目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 特點
- 1.2 應用
- 2. 封裝尺寸同引腳定義
- 3. 額定值同特性
- 3.1 絕對最大額定值
- 3.2 電光特性(於 IF= 5mA)
- 4. 分級系統
- 4.1 發光強度(亮度)分級
- 4.2 色調(主波長)分級
- 5. 性能曲線同圖形數據
- 6. 組裝同處理指南
- 6.1 清潔
- 6.2 PCB 焊盤佈局同焊接
- 6.3 包裝:載帶同捲盤
- 7. 重要注意事項同使用說明
- 7.1 應用範圍
- 7.2 儲存條件
- 7.3 焊接建議
- 7.4 靜電放電(ESD)敏感性
- 8. 設計考慮同應用註釋
- 8.1 限流
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計
- 8.4 雙色驅動
- 9. 技術比較同區別
- 10. 常見問題(FAQ)
- LED規格術語詳解
- 一、光電性能核心指標
- 二、電氣參數
- 三、熱管理與可靠性
- 四、封裝與材料
- 五、質量控制與分檔
- 六、測試與認證
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明一款細小、側發光雙色表面貼裝器件(SMD)LED 嘅規格。呢個元件專為自動化印刷電路板(PCB)組裝而設計,對於空間有限嘅應用嚟講係理想選擇。器件喺單一封裝內整合咗兩個唔同嘅半導體晶片:一個用於發紅光嘅 AlInGaP 晶片,同一個用於發綠光嘅 InGaN 晶片。呢種配置可以喺一個微型佔位面積上實現雙色指示。
1.1 特點
- 符合 RoHS(有害物質限制)指令。
- 雙色(紅同綠)側發光設計。
- 端子鍍錫,提升可焊性。
- 採用高效率 AlInGaP(紅光)同 InGaN(綠光)晶片技術。
- 以 8mm 載帶包裝,捲繞喺 7 吋直徑嘅捲盤上,適用於自動化貼片組裝。
- 符合標準 EIA(電子工業聯盟)封裝外形。
- 輸入邏輯兼容。
- 設計兼容自動化貼片設備。
- 適用於紅外線(IR)回流焊接製程。
1.2 應用
呢個元件適用於各種需要細小、可靠狀態指示或背光嘅電子設備。典型應用領域包括:
- 通訊設備(例如:手提電話、網絡設備)。
- 辦公室自動化設備同家用電器。
- 工業控制面板同設備。
- 鍵盤背光。
- 狀態同電源指示燈。
- 微型顯示器同圖標照明。
- 信號同符號照明裝置。
2. 封裝尺寸同引腳定義
LED 採用表面貼裝封裝。定義長度、闊度、高度同焊盤位置嘅具體機械圖紙喺規格書內提供。除非另有註明,所有尺寸均以毫米(mm)為單位,標準公差為 ±0.1 mm。
引腳分配:
- 引腳 1 同 2:綠光(InGaN)LED 晶片嘅陽極同陰極。
- 引腳 3 同 4:紅光(AlInGaP)LED 晶片嘅陽極同陰極。
3. 額定值同特性
除非另有說明,所有規格均定義喺環境溫度(Ta)為 25°C 嘅條件下。
3.1 絕對最大額定值
超出呢啲限制嘅應力可能會對器件造成永久性損壞。
- 功耗(Pd):紅光:50 mW,綠光:38 mW。
- 峰值正向電流(IF(peak)):兩種顏色均為 40 mA(脈衝,佔空比 1/10,脈衝寬度 0.1ms)。
- 直流正向電流(IF):紅光:20 mA,綠光:10 mA。
- 工作溫度範圍(Topr):-20°C 至 +80°C。
- 儲存溫度範圍(Tstg):-30°C 至 +85°C。
- 焊接溫度:可承受 260°C 10 秒(無鉛製程)。
3.2 電光特性(於 IF= 5mA)
呢啲係標準測試條件下嘅典型性能參數。
- 發光強度(IV):
- 紅光:最小 11.2 mcd,典型 -,最大 28.0 mcd。
- 綠光:最小 56.0 mcd,典型 -,最大 140.0 mcd。
