Table of Contents
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 功能特點
- 1.3 應用範圍
- 2. 技術參數
- 2.1 電氣同光學特性(喺Ts=25°C,IF=350mA條件下)
- 2.2 絕對最大額定值(喺Ts=25°C條件下)
- 3. 分級系統
- 3.1 順向電壓分級
- 3.2 光通量分檔
- 3.3 主波長分檔
- 4. 性能曲線
- 4.1 正向電壓 vs. 正向電流
- 4.2 正向電流 vs. 相對強度
- 4.3 溫度 vs. 相對強度
- 4.4 最大正向電流 vs. Ts
- 4.5 光譜分佈
- 4.6 輻射方向圖
- 5. 機械及封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊接圖案
- 5.3 載帶與捲盤
- 5.4 標籤規格
- 5.5 防潮包裝
- 6. 焊接與組裝指引
- 6.1 回流焊接曲線
- 6.2 手焊
- 6.3 注意事項
- 7. 包裝與訂購資訊
- 8. 應用建議
- 8.1 散熱設計
- 8.2 電流調節
- 8.3 環境兼容性
- 8.4 靜電放電
- 9. 技術比較
- 10. 常見問題
- 11. 案例研究:植物生長照明
- 12. 運作原理
- 13. 發展趨勢
- LED規格術語
- 光電性能
- 電氣參數
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 產品概述
呢款陶瓷封裝LED採用喺基板上嘅InGaN技術,以緊湊嘅3.45mm x 3.45mm x 2.20mm尺寸輸出高亮度藍光。專為需要可靠性能同廣闊視角嘅一般照明及特殊應用而設計。
1.1 一般說明
呢款LED係基於喺基板上生長嘅InGaN(氮化銦鎵)半導體材料,發出藍光。封裝採用陶瓷基板配以矽膠封裝,提供優異嘅熱管理同長期穩定性。
1.2 功能特點
- 陶瓷封裝提供卓越散熱效能
- 極寬視角(120°)
- 適用於所有SMT組裝同回流焊接製程
- 可提供編帶同捲盤包裝(1000粒/捲)
- 濕敏等級:Level 1(MSL1)
- 符合RoHS標準
1.3 應用範圍
- 裝飾性彩燈及燈帶
- 植物照明(光合作用)
- 景觀及建築照明
- 舞台攝影照明
- 酒店、零售、辦公室及住宅室內照明
- 一般照明用途
2. 技術參數
2.1 電氣同光學特性(喺Ts=25°C,IF=350mA條件下)
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 正向電壓 | VF | 2.6 | - | 3.4 | V | IF=350mA |
| 光通量 | IV | 20 | - | 40 | lm | IF=350mA |
| 總輻射通量 | Φe | 500 | - | 850 | mW | IF=350mA |
| Dominant Wavelength | λD | 445 | - | 460 | nm | IF=350mA |
| 反向電流 | IR | - | - | 10 | µA | VR=5V |
| 視角 | 2θ1/2 | - | 120 | - | deg | IF=350mA |
2.2 絕對最大額定值(喺Ts=25°C條件下)
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率耗散 | PD | 5100 | mW |
| 正向電流 | IF | 1500 | mA |
| 峰值正向電流(1/10佔空比,0.1ms) | IFP | 1650 | mA |
| 反向電壓 | VR | 5 | V |
| 靜電放電 (HBM) | ESD | 2000 | V |
| 操作溫度 | TOPR | -40 ~ +85 | °C |
| 儲存溫度 | TSTG | -40 ~ +85 | °C |
| 接面溫度 | TJ | 125 | °C |
