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. 封裝尺寸與焊接圖案
- 3. 電氣與光學特性
- 3.1 喺Ts=25°C下嘅電氣/光學參數
- 3.2 絕對最大額定值
- 4. 典型光學特性曲線
- 4.1 順向電壓 vs. 順向電流(圖1-6)
- 4.2 順向電流 vs. 相對強度(圖1-7)
- 4.3 溫度 vs. 相對強度(圖1-8)
- 4.4 光譜分佈(圖1-9)
- 4.5 輻射圖(圖1-10)
- 4.6 溫度與正向電流降額曲線(圖1-11)
- 5. 包裝資訊
- 5.1 載帶與捲盤
- 5.2 標籤格式規範
- 5.3 防潮包裝
- 5.4 紙箱
- 6. 可靠性測試項目及標準
- 6.1 可靠性測試
- 6.2 損壞判定準則
- 7. SMT回流焊接說明
- 7.1 回流曲線
- 7.2 手焊與維修
- 7.3 注意事項
- 8. 處理注意事項與儲存條件
- 8.1 環境考量
- 8.2 機械搬運
- 8.3 電路設計
- 8.4 儲存條件
- 8.5 ESD保護
- 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
1.1 一般說明
本產品係採用PPA(聚鄰苯二甲醯胺)封裝嘅紅外線LED,具有高可靠性,廣泛應用於安防監控及感測器領域。器件尺寸小巧,僅為2.80 mm × 3.50 mm × 2.11 mm(長×寬×高)。PPA封裝提供穩固嘅機械保護同出色嘅散熱性能。
1.2 功能特點
- 低正向電壓,確保能源效益。
- 峰值波長λp = 850 nm,適用於近紅外應用。
- 兼容無鉛回流焊接,符合環保標準。
- 濕敏等級:第5級(MSL 5),需小心處理。
- 符合RoHS規範,不含有害物質。
1.3 應用範圍
- 監控系統及保安攝像機。
- 用於攝像機及夜視設備的紅外線照明。
- 工業自動化嘅機器視覺系統。
2. 封裝尺寸與焊接圖案
封裝外形喺規格圖紙中有說明。頂視圖顯示一個 2.80 mm × 3.50 mm 嘅矩形本體。側視圖指出厚度為 2.11 mm。其中一個角落有極性標記,用嚟識別陰極。底視圖顯示接觸焊墊:兩個較大嘅焊墊分別用於陽極同陰極,並提供咗 PCB 佈局嘅尺寸。建議嘅焊接圖案(footprint)喺圖 1-5 中給出,焊墊尺寸為 1.85 mm × 1.25 mm,間距為 1.80 mm。除非另有說明,所有尺寸單位為毫米,公差為 ±0.2 mm。
3. 電氣與光學特性
3.1 喺Ts=25°C下嘅電氣/光學參數
Table 1-1 lists the key electrical and optical characteristics measured at a solder point temperature of 25°C. The forward current (IF) is set at 50 mA for all measurements. The reverse current (IR) at VR=5V is typically very low (<10 µA). The forward voltage (VF) ranges from 1.4 V typical to 1.6 V maximum. The peak wavelength (λp) is 850 nm, with a spectral radiation bandwidth (Δλ) of 30 nm, indicating a relatively narrow emission spectrum centered in the near-infrared. The total radiant flux (Φe) is typically 28 mW, with a minimum of 14 mW. The viewing angle (2θ1/2) is 70 degrees, providing a moderately wide emission pattern. The thermal resistance from junction to solder point (RθJ-S) is 50 °C/W, which is important for thermal management.
