目錄
1. 產品概覽
呢份文件提供咗一款高亮度、側視表面貼裝LED嘅完整技術規格。呢個元件採用先進嘅AlInGaP(磷化鋁銦鎵)半導體晶片,產生鮮明嘅橙色光輸出。專為自動化組裝流程而設計,佢以8mm載帶包裝並供應喺7吋捲盤上,適合大批量生產。產品符合RoHS指令,並被歸類為環保產品。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED嘅主要優勢包括其AlInGaP技術帶來嘅超高亮度輸出、兼容紅外線回流焊接工藝,以及其側面發光設計,非常適合需要從元件側面照明嘅應用。其EIA標準封裝確保廣泛兼容性。呢款LED主要針對消費電子產品、工業指示燈、汽車內飾照明同背光應用,喺呢啲應用中需要緊湊、可靠同明亮嘅橙色指示燈。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
元件嘅操作限制喺環境溫度(Ta)為25°C下定義。超過呢啲額定值可能會導致永久損壞。
- 功耗(Pd):75 mW。呢個係封裝可以作為熱量散發嘅最大功率。
- 峰值正向電流(IF(峰值)):80 mA。呢個僅允許喺脈衝條件下,佔空比為1/10,脈衝寬度為0.1ms。
- 連續正向電流(IF):30 mA DC。呢個係連續操作嘅建議最大電流。
- 反向電壓(VR):5 V。施加超過呢個限制嘅反向電壓可能會擊穿LED結。
- 操作溫度範圍(T操作):-30°C 至 +85°C。
- 儲存溫度範圍(T儲存):-40°C 至 +85°C。
- 紅外線焊接條件:可承受260°C持續10秒,呢個係無鉛(Pb-free)回流工藝嘅典型條件。
2.2 電氣同光學特性
關鍵性能參數喺Ta=25°C同正向電流(IF)為20 mA下測量,除非另有說明。
- 發光強度(IV):45.0 - 90.0 mcd(典型值)。實際強度會分級(見第3節)。使用近似CIE明視覺響應曲線嘅傳感器/濾波器測量。
- 視角(2θ1/2):130度(典型值)。呢個寬視角係側視透鏡設計嘅特徵。
- 峰值發射波長(λP):611 nm(典型值)。光譜輸出最大嘅波長。
- 主波長(λd):605 nm(典型值,IF=20mA時)。呢個係人眼感知嘅單一波長,源自CIE色度圖。
- 譜線半寬度(Δλ):17 nm(典型值)。發射光光譜純度嘅量度。
- 正向電壓(VF):2.0 - 2.4 V(典型值,IF=20mA時)。LED導通時嘅壓降。
- 反向電流(IR):10 μA(最大值,VR=5V時)。LED反向偏置時嘅小漏電流。
靜電放電注意:呢個元件對靜電放電(ESD)敏感。必須遵循適當嘅處理程序,包括使用接地手環同防靜電設備,以防止損壞。
3. 分級系統解釋
LED嘅發光強度會被分級,以確保同一生產批次內嘅一致性。分級代碼定義咗最小同最大強度範圍。
- 分級代碼 P:45.0 - 71.0 mcd
- 分級代碼 Q:71.0 - 112.0 mcd
- 分級代碼 R:112.0 - 180.0 mcd
- 分級代碼 S:180.0 - 280.0 mcd
每個強度分級會應用 +/-15% 嘅公差。呢個系統允許設計師為其應用選擇合適嘅亮度等級,平衡成本同性能。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考咗特定嘅圖形曲線(例如,圖1用於光譜輸出,圖6用於視角),但典型關係可以描述為:
- I-V(電流-電壓)曲線:正向電壓(VF)同正向電流(IF)呈現對數關係。喺正常工作範圍內相對穩定,但會隨電流增加而增加。
- 發光強度 vs. 電流:光輸出大致同正向電流成正比,直至達到最大額定電流。喺額定電流以上操作會導致熱量超線性增加同潛在效率下降(droop)。
- 溫度依賴性:正向電壓通常隨結溫升高而降低(負溫度係數)。發光強度一般隨溫度升高而降低,呢個係高功率或高環境溫度應用中熱管理嘅關鍵考慮因素。