注意:以上正向電壓測量公差為±0.1V。主波長公差±1nm。發光強度公差±10%。
3. 分級系統
LED會根據正向電壓、光通量同主波長喺IF=350mA條件下進行分級,以確保應用上嘅一致性。
3.1 順向電壓分級
| 分級代碼 | 電壓範圍 (V) |
|---|---|
| F0 | 2.6 - 2.8 |
| G0 | 2.8 - 3.0 |
| H0 | 3.0 - 3.2 |
| I0 | 3.2 - 3.4 |
3.2 光通量分檔
| 分級代碼 | 光通量範圍 (lm) |
|---|---|
| FA1 | 20 - 25 |
| FA2 | 25 - 30 |
| FA3 | 30 - 35 |
| FA4 | 35 - 40 |
3.3 主波長分檔
| 分級代碼 | 波長範圍 (nm) |
|---|---|
| A01 | 445 - 450 |
| A00 | 450 - 455 |
| B00 | 455 - 460 |
4. 性能曲線
4.1 正向電壓 vs. 正向電流
圖1-6顯示正向電壓隨正向電流增加而上升。喺350mA時,典型VF大約係3.0V。超過1000mA之後,電壓會升至約3.4V。呢條曲線對於設計恆流驅動器嚟講係必不可少嘅。
4.2 正向電流 vs. 相對強度
圖1-7顯示,相對發光強度會隨正向電流增加而上升,但由於效率下降,喺較高電流時斜率會減低。LED喺接近1750mA時達到最大相對強度。
4.3 溫度 vs. 相對強度
如圖1-8所示,相對強度會隨住焊點溫度(Ts)升高而下降。喺115°C時,強度會降至約為25°C時嘅60%。妥善嘅熱管理至關重要。
4.4 最大正向電流 vs. Ts
圖1-9提供咗降額資訊:喺Ts=25°C時,最大正向電流為1500mA,而喺Ts=85°C時則降至約400mA。務必喺降額限制範圍內操作。
4.5 光譜分佈
發射光譜(圖1-10)嘅峰值大約喺455nm,半高全寬約20-25nm,係InGaN藍光LED嘅典型特徵。冇觀察到任何次要峰值。
4.6 輻射方向圖
呢粒LED具有類似朗伯體嘅輻射模式,視角寬達120°(半角60°)。相對強度喺偏離光軸±60°時會降至50%。
5. 機械及封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED本體尺寸為3.45mm × 3.45mm × 2.20mm(長×闊×高)。陶瓷基板提供穩固嘅底座。俯視圖顯示方形晶片區域;側視圖顯示高度為2.20mm,包括矽膠透鏡。底部視圖顯示兩個大型焊盤分別用於陽極同陰極,以及一個較細嘅焊盤用於熱連接。極性係根據圖1-4用凹口或「+」符號標示。
5.2 焊接圖案
建議嘅 PCB 焊盤佈局尺寸見圖 1-5。陽極焊盤為 3.40mm × 1.30mm,陰極焊盤為 3.50mm × 0.50mm,間距為 0.30mm。確保適當嘅阻焊層同銅厚以利熱管理。
5.3 載帶與捲盤
LED 以 12mm 寬嘅載帶供應,口袋間距為 4.0mm。每捲包含 1000 件。載帶嘅前導同尾段各有 50 個空口袋。捲盤尺寸:外徑 178±1mm,內徑 59mm,寬度 14.0±0.5mm。
5.4 標籤規格
每個捲盤都貼有標籤,標明零件編號、規格編號、批號、分 bin 代碼(光通量、波長、電壓)、數量同日期代碼。
5.5 防潮包裝
卷軸會密封喺防潮袋入面,並附有乾燥劑同濕度指示卡,然後放入紙箱包裝出貨。
6. 焊接與組裝指引
6.1 回流焊接曲線
The recommended reflow profile has a ramp-up rate ≤3°C/s, preheat from 150°C to 200°C for 60-120s, then ramp to 217°C (TL) and stay above TL for >60s but <120s, reaching a peak temperature of 260°C for max 10s. Cooling rate ≤6°C/s. Total time from 25°C to peak ≤8 minutes.
