目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高性能、冷白光側視發光二極管(LED)嘅規格,佢採用PLCC-2(塑膠引線晶片載體)封裝。呢款器件專為苛刻環境(尤其係汽車領域)嘅可靠性同性能而設計。其主要設計目標係喺空間有限、需要寬視角嘅應用中,提供穩定、明亮嘅照明。
呢款LED嘅核心優勢包括喺標準驅動電流30mA下,典型發光強度高達3200毫坎德拉(mcd),配合非常寬闊嘅120度視角。呢個特性令佢非常適合用於需要從多個角度都睇到嘅背光同指示燈應用。一個關鍵區別係佢符合AEC-Q102標準認證,呢個係汽車應用中離散光電半導體嘅應力測試資格。呢項認證涉及熱衝擊、耐濕度、高溫工作壽命等嚴格測試,確保喺車輛惡劣環境下嘅長期可靠性。
目標市場主要係汽車內飾照明,包括開關背光、儀錶板、資訊娛樂控制同其他內飾面板等應用。其外形尺寸同光學特性亦適用於各種需要可靠側發光光源嘅消費電子同工業電子產品。
2. 深入技術參數分析
2.1 光度同電氣特性
電氣同光學性能係喺標準測試條件下定義嘅,通常喺接面溫度(Tj)25°C同正向電流(IF)30mA下進行。
- 正向電流(IF):呢款器件嘅工作範圍好闊,從最低6mA到絕對最大值60mA。典型工作點係30mA,呢個電流下可以達到指定嘅發光強度。唔建議喺低過6mA嘅情況下操作。
- 發光強度(IV):光輸出喺IF=30mA時,最小值為2240 mcd,典型值為3200 mcd,最大值為4500 mcd。光通量嘅測量公差係±11%。
- 正向電壓(VF):喺30mA時,LED兩端嘅電壓降典型值為2.9V,範圍從2.75V(最小)到3.75V(最大)。正向電壓測量公差係±0.05V。指定範圍代表咗99%嘅生產輸出。
- 視角(φ):定義為發光強度下降到峰值一半時嘅離軸角度,呢款LED提供120度嘅全視角,公差為±5°。
- 色度座標(CIE x, y):呢款冷白光LED嘅典型顏色座標係(0.29, 0.29)。呢啲座標嘅公差係±0.005,確保咗唔同器件之間顏色輸出嘅一致性。
2.2 熱同可靠性參數
- 熱阻:提供咗兩個數值。從接面到焊點嘅實際熱阻(Rth JS real)最大值為180 K/W。從電氣測量得出嘅電氣熱阻(Rth JS el)最大值為100 K/W。適當嘅熱管理對於保持性能同壽命至關重要。
- 接面溫度(Tj):最大允許接面溫度係125°C。
- 工作同儲存溫度:呢款器件嘅額定工作同儲存溫度範圍係-40°C到+110°C。
- 靜電放電(ESD)靈敏度:人體模型(HBM)ESD等級為8 kV(R=1.5kΩ, C=100pF),提供良好嘅處理穩健性。
- 硫磺穩健性:呢款LED符合B1級抗硫標準,對於喺有大氣硫污染環境中嘅應用非常重要。
3. 絕對最大額定值
超過呢啲限制可能會對器件造成永久性損壞。
- 功耗(Pd):225 mW
- 正向電流(IF):60 mA(連續)
- 浪湧電流(IFM):250 mA(t ≤ 10 μs, 佔空比=0.005, Ts=25°C)
- 反向電壓(VR):呢款器件唔係為反向操作而設計。施加反向電壓可能會導致即時故障。
- 焊接溫度:封裝可以承受峰值溫度為260°C嘅回流焊接曲線,最長30秒。
4. 性能曲線分析
規格書提供咗幾張圖表,詳細說明咗唔同條件下嘅性能。
4.1 光譜同輻射特性
相對光譜分佈圖表顯示咗冷白光LED嘅發射光譜,係一條喺藍色區域達到峰值並延伸至可見光譜嘅寬曲線,係螢光粉轉換白光LED嘅典型特徵。輻射典型圖表特性說明咗空間強度分佈,確認咗120°視角嘅圖案。
4.2 電氣同光學特性 vs. 電流
正向電流 vs. 正向電壓(IV曲線)圖表顯示咗指數關係,對於設計限流電路至關重要。相對發光強度 vs. 正向電流圖表表明光輸出隨電流增加而次線性增加,強調咗穩定電流驅動對於一致亮度嘅重要性。
4.3 溫度依賴性
相對發光強度 vs. 接面溫度圖表顯示咗負溫度係數;光輸出隨接面溫度升高而降低。有效嘅散熱對於保持亮度至關重要。相對正向電壓 vs. 接面溫度圖表顯示VF具有負溫度係數,可以喺某啲應用中用於監測接面溫度。色度座標偏移 vs. 接面溫度圖表表明隨溫度變化嘅顏色偏移極小,呢個對於保持外觀一致性係理想嘅。
4.4 降額同脈衝操作
正向電流降額曲線對於熱設計至關重要。佢顯示咗最大允許連續正向電流作為焊盤溫度(Ts)嘅函數。例如,喺Ts=110°C時,最大電流降額到23mA。允許脈衝處理能力圖表定義咗對於給定脈衝寬度(tp)同佔空比(D)所允許嘅峰值脈衝電流(IFP),對於多工或閃光應用非常有用。
5. 分級系統說明