- 光譜分佈:發射光譜以611 nm(峰值)為中心,半寬度相對較窄,為17 nm,表示飽和嘅橙色。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸同極性
呢款LED採用側視封裝,配備水清透鏡。規格書中提供詳細尺寸圖,所有單位為毫米(公差±0.10mm,除非註明)。封裝按照EIA標準設計以確保兼容性。陰極通常通過視覺標記識別,例如封裝上嘅凹口、綠點或切角。提供建議嘅焊接焊盤佈局同方向,以確保PCB組裝期間正確對齊同焊接。
5.2 載帶同捲盤規格
每捲數量:
- 最低訂購量(MOQ)剩餘: 4000
- 500件連續缺失燈珠:
- 每捲最多允許兩個。包裝符合ANSI/EIA-481規格。
- 6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
為無鉛(Pb-free)組裝工藝提供建議嘅紅外線(IR)回流溫度曲線。關鍵參數包括:
預熱:
- 150–200°C預熱時間:
- 最多120秒。峰值溫度:
- 最高260°C。液相線以上時間:
- 最多10秒(第3頁嘅建議曲線)。應根據特定PCB設計、焊膏同使用嘅爐具來表徵呢個溫度曲線。
- 6.2 手動焊接
如果需要手動焊接:
烙鐵溫度:
- 最高300°C。焊接時間:
- 每個焊點最多3秒。限制為一個焊接週期,以防止對塑料封裝造成熱損壞。
- 6.3 清潔
只應使用指定嘅清潔劑。推薦嘅溶劑係室溫下嘅乙醇或異丙醇。LED應浸泡少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。
6.4 儲存條件
適當儲存對於保持可焊性同防止吸濕(可能導致回流期間"爆米花"現象)至關重要。
密封防潮袋(MBB):
- 儲存於≤30°C同≤90% RH。喺袋密封日期後一年內使用。開袋後:
- 儲存於≤30°C同≤60% RH。建議喺暴露後一週內完成紅外線回流焊接。長期儲存(已開封):
- 儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。烘烤:
- 如果暴露超過一週,喺焊接前以約60°C烘烤至少20小時,以去除吸收嘅水分。7. 應用說明同設計考慮
7.1 典型應用場景
呢款側視橙色LED非常適合用於:
狀態指示燈:
- 用於需要寬視角嘅消費電子產品、電器同網絡設備上。背光:
- 用於側面發光有利嘅側光式面板、薄膜開關或符號。汽車內飾照明:
- 用於儀表板或控制台照明。工業控制面板:
- 作為機器上嘅警報或狀態燈。7.2 設計考慮
限流:
- 始終使用串聯限流電阻或恆流驅動器。使用公式 R = (V電源- V) / IF 計算電阻值。對於5V電源,目標IF=20mA,VF=2.4V,R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω。F熱管理:
- 雖然功耗較低(75mW),但如果喺高環境溫度或接近最大電流下操作,應確保足夠嘅PCB銅面積或散熱通孔,以維持LED壽命同穩定光輸出。ESD保護:
- 如果LED位於暴露位置,請喺敏感輸入線上加入ESD保護二極管,並喺組裝期間遵循嚴格嘅ESD處理協議。光學設計:
- 側面發光特性意味著主要光輸出平行於PCB表面。根據需要使用導光管、反射器或擴散器來引導光線。8. 技術比較同差異化
相比標準頂部發光LED或使用舊技術(如GaAsP)嘅LED,呢款AlInGaP側視LED具有明顯優勢:
更高效率(AlInGaP vs. GaAsP):
- AlInGaP技術提供顯著更高嘅發光效率,從而喺相同電流下產生更亮嘅輸出。更優異嘅色彩飽和度:
- 窄光譜半寬度(17nm)相比更寬光譜嘅替代品,產生更純淨同飽和嘅橙色。設計靈活性(側視):
- 呢種封裝實現咗頂部發光器無法實現嘅獨特光學設計,節省垂直空間並實現側光解決方案。現代工藝兼容性:
- 完全兼容紅外線回流焊接同自動貼片設備,簡化現代SMT組裝線。9. 常見問題 (FAQs)
Q1: 峰值波長同主波長有咩分別?
