目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用PLCC-2封裝嘅高性能表面貼裝紅色LED嘅規格。呢款器件主要為要求嚴格嘅汽車內飾應用而設計，提供高亮度輸出、寬視角同埋強勁可靠性嘅組合。佢嘅核心優勢包括符合嚴格嘅汽車標準如AEC-Q102、出色嘅抗硫化物能力 (Class A1)，以及遵守RoHS、REACH同埋無鹵素要求等環保指令。目標市場係汽車電子，特別係用於內飾環境照明、開關背光同埋其他指示功能，喺惡劣條件下可靠性同穩定性能至關重要嘅場合。
2. 深入技術參數分析
2.1 光學同電氣特性
LED嘅關鍵性能指標係喺標準測試條件下定義嘅。典型正向電壓 (VF) 喺正向電流 (IF) 為50mA時係2.20V，指定範圍由1.75V (最小) 到2.75V (最大)。發光強度 (IV) 喺相同50mA條件下額定為3550毫坎德拉 (mcd) 典型值，最小為2800 mcd，最大為5600 mcd。主波長 (λd) 中心喺615nm，定義咗佢嘅紅色，公差為±1nm。呢款器件具有非常寬嘅120度視角 (φ)，確保從偏軸位置都有良好嘅可見度。絕對最大正向電流係70mA，呢款器件唔係為反向電壓操作而設計嘅。
2.2 熱同可靠性規格
熱管理對於LED壽命至關重要。結點到焊點熱阻 (Rth JS) 有兩個值：85 K/W (典型，實際) 同埋60 K/W (典型，電氣)。最大允許結點溫度 (TJ) 係125°C，而工作溫度範圍 (Topr) 由-40°C到+110°C。呢款器件可以承受260°C嘅回流焊接溫度長達30秒。對於靜電放電 (ESD) 保護，佢額定為2kV (人體模型)。功耗 (Pd雖然額定為2kV HBM，但喺輸入線路上實施基本ESD保護係良好做法，特別係喺處理同組裝期間。
3. 分級系統解釋
為咗確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會分級。
3.1 發光強度分級
發光強度分為詳細嘅字母數字分級結構。分級範圍從L1 (11.2-14 mcd) 到高輸出分級如GA (18000-22400 mcd)。呢份規格書涵蓋嘅特定器件，基於其3550 mcd嘅典型額定值，會屬於CA分級 (2800-3550 mcd)。呢個系統允許設計師為均勻照明應用選擇亮度水平嚴格控制嘅部件。
3.2 主波長分級
決定感知顏色嘅主波長亦都會分級。分級由四位數字代碼定義，代表以納米為單位嘅最小同最大波長。例如，分級 '1215' 涵蓋從612nm到615nm嘅波長。器件嘅典型615nm波長將佢置於 '1518' 分級 (615-618 nm) 或可能係 '1215' 分級，取決於特定生產批次。呢種精確分級對於需要特定色點或混色嘅應用至關重要。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
提供嘅圖表顯示咗25°C時正向電流同正向電壓之間嘅關係。條曲線係二極管嘅特徵，顯示一旦正向電壓超過閾值 (呢款LED約為1.7V)，電流就會呈指數增長。呢條曲線對於設計限流電路以確保穩定操作至關重要。
4.2 熱特性
幾個圖表說明咗性能隨溫度嘅變化。相對發光強度 vs. 結點溫度圖表顯示光輸出隨溫度升高而降低，呢個係LED嘅典型行為。相對正向電壓 vs. 結點溫度圖表顯示VF具有負溫度係數，隨溫度升高線性下降。主波長 vs. 結點溫度同埋相對波長 vs. 結點溫度圖表顯示波長隨溫度有輕微偏移 (通常幾納米)，呢個對於顏色關鍵應用好重要。
4.3 光譜分佈同輻射圖案
個相對光譜分佈圖表確認咗單色紅光輸出，峰值約喺615nm，光譜其他部分嘅發射非常少。輻射典型圖表特性(摘錄中未完全詳細說明) 通常會顯示光嘅空間分佈，說明強度下降到峰值一半嘅120°視角。
4.4 降額同脈衝處理
個正向電流降額曲線對於可靠性至關重要。佢顯示最大允許連續正向電流作為焊盤溫度 (TS) 嘅函數。例如，喺TS為110°C時，最大IF降額到55mA。允許脈衝處理能力圖表定義咗對於各種脈衝寬度 (tp) 同佔空比 (D) 嘅最大允許非重複或重複脈衝電流，呢個對於PWM調光或瞬態條件好有用。
5. 機械同封裝資訊
LED採用標準PLCC-2 (塑料引線芯片載體) 表面貼裝封裝。雖然確切嘅機械尺寸 (長、寬、高) 喺規格書第7節有提及但摘錄中未提供，呢種封裝類型廣泛使用並允許自動拾放組裝。器件會有清晰嘅陽極同陰極標記，以便正確嘅PCB方向。提供推薦嘅焊盤佈局，以確保回流焊接期間形成正確嘅焊點同散熱。
6. 焊接同組裝指引
呢款器件適合回流焊接工藝。指定嘅溫度曲線允許峰值溫度為260°C，最長30秒。設計師必須遵守呢個曲線，以防止對塑料封裝或半導體芯片造成熱損壞。使用注意事項可能包括標準處理程序，以避免對引腳造成機械應力、防潮 (MSL Level 2) 同埋避免過度靜電放電。適當嘅儲存條件應符合指定嘅儲存溫度範圍-40°C到+110°C，喺乾燥環境中。