3.2 絕對最大額定值
表1-2列出咗絕對最大額定值,為咗防止損壞,一定唔可以超過呢啲數值。功耗(PD)限制喺80 mW。正向電流(IF)唔應該超過50 mA(注意:喺1/10佔空比、0.1 ms脈衝寬度下,電流可以更高,但直流操作限制喺50 mA)。反向電壓(VR)係5 V。靜電放電(ESD)耐受電壓(HBM)係2000 V。操作溫度範圍係-40°C至+85°C,儲存溫度範圍都係-40°C至+85°C。接面溫度(TJ)唔應該超過105°C。需要適當嘅散熱同電流降額,以確保喺呢啲限制之內。
4. 典型光學特性曲線
規格書包含幾條典型特性曲線,用嚟輔助設計。
4.1 順向電壓 vs. 順向電流(圖1-6)
呢條曲線顯示咗正向電壓(VF)同正向電流(IF)之間嘅關係。當IF由0增加到60 mA時,VF會由大約1.3 V增加到1.7 V。呢條曲線係非線性嘅,係LED嘅典型特徵。
4.2 順向電流 vs. 相對強度(圖1-7)
相對強度隨正向電流增加而近乎線性上升,直至 50 mA。喺 50 mA 時,相對強度約為 100%(參考點)。呢個現象表示較高電流會產生比例上更高嘅輻射功率,但熱效應可能會喺更高電流時產生限制。
4.3 溫度 vs. 相對強度(圖1-8)
隨住焊點溫度 (Ts) 由 5°C 升至 125°C,相對強度會逐漸下降。喺 85°C 時,相對強度會跌至約 25°C 時數值嘅 80%。喺高溫環境下需要考慮呢個熱降額因素。
4.4 光譜分佈(圖1-9)
光譜發射範圍大約由 800 nm 到 900 nm,峰值喺 850 nm。半高全寬 (FWHM) 約為 30 nm,確認咗窄頻寬嘅特性。
4.5 輻射圖(圖1-10)
輻射圖顯示相對發光強度隨角度變化嘅關係。半角(50%強度)距離光軸約35度,對應總視角為70度。
4.6 溫度與正向電流降額曲線(圖1-11)
呢條曲線顯示最大允許正向電流隨焊點溫度變化嘅關係。喺25°C時,最大電流係50 mA。隨住溫度上升,允許電流會線性下降,到大約105°C(結溫極限)時降至零。呢個降額對可靠運作好重要。
5. 包裝資訊
5.1 載帶與捲盤
LED封裝喺承載帶上,並帶有極性標記以指示方向。每卷包含3,500粒。卷軸尺寸為:外徑A = 330.2 ± 2 mm,內轂直徑B = 12.7 ± 0.3 mm,寬度C = 79.5 ± 1 mm,芯軸孔D = 14.3 ± 0.2 mm。帶嘅送料方向已標示。
5.2 標籤格式規範
每卷標籤上包含零件編號、規格編號、批號、分級代碼、數量同日期。此外,分級代碼會標示用於分級嘅總輻射通量(Φe)、峰值波長(WLP)同正向電壓(VF)。
5.3 防潮包裝
卷軸會放入防潮袋,內附乾燥劑同濕度指示卡。然後將袋密封並貼上標籤。考慮到LED嘅MSL Level 5等級,呢種包裝可以防止佢哋吸收濕氣。
5.4 紙箱
多個卷軸會裝入紙箱以進行運輸。紙箱上會標示產品資訊同處理注意事項。
6. 可靠性測試項目及標準
6.1 可靠性測試
LED會根據JEDEC標準進行多項可靠性測試:回流焊(最高260°C,3次循環)、溫度循環(-40°C至100°C,100次循環)、熱衝擊(-40°C至100°C,300次循環)、高溫儲存(100°C,1000小時)、低溫儲存(-40°C,1000小時)同壽命測試(25°C,IF=50mA,1000小時)。驗收標準係10個樣本中0個失效(0/1)。
6.2 損壞判定準則
經過可靠性測試後,適用以下限制:正向電壓(VF)唔可以超過上限標準水平(USL)乘以1.1;反向電流(IR)唔可以超過USL乘以2.0;總輻射通量(Φe)唔可以低過下限標準水平(LSL)乘以0.7。呢啲標準確保LED喺受壓後仍能保持可接受嘅性能。
7. SMT回流焊接說明
7.1 回流曲線
建議嘅回流焊接曲線如圖3-1所示。關鍵參數:平均升溫率 ≤ 3°C/s;預熱溫度範圍160°C至200°C,持續時間60-120秒;高於220°C (TL) 嘅時間最長60秒;峰值溫度 (TP) 為260°C,喺峰值溫度±5°C範圍內保持最多5秒;冷卻降溫率 ≤ 6°C/s。由25°C升至峰值嘅總時間應喺8分鐘內。只允許進行兩次回流焊接循環。如果第一次回流焊接後超過24小時,LED可能會損壞。
7.2 手焊與維修
如果需要手焊,請使用溫度低於300°C嘅烙鐵,焊接時間少於3秒,並且只進行一次。一般應避免維修;如有必要,請使用雙頭烙鐵並確認冇造成損壞。
7.3 注意事項
請勿將元件安裝喺彎曲嘅PCB區域上。冷卻期間避免機械應力或震動。焊接後請勿快速冷卻器件。
8. 處理注意事項與儲存條件
8.1 環境考量
LED操作環境中,配合材料嘅硫含量應低於100 PPM。外部材料嘅溴同氯含量各自應少過900 PPM,總含量少過1500 PPM。燈具材料嘅VOCs會滲透矽膠封裝並導致變色;因此,只應使用相容嘅材料。
8.2 機械搬運
應使用鉗子沿住側面處理元件。請勿直接觸摸矽膠透鏡,以免損壞內部電路。
8.3 電路設計
每個LED嘅電流唔可以超過絕對最大額定值。要用限流電阻嚟防止電流突波。驅動電路只可以喺開啟時提供順向電壓;逆向電壓會導致遷移同損壞。散熱設計好重要——需要足夠嘅散熱裝置嚟保持接面溫度低過105°C。
8.4 儲存條件
打開鋁袋之前,需喺≤30°C同≤75%相對濕度下儲存,由包裝日期起計最多1年。打開之後,需喺≤30°C同≤60%相對濕度下儲存,並喺48小時內完成焊接。如果濕度指示器顯示濕度過高或超過儲存時間,使用前需將LED喺60±5°C下烘烤至少24小時。
8.5 ESD保護
LED對靜電放電(ESD)同電性過載(EOS)好敏感。喺處理同組裝期間應採取適當嘅ESD預防措施。ESD耐壓(HBM)係2000 V,但依然建議進行保護。
LED 規格術語
LED技術術語完整解釋
光電性能