- 視角(2θ1/2):典型 130 度(強度為軸上值一半時嘅角度)。
- 峰值波長(λP):紅光:639.0 nm,綠光:525.0 nm。
- 主波長(λd):
- 紅光:最小 617.0 nm,最大 633.0 nm。
- 綠光:最小 520.0 nm,最大 535.0 nm。
- 頻譜帶寬(Δλ):紅光:20.0 nm,綠光:35.0 nm。
- 正向電壓(VF):
- 紅光:最小 1.6V,最大 2.3V。
- 綠光:最小 2.6V,最大 3.5V。
- 反向電流(IR):兩種顏色於 VR= 5V 時最大 10 µA(僅供測試用;器件不適用於反向操作)。
4. 分級系統
為確保顏色同亮度一致性,LED 會根據測量性能進行分級。
4.1 發光強度(亮度)分級
- 紅光:級別 L(11.2-18.0 mcd)同 M(18.0-28.0 mcd)。每級公差為 ±15%。
- 綠光:級別 P2(56.0-71.0 mcd)、Q1(71.0-90.0 mcd)、Q2(90.0-112.0 mcd)、R1(112.0-140.0 mcd)。每級公差為 ±15%。
4.2 色調(主波長)分級
- 僅綠光:級別 AP(520-525 nm)、AQ(525-530 nm)、AR(530-535 nm)。每級公差為 ±1 nm。
5. 性能曲線同圖形數據
規格書包含典型特性曲線,以協助設計分析。呢啲圖形表示有助工程師了解器件喺唔同條件下嘅行為。雖然具體曲線數據點無喺文字中列出,但設計師應參考提供嘅圖表以獲取以下詳細資料:
- 紅光同綠光晶片嘅正向電流(IF)同正向電壓(VF)之間嘅關係。
- 兩種顏色嘅正向電流(IF)同相對發光強度之間嘅關係。
- 環境溫度對相對發光強度嘅影響。
- 顯示紅光同綠光晶片發射特性嘅頻譜功率分佈(SPD)曲線。
6. 組裝同處理指南
6.1 清潔
如果焊接或處理後需要清潔,只可使用指定溶劑。將 LED 浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中,時間少於一分鐘。唔好使用未指定嘅化學清潔劑,因為佢哋可能會損壞封裝材料。
6.2 PCB 焊盤佈局同焊接
提供咗 PCB 焊盤嘅推薦焊盤圖形(佔位面積)尺寸,以確保形成良好嘅焊點同機械穩定性。規格書包含一張圖表,顯示最佳焊接方向同推薦焊盤幾何形狀,以促進良好嘅焊料潤濕並防止墓碑效應。
6.3 包裝:載帶同捲盤
元件以 8mm 闊嘅凸起載帶包裝,捲繞喺標準 7 吋(178mm)直徑嘅捲盤上。呢種包裝符合 ANSI/EIA-481 規格。主要細節包括:
- 元件容納袋嘅間距同尺寸。
- 捲盤中心孔直徑、凸緣直徑同闊度。
- 標準數量:每滿捲 4000 件。
- 剩餘數量最小訂購量:500 件。
- 最多允許連續兩個空袋。
7. 重要注意事項同使用說明
7.1 應用範圍
呢款 LED 專為標準商業同工業電子設備而設計。唔適用於故障可能直接威脅生命或健康嘅安全關鍵或高可靠性應用(例如:航空、醫療生命維持、交通控制)。對於呢類應用,需要諮詢製造商。
7.2 儲存條件
適當儲存對於保持可焊性同性能至關重要。
- 密封包裝:儲存於 ≤ 30°C 同 ≤ 90% 相對濕度(RH)。請喺日期代碼後一年內使用。
- 已開封包裝:元件對濕度敏感(MSL 3)。儲存於 ≤ 30°C 同 ≤ 60% RH。建議喺打開防潮袋後一星期內完成紅外線回流焊接。如果儲存超過一星期,焊接前應喺 60°C 下烘烤至少 20 小時,或儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。
7.3 焊接建議
遵守以下條件以防止熱損壞:
- 回流焊接(推薦):
- 預熱:150-200°C,最長 120 秒。
- 峰值溫度:最高 260°C。
- 溫度高於 260°C 嘅時間:最長 10 秒。回流焊接最多進行兩次。
- 手動焊接(烙鐵):
- 烙鐵頭溫度:最高 300°C。