6.2 手焊
如需手動焊接,請使用溫度≤300°C嘅烙鐵,焊接時間≤3秒,每個焊點只可焊接一次。
6.3 注意事項
矽膠封裝物料較軟。喺拾取放置或焊接之後,請勿對透鏡施加壓力。避免焊接後令PCB彎曲。回流焊後請勿快速冷卻LED。
7. 包裝與訂購資訊
Standard packaging: 1000 pieces per reel. Multiple reels are packed in a moisture barrier bag and then in a cardboard box. Storage conditions before opening: temperature ≤30°C, humidity ≤75% RH for up to 6 months. After opening: use within 168 hours at ≤30°C, ≤60% RH. 如果 exceeded, bake at 60±5°C, <5% RH for 24 hours.
訂購資訊包括標示助焊劑同波長分 bin 嘅零件編號。請向製造商查詢具體嘅 bin 供應情況。
8. 應用建議
8.1 散熱設計
考慮到高功率特性,需要足夠嘅散熱措施以保持接面溫度低於125°C。喺高電流應用中,應使用導熱孔同金屬核心PCB(MCPCB)。
8.2 電流調節
務必使用恆定電流源。單靠電阻不足以應付串聯/並聯電路。需考慮VF分檔差異並採用適當嘅電流平衡措施。
8.3 環境兼容性
Avoid exposure to sulfur compounds (>100ppm), bromine and chlorine (>900ppm each, total <1500ppm). Do not use adhesives or potting materials that outgas volatile organic compounds (VOCs) that can discolor the silicone.
8.4 靜電放電
呢啲LED對靜電放電好敏感(HBM 2kV)。處理時請使用接地工作枱、防靜電手帶同離子風機。
9. 技術比較
相比傳統PLCC(塑膠引腳晶片載體)LED,陶瓷封裝提供更低嘅熱阻、喺高溫下更高嘅可靠性,以及更佳嘅抗硫侵蝕能力。寬闊嘅120°視角令佢適合用於擴散照明應用。多種光通量同顏色分級嘅選擇,可以微調光輸出同顏色一致性。
10. 常見問題
問:為達到最佳效率,建議嘅順向電流係幾多? 答:喺350mA下,LED能夠提供良好嘅光通量同效率平衡。較高電流可以增加輸出,但會因為效率衰減而降低效率。
問:呢啲LED可以並聯使用嗎? 答:可以,但每個LED應該有自己嘅限流電阻,或者由恆流源驅動,以應對VF差異。
問:焊接之後應該點樣清潔LED? 答:建議使用異丙醇。請勿使用超聲波清潔,因為可能會損壞LED。
問:儲存壽命係幾耐? A: 未開封嘅包裝可以喺30°C/75%RH以下存放6個月。開封後,請喺168小時內使用,或者用之前烘乾。
11. 案例研究:植物生長照明
一個園藝照明燈具採用咗100粒呢款藍光LED,配合紅光LED,產生一個專為光合作用優化嘅光譜。LED安裝喺一塊帶有導熱孔嘅鋁基MCPCB上。喺350mA電流下運作,燈具輸出4000流明嘅藍光,主波長為450nm,覆蓋1平方米嘅種植面積。陶瓷封裝確保咗喺40°C環境溫度下穩定運作。寬闊嘅發光角度喺近冠層應用中無需使用二次光學元件。
12. 運作原理
呢款藍光LED係基於喺藍寶石或矽基板上生長嘅InGaN/GaN多量子阱結構。當施加正向偏壓時,電子同空穴喺有源區複合,以光子形式釋放能量。InGaN嘅能隙決定咗發射波長,對於呢個器件嚟講,波長落喺藍光區域(445-460 nm)。陶瓷封裝提供電氣隔離,並將熱量從晶片高效傳導到PCB。
13. 發展趨勢
高功率LED封裝嘅趨勢係趨向更細小嘅封裝尺寸同更高嘅電流承載能力。好似呢款陶瓷封裝,正成為需要高可靠性同熱性能嘅應用嘅標準。未來發展包括進一步提升牆插效率、更窄嘅分 bin 分佈以實現更好嘅顏色一致性,以及將智能控制功能直接集成到封裝入面。
LED規格術語
LED技術詞彙完整解釋
光電性能
| 術語 | 單位/表示方式 | 簡單解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(流明每瓦) | 每瓦電力嘅光輸出,數值越高代表越節能。 | 直接決定能源效益級別同電費成本。 |
| 光通量 | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,通常稱為「亮度」。 | 決定光線係咪夠光。 |
| 視角 | °(度),例如 120° | 光強度跌到一半嘅角度,決定光束闊度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT(色溫) | K (Kelvin),例如:2700K/6500K | 燈光嘅暖冷程度,數值越低越偏黃/暖,越高越偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適合嘅場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物件顏色嘅能力,Ra≥80就算良好。 | 影響顏色真實性,用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam 橢圓步階,例如「5-step」 | 顏色一致性指標,步階越小代表顏色越一致。 | 確保同一批次 LED 的顏色均勻一致。 |