| 術語 | 單位/表示 | 簡單說明 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(流明每瓦) | 每瓦電力所產生的光輸出,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」。 | 決定盞燈夠唔夠光。 |
| 可視角度 | °(度),例如 120° | 光強度衰減到一半時嘅角度,決定光束闊度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (開爾文),例如:2700K/6500K | 光線嘅暖度/冷度,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。 | 影響顏色真實度,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,步階越細代表顏色越一致。 | 確保同一批次LED嘅顏色均勻一致。 |
| 主導波長 | nm(納米),例如620nm(紅色) | 對應有色LED顏色嘅波長。 | 決定紅、黃、綠單色LED嘅色調。 |
| 光譜分佈 | 波長對強度曲線 | 顯示強度喺唔同波長嘅分佈情況。 | 影響顯色性同品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡單說明 | 設計考慮因素 |
|---|---|---|---|
| 正向電壓 | Vf | 啟動LED所需嘅最低電壓,例如「啟動門檻」。 | 驅動器電壓必須 ≥ Vf,串聯LED時電壓會疊加。 |
| 正向電流 | If | LED正常運作時嘅電流數值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間可承受嘅峰值電流,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。 |
| 靜電放電耐受性 | V (HBM),例如 1000V | 承受靜電放電嘅能力,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 | 簡單說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部嘅實際運作溫度。 | 每降低10°C可能令壽命倍增;過高會導致光衰同色偏。 |
| 流明衰减 | L70 / L80(小时) | 亮度下降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的“使用寿命”。 |
| 流明维持率 | %(例如70%) | 經過一段時間後保留嘅亮度百分比。 | 表示長期使用下嘅亮度保持能力。 |
| 色移 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用期間嘅顏色變化程度。 | 影響照明場景中嘅顏色一致性。 |
| 熱老化 | 材料退化 | 長期高溫引致嘅劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡單說明 | 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 | 正面,覆晶 | 晶片電極排列。 | 覆晶:散熱更佳,效能更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG,矽酸鹽,氮化物 | 覆蓋藍光晶片,將部分光轉換為黃光/紅光,混合成白光。 | 不同螢光粉會影響效能、色溫(CCT)及演色性指數(CRI)。 |
| 透鏡/光學元件 | 平面、微透鏡、TIR | 表面光學結構控制光線分佈。 | 決定視角及配光曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分級內容 | 簡單說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分級 | 代碼,例如 2G、2H | 按亮度分組,每組有最低/最高流明值。 | 確保同一批次嘅亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如: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 | 按色坐标分组,确保范围紧密。 | 保证颜色一致性,避免灯具内颜色不均。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K等 | 按CCT分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的CCT要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡單說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持率測試 | 喺恆溫環境下長期照明,記錄亮度衰減情況。 | 用嚟估算LED壽命(配合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下嘅壽命。 | 提供科學化嘅壽命預測。 |
| IESNA | 照明工程學會 | 涵蓋光學、電氣、熱能測試方法。 | 業界認可嘅測試基礎。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保無有害物質(鉛、水銀)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明產品嘅能源效益及性能認證。 | 用於政府採購、補貼計劃,有助提升競爭力。 |