A1: 峰值波長(λ
=611nm)係光譜中能量最大嘅物理點。主波長(λP=605nm)係CIE圖上嘅感知顏色點。λd對於顏色規格更相關。dQ2: 我可以用3.3V電源唔加電阻驅動呢個LED嗎?
A2: 唔可以。正向電壓約為2.4V。直接連接到3.3V會導致過大電流,可能超過30mA限制並損壞LED。始終需要限流電阻。
Q3: 點解發光強度要有分級系統?
A3: 製造差異會導致輸出有輕微差異。分級將LED分類到一致嘅亮度組中,允許設計師選擇合適嘅等級,並確保批次內嘅性能可預測。
Q4: 點樣理解130度嘅視角?
A4: 視角(2θ
1/2)係強度下降到峰值一半時嘅全角。130°角意味著光線喺一個非常寬嘅錐形範圍內發射,從許多側面角度都可以睇到。Q5: 焊接前係咪一定要烘烤?
A5: 僅當LED喺原始密封袋外嘅環境條件下暴露超過指定時間(例如,喺≤60% RH下一週)時才需要烘烤。呢個可以防止回流期間因濕氣導致封裝開裂。
10. 實用設計同使用例子
例子1: 面板安裝狀態指示燈
喺控制面板中,LED可以安裝喺切口邊緣,其側面發光通過導光管或磨砂窗口導出。寬視角確保操作員從不同位置都可以睇到指示燈。一個簡單嘅電路,從5V微控制器GPIO引腳連接一個150Ω電阻,可以提供約17mA嘅足夠驅動。
例子2: 消費設備中嘅序列照明
可以將多個LED並排放置喺設備外殼邊緣。通過微控制器順序控制佢哋,可以利用其側面發光創造出"霹靂遊俠"風格嘅掃描效果或進度條,形成無縫嘅光線。
11. 技術原理介紹
呢款LED基於生長喺基板上嘅AlInGaP半導體材料。當施加正向電壓時,電子同空穴喺PN結嘅有源區複合,以光子形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,呢個直接對應於發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下係橙色(約605-611 nm)。側視封裝包含一個成型嘅環氧樹脂透鏡,用於塑造光輸出模式,從晶片側面而非頂部提取光線。呢種設計通常涉及封裝內嘅反射腔來重新導向光線。
12. 行業趨勢同發展
SMD指示燈LED嘅趨勢繼續朝向更高效率、更小封裝同更大集成度發展。雖然AlInGaP仍然係高效能紅色、橙色同黃色LED嘅主導技術,但持續嘅研究重點係提高提取效率同熱穩定性。同時,為咗滿足汽車照明同高端顯示器等應用嘅需求,亦都趨向更精確嘅分級同更緊嘅公差。由於全球環保法規嘅推動,兼容無鉛、高溫回流工藝已成為標準要求。此外,惡劣環境(更寬溫度範圍、更高濕度)下可靠性能嘅需求繼續推動封裝密封同材料科學嘅進步。
The trend in SMD indicator LEDs continues towards higher efficiency, smaller packages, and greater integration. While AlInGaP remains the dominant technology for high-efficacy red, orange, and yellow LEDs, ongoing research focuses on improving extraction efficiency and thermal stability. There is also a move towards more precise binning and tighter tolerances to meet the demands of applications like automotive lighting and high-end displays. The compatibility with lead-free, high-temperature reflow processes is now a standard requirement, driven by global environmental regulations. Furthermore, the demand for reliable performance in harsh environments (wider temperature ranges, higher humidity) continues to push advancements in package sealing and materials science.
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。 |