| Dominant Wavelength | nm(納米),例如 620nm(紅色) | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅、黃、綠單色LED的色調。 |
| 光譜分佈 | 波長對強度曲線 | 顯示各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡單解釋 | 設計考慮因素 |
|---|---|---|---|
| 正向電壓 | Vf | 開啟LED所需嘅最低電壓,就好似「啟動門檻」噉。 | 驅動器電壓必須大過或等於Vf,串聯LED嘅電壓會疊加。 |
| 正向電流 | 如果 | 正常LED操作嘅電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED可承受嘅最大反向電壓,超出可能會導致擊穿。 | 電路必須防止反向連接或電壓尖峰。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 從晶片到焊點嘅熱傳導阻力,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強嘅散熱能力。 |
| 靜電放電耐受能力 | V (HBM),例如 1000V | 抵受靜電放電嘅能力,越高代表越唔易受損。 | 生產時需要採取防靜電措施,尤其係對靜電敏感嘅LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡單解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部實際運作溫度。 | 每降低10°C可能令壽命延長一倍;過高則會導致光衰及色偏。 |
| 流明衰減 | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需嘅時間。 | 直接定義LED嘅「使用壽命」。 |
| 流明維持率 | %(例如70%) | 經過一段時間後保留嘅亮度百分比。 | 顯示長期使用下嘅亮度保持能力。 |
| 顏色偏移 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用期間顏色變化嘅程度。 | 影響照明場景中嘅顏色一致性。 |
| 熱老化 | 材料降解 | 因長期高溫而導致嘅劣化。 | 可能引致亮度下降、顏色改變或開路失效。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡單解釋 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 外殼材料保護晶片,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性佳,成本低;陶瓷:散熱更好,壽命更長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝晶片 | 晶片电极排列 | 覆晶封装:散热更佳、效能更高,适用于高功率 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖蓝色晶片,将部分光线转为黄/红色,混合成白光 | 不同荧光粉会影响效能、色温及演色性 |
| 透鏡/光學元件 | 平面、微透鏡、TIR | 表面嘅光學結構用嚟控制光線分佈。 | 決定視角同光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分檔內容 | 簡單解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分級 | 代碼示例:2G, 2H | 按亮度分組,每組設有最低/最高流明值。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| 電壓分級 | 代碼示例:6W, 6X | 按順向電壓範圍分組。 | 有助驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 顏色分檔 | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐標分組,確保範圍緊湊。 | 保證色彩一致性,避免燈具內出現顏色不均。 |
| CCT Bin | 2700K, 3000K 等。 | 按CCT分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅CCT要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡單解釋 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持率測試 | 喺恆溫下長期點燈,記錄亮度衰減。 | 用嚟估算LED壽命(配合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際使用環境下嘅壽命。 | 提供科學化嘅壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電氣、熱能測試方法。 | 業界認可嘅測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保冇有害物質(鉛、水銀)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明產品能源效益及性能認證。 | 用於政府採購、補貼計劃,提升競爭力。 |