- 焊接時間:每個焊點最長 3 秒。限於一個焊接週期。
關於回流溫度曲線嘅注意事項:最佳溫度曲線取決於具體嘅 PCB 設計、元件、焊膏同爐具。應針對特定組裝進行曲線特性分析。規格書參考咗基於 JEDEC 標準嘅示例曲線。
7.4 靜電放電(ESD)敏感性
LED 容易受到靜電放電(ESD)同電湧損壞。處理同組裝期間務必遵循適當嘅 ESD 控制程序:
- 使用接地手腕帶或防靜電手套。
- 確保所有工作站、設備同工具正確接地。
- 喺 ESD 保護區域內處理器件。
8. 設計考慮同應用註釋
8.1 限流
務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器操作 LED。電阻值(R)可以使用歐姆定律計算:R = (Vsupply- VF) / IF。為穩健設計,請使用規格書中嘅最大 VF,以確保電流唔超過所需嘅 IF。唔好超過直流或脈衝電流嘅絕對最大額定值。
8.2 熱管理
雖然封裝細小,但功耗(紅光最高 50 mW,綠光 38 mW)會產生熱量。對於喺或接近最大電流下連續運行,請確保焊盤周圍有足夠嘅 PCB 銅面積作為散熱器。咁樣有助於保持較低嘅結溫,從而維持發光輸出同長期可靠性。
8.3 光學設計
側發光(典型視角 120 度)設計平行於 PCB 平面發光。呢種設計對於邊緣照明導光板、照亮側向圖標或從設備側面觀看嘅狀態指示燈嚟講係理想嘅。設計光管或透鏡時,請考慮角度強度分佈,以實現所需嘅照明圖案。
8.4 雙色驅動
紅光同綠光晶片喺電氣上係獨立嘅。佢哋可以分開驅動以顯示紅色、綠色,或者通過快速切換,顯示出近似琥珀色/黃色嘅顏色。對於混色應用,通常使用帶有 PWM(脈衝寬度調製)輸出嘅微控制器來控制強度同顏色混合。
9. 技術比較同區別
呢款雙色側發光 SMD LED 喺空間受限嘅設計中提供特定優勢:
- 空間效率:單一元件提供兩種唔同顏色,相比使用兩個獨立單色 LED,減少咗零件數量同 PCB 佔位面積。
- 自動化友好:載帶同捲盤包裝以及標準 SMD 佔位面積專為高速自動化組裝線而優化,降低製造成本。
- 材料技術:使用 AlInGaP 製造紅光提供高效率同良好溫度穩定性,而使用 InGaN 製造綠光則喺可見光譜中提供明亮輸出。
- 側向發光:同頂部發光 LED 唔同,呢款封裝將光線導向側面,對於需要垂直空間或特定視角嘅特定背光同指示燈應用嚟講係關鍵特性。
10. 常見問題(FAQ)
Q1:峰值波長同主波長有咩區別?
A1:峰值波長(λP)係發射頻譜強度達到最大值時嘅單一波長。主波長(λd)係單色光嘅波長,當與指定嘅白色參考光混合時,匹配 LED 嘅感知顏色。λd更接近人眼對顏色嘅感知。
Q2:我可以同時以最大直流電流驅動紅光同綠光晶片嗎?
A2:唔可以。絕對最大額定值分別指定咗每個晶片嘅功耗限制(紅光:50 mW,綠光:38 mW)。如果持續同時以最大電流驅動(紅光 20mA @ ~2.3V = 46 mW,綠光 10mA @ ~3.5V = 35 mW),可能會超出封裝嘅總散熱能力,可能導致過熱同壽命縮短。對於高功率雙色操作,應降低電流或實施熱管理。
Q3:點解打開包裝袋後,儲存濕度要求更嚴格?
A3:密封袋內含有乾燥劑,係一個防潮屏障。一旦打開,SMD 封裝會從空氣中吸收濕氣。喺回流焊接期間,呢啲被困住嘅濕氣會迅速膨脹("爆米花效應"),導致封裝內部分層或破裂。MSL 3 等級規定咗"車間壽命"同烘烤要求以防止呢種情況。
Q4:訂購時點樣解讀分級代碼?
A4:零件編號通常包含發光強度分級代碼,有時仲有波長代碼。你必須指定所需嘅亮度(例如:綠光 R1 級別以獲得最高輸出)同顏色(例如:綠光 AP 級別以獲得特定綠色調),以確保收到嘅元件符合你應用對亮度同顏色外觀嘅一致性要求。
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。 |