為咗管理生產差異,LED會根據關鍵參數分級。
5.1 發光強度分級
規格書提供咗一個廣泛嘅發光強度分級表,範圍從非常低輸出(L1, 11.2-14 mcd)到非常高輸出(GA, 18000-22400 mcd)。對於呢個特定型號(57-11-C70300H-AM),可能嘅輸出分級已突出顯示,對應於特性表中所述嘅最小/典型/最大值(2240-4500 mcd)。呢個對應於BA到CB範圍內嘅分級。
5.2 顏色分級
包括咗一個標準白光顏色分級結構圖同一個特定冷白光顏色分級座標表。分級(例如FK0, GK0, HK0, IK0, FL0, GL0)喺CIE 1931色度圖上定義咗細小嘅四邊形。典型座標(0.29, 0.29)落喺呢啺預定義分級嘅其中一個之內,確保購買嘅LED喺指定公差內具有一致嘅白點顏色。
6. 機械、封裝同組裝資訊
6.1 機械尺寸
規格書包含詳細嘅機械圖(第7節),指定咗PLCC-2封裝嘅確切物理尺寸,包括長度、寬度、高度、引腳間距同公差。呢個對於PCB焊盤設計同確保組裝內嘅正確配合至關重要。
6.2 推薦焊盤同極性
第8節提供咗推薦嘅PCB焊盤圖案(焊盤佈局),以確保可靠焊接同正確對齊。極性由封裝形狀同/或元件上嘅標記表示;通常會標識陰極。
6.3 回流焊接曲線
第9節定義咗推薦嘅回流焊接溫度曲線。遵循呢個曲線(預熱、浸潤、最高260°C嘅回流峰值、冷卻)對於防止LED封裝同內部晶片受到熱損傷,同時實現可靠嘅焊點係必要嘅。
6.4 包裝資訊
關於LED供應方式嘅詳細資訊喺第10節。呢個通常包括與自動貼片組裝設備兼容嘅捲帶包裝規格(帶寬、口袋間距、捲盤直徑)。
7. 應用指南同設計考慮
7.1 典型應用場景
- 汽車內飾照明:電動車窗開關、空調控制面板、方向盤控制同儀錶板指示燈嘅背光。
- 消費電子產品:遙控器、遊戲周邊設備或音響設備上按鈕嘅側面照明。
- 工業面板:控制面板上嘅狀態指示燈,寬視角有好處。
7.2 關鍵設計考慮
- 電流驅動:務必使用恆流驅動器或串聯限流電阻配合電壓源。唔好直接連接到電壓源。為咗最佳壽命,喺或低於推薦嘅30mA下操作。
- 熱管理:絕對唔可以超過最大接面溫度。喺LED散熱墊下方同周圍使用足夠嘅PCB銅面積作為散熱器。請參考降額曲線。
- ESD預防措施:組裝期間應遵循標準ESD處理程序,如注意事項部分(第11節)所述。
- 硫磺環境:對於喺高硫含量環境(例如某啲工業或地理區域)中嘅應用,應驗證B1級硫磺穩健性評級對於應用嘅壽命要求係足夠嘅。
8. 合規同環保標準
呢款產品符合多項重要嘅行業同環保標準:
- RoHS(有害物質限制):符合,即係佢含有嘅限制物質(如鉛、汞、鎘)低於定義嘅閾值。
- REACH(化學品註冊、評估、授權同限制):符合歐盟REACH法規。
- 無鹵素:符合無鹵素要求(溴<900 ppm, 氯<900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)。
- AEC-Q102:已認證,確認其適合汽車應用。
9. 訂購同型號資訊
呢款器件嘅型號係57-11-C70300H-AM。第5同第6節可能詳細說明咗型號結構同訂購資訊,其中可能包括唔同分級、包裝數量或捲帶規格嘅選項。設計師應查閱完整規格書或供應商以獲取可用嘅變體。
10. 基於技術參數嘅常見問題
問:我可唔可以連續用60mA驅動呢款LED?
答:雖然絕對最大額定值係60mA,但喺呢個電流下連續操作會產生大量熱量,除非提供額外冷卻,否則很可能會超過最大接面溫度。推薦嘅操作點係30mA。務必根據你應用嘅焊盤溫度參考降額曲線。
問:兩個唔同嘅熱阻值(Rth JS real 同 Rth JS el)有咩用途?
答:Rth JS real 係使用物理溫度傳感器測量嘅,代表實際熱阻。Rth JS el 係根據正向電壓隨溫度嘅變化(LED接面本身嘅已知特性)計算得出,通常喺實踐中更容易測量。對於最壞情況嘅熱設計,應使用較高嘅數值(180 K/W)。
問:視角係120°。係咪意味住光線喺呢個錐形範圍內均勻發射?
答:唔係。視角定義為強度下降到峰值50%時嘅角度。輻射圖案圖表顯示咗實際分佈,通常係朗伯或側發光圖案,強度喺中心(0°)最高,向邊緣遞減。
問:係咪需要反向保護二極管?
答:係。規格書明確指出器件唔係為反向操作而設計。施加任何顯著嘅反向電壓都會損壞佢。如果電路中有任何可能出現反向電壓(例如來自感性負載、錯誤電源連接),必須使用串聯嘅外部阻斷二極管或跨接喺LED兩端嘅分流二極管。
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。 |