焊盤溫度(Ts)為110°C時,最大允許正向電流降至35mA。允許脈衝處理能力圖表定義咗對於給定脈衝寬度(tp)同佔空比(D)所允許嘅峰值電流(IF),適用於多路復用或PWM(脈衝寬度調製)調光應用,以避免結點過熱。
4. 分級系統說明
為確保批量生產嘅一致性,LED會根據性能進行分級。
4.1 發光強度分級
發光強度按字母數字代碼分級(例如L1、L2、M1... 直至GA)。每個級別覆蓋特定嘅最小同最大發光強度範圍(單位為毫坎德拉,mcd)。對於呢個特定型號,1120 mcd嘅典型輸出屬於"AA"級(1120-1400 mcd)。設計師可以指定一個分級代碼,以確保其應用達到最低亮度水平。
4.2 主波長分級
定義黃色精確色調嘅主波長,亦都使用數字代碼(例如9194、9497)進行分級。"9194"級別覆蓋嘅範圍係從591nm到594nm。呢個部件嘅典型值為590nm,表明佢很可能屬於"8891"(588-591nm)或"9194"級別。指定一個嚴格嘅波長分級可以確保顯示屏或照明陣列中多個LED嘅顏色均勻性。
5. 機械結構、組裝同包裝
5.1 物理尺寸同極性
PLCC-2封裝具有標準嘅佔位面積。機械圖(由章節參考暗示)會顯示長度、寬度同高度(通常約為3.2mm x 2.8mm x 1.9mm),以及引腳間距。封裝包含一個極性指示器,通常係一個凹口或切角,用於識別陰極。提供咗推薦嘅焊盤佈局,以確保回流焊接期間可靠嘅焊點同適當嘅散熱。
5.2 焊接同處理指引
回流焊接曲線規定咗關鍵參數:預熱、保溫、回流峰值(最高260°C)同冷卻速率,以防止對元件造成熱衝擊。使用注意事項包括標準ESD防護、避免對透鏡施加機械應力,以及唔好超過絕對最大額定值。建議採用適當嘅儲存條件(喺指定嘅-40°C至+110°C溫度範圍內同低濕度下),以保持可焊性同性能。
5.3 包裝同訂購資訊
LED以適合自動貼片機嘅帶狀包裝(Tape-and-Reel)供應。包裝資訊部分詳細說明咗捲盤尺寸、載帶寬度、料袋間距同方向。型號結構(例如67-21-UY0200H-AM)編碼咗關鍵屬性,例如顏色(Y代表黃色)、封裝同可能嘅性能分級。訂購資訊闡明咗如何指定數量、包裝類型同任何特殊嘅分級要求。
6. 應用備註同設計考慮
6.1 典型應用電路
喺典型嘅直流驅動電路中,必須使用限流電阻。電阻值(R)使用歐姆定律計算:R = (電源電壓 - VF) / IF。對於5V電源,目標IF=20mA,VF=2.0V,則 R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 歐姆。電阻額定功率至少應為 PR = (電源電壓 - VF) * IF = 0.06W;1/8W或1/4W嘅電阻就啱用。對於需要亮度控制或多路復用嘅應用,PWM(脈衝寬度調製)係比模擬電流調光更可取嘅方法,因為佢可以保持顏色一致性。
6.2 設計中嘅熱管理
儘管其功耗較低(20mA時約40mW),但有效嘅散熱對於保持性能同壽命仍然好重要,特別係喺高環境溫度或密閉空間中。熱路徑係從結點,通過封裝,到焊盤,再進入印刷電路板(PCB)。喺LED嘅散熱焊盤下方使用帶有連接到地平面嘅熱通孔嘅PCB,可以顯著改善散熱,降低結溫,並有助於維持更高嘅光輸出。
6.3 汽車可靠性設計
對於汽車儀錶板或內飾照明,請考慮以下幾點:使用降額嘅工作電流(例如15-18mA而非20mA)以增強壽命並減少熱應力。確保PCB佈局能最大限度地減少驅動線路中嘅寄生電感同電容。如果LED直接由車輛電源總線驅動,則需要實施針對負載突降同其他汽車電氣瞬變嘅保護電路。驗證所選嘅強度同波長分級代碼喺所有指定工作溫度下都能滿足最終產品嘅美觀同功能要求。
7. 技術比較同趨勢
7.1 工作原理
發光二極管(LED)係一種半導體p-n結器件。當施加正向電壓時,電子同空穴喺有源區復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。光嘅顏色由有源層中使用嘅半導體材料嘅帶隙能量決定。黃色LED通常基於磷化鋁鎵銦(AlGaInP)等材料。PLCC封裝包含一個反射腔同一個模壓環氧樹脂透鏡,用於塑造光輸出並提供環境保護。
7.2 行業背景同演變
PLCC-2封裝代表咗LED行業中一種成熟且廣泛採用嘅外形尺寸,喺尺寸、成本同光學性能之間取得良好平衡。與呢類元件相關嘅LED技術關鍵趨勢包括:發光效率嘅持續改進(每瓦電輸入產生更多光輸出)、溫度同壽命期間顏色穩定性嘅增強,以及保持或提高光功率嘅更細小封裝尺寸嘅發展。追求更高可靠性同符合AEC-Q101等嚴格標準嘅認證,仍然係一個主要焦點,尤其係對於汽車同工業市場。
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。 |