7. 包裝同訂購資訊
呢款器件嘅零件號碼係57-21R-UR0501H-AM。訂購資訊同包裝細節 (例如，帶和卷盤規格、每卷數量) 喺規格書第6同第10節涵蓋。零件號碼結構可能編碼咗信息，例如顏色 (R代表紅色)、封裝類型，同埋可能嘅分級代碼，允許精確訂購所需性能等級。
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、環境腳坑照明、控制按鈕同開關背光，以及中控台狀態指示燈。佢嘅AEC-Q102認證同抗硫化物能力使其特別適合車輛內部嘅惡劣環境，呢個環境可能涉及高溫、熱循環同暴露於腐蝕性氣體。
8.2 設計考慮因素
使用呢款LED進行設計時，工程師必須考慮幾個因素：
1. 電流驅動：建議使用恆流驅動器以保持穩定嘅光輸出，因為LED亮度係電流嘅函數，唔係電壓。電路必須將IF限制喺50mA以進行典型操作，並且絕不能超過70mA。
2. 熱管理：PCB佈局必須促進從焊盤散熱，以防止結點溫度超過125°C，特別係喺高環境溫度環境中。建議使用推薦嘅焊盤佈局同埋可能嘅熱通孔。
3. ESD保護：Although rated for 2kV HBM, implementing basic ESD protection on the input lines is good practice, especially during handling and assembly.
4. 光學設計：120°視角提供寬廣嘅發射。對於聚焦光，可能需要二次光學 (透鏡)。
9. 技術比較同差異化
同標準商業級LED相比，呢款器件嘅關鍵區別在於其汽車級可靠性認證。AEC-Q102認證涉及一系列嚴格嘅測試，包括高溫操作、熱衝擊、防潮同壽命。Class A1抗硫化物等級表示對含硫大氣具有優越嘅抵抗力，呢個係由於某些橡膠同潤滑劑化合物而喺汽車環境中常見嘅故障模式。寬廣嘅工作溫度範圍 (-40°C到+110°C) 超過典型消費級LED，確保喺車輛可能遇到嘅所有氣候條件下都能正常運作。
10. 常見問題 (基於技術參數)
問：我可唔可以直接用3.3V電源驅動呢款LED？
答：唔可以。典型正向電壓係2.2V，但佢可以低至1.75V。將佢直接連接到3.3V電源而冇限流電阻或驅動器會導致過大電流流過，可能超過70mA嘅絕對最大額定值並損壞LED。必須使用串聯電阻或恆流驅動器。
問：如果我喺30mA而唔係50mA驅動佢，光輸出會點樣變化？
答：參考相對發光強度 vs. 正向電流圖表，輸出唔係同電流成正比。喺30mA時，相對強度約為其喺50mA時值嘅0.6 (或60%)。因此，發光強度大約為2130 mcd (0.6 * 3550 mcd)。
問：呢款LED適合PWM調光嗎？
答：係，LED非常適合PWM調光。應參考允許脈衝處理能力圖表，以確保選擇嘅峰值電流、脈衝寬度同佔空比喺安全操作限制內。通常，對於高於100Hz嘅調光頻率，圖表允許脈衝電流高於直流最大值，但平均功率仍必須管理。
11. 實用設計同使用案例
案例：設計汽車開關背光。設計師需要照亮中控台上嘅一排5個按鈕開關。每個開關需要均勻、低水平嘅紅色照明。設計師選擇呢款LED係因為佢嘅可靠性。使用12V汽車電源，設計一個電路，其中每個LED由設置為50mA嘅專用恆流穩壓器驅動。LED放置喺導光板後面嘅PCB上，以將120°光束均勻分佈喺開關圖標上。熱分析確認，喺最壞情況車廂溫度85°C下，焊盤溫度保持喺100°C以下，使正向電流保持喺圖表降額限制內，從而確保長期可靠性。
12. 工作原理介紹
發光二極管 (LED) 係通過電致發光發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，來自n型材料嘅電子喺有源區與來自p型材料嘅空穴複合。呢個複合過程以光子 (光) 嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長 (顏色) 由用於構建LED芯片嘅半導體材料嘅能帶隙決定。喺呢款紅色LED中，通常使用如砷化鋁鎵 (AlGaAs) 或類似化合物嘅材料來產生波長約615nm嘅光子，人眼感知為紅色。
13. 技術趨勢同發展
汽車LED照明嘅趨勢係朝向更高效率 (每瓦更多流明)，呢個減少功耗同熱負荷。亦都趨向更小封裝尺寸同更高功率密度，實現更緊湊同時尚嘅設計。此外，控制電子器件直接與LED封裝集成 (例如，LED驅動器、保護電路) 變得越來越普遍，簡化咗工程師嘅系統設計。對於內飾環境照明，對更寬廣色域同更高顯色指數 (CRI) 嘅需求亦都推動咗熒光粉技術同多芯片設計嘅進步，儘管呢款特定器件係單色紅色LED。可靠性標準繼續發展，對更長壽命要求同新環境壓力源嘅測試。
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。 |