目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 1.2 主要特點
- 2. 技術參數：深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
- 4.2 發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 光譜分佈
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 封裝尺寸同腳位定義
- 5.2 推薦 PCB 焊盤設計
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 紅外回流焊溫度曲線
- 6.2 儲存同處理注意事項
- 6.3 清潔
- 7. 包裝同訂購資料
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 基於技術參數嘅常見問題
- 10.1 我可唔可以連續用 30mA 驅動呢粒 LED？
- 10.2 點解發光強度同正向電壓會有個範圍？
- 10.3 點樣獨立控制兩種顏色？
- 11. 實用設計同使用案例
- 12. 原理介紹
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計嘅表面貼裝器件 (SMD) LED 嘅規格。呢個元件嘅特點係體積細小，適合用喺各種電子設備中空間有限嘅應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款 LED 嘅主要優勢包括符合環保法規、兼容標準自動化製造流程，以及用於處理同儲存嘅堅固封裝。佢係專為整合到通訊設備、辦公室自動化設備、家用電器同工業控制系統而設計。其主要功能係狀態指示、信號同符號照明，以及前面板背光。
1.2 主要特點
- 符合《有害物質限制指令》(RoHS)。
- 以 8mm 載帶包裝，捲喺 7 吋直徑嘅捲盤上，方便高速貼片組裝。
- 標準化嘅 EIA 封裝佔位確保兼容業界標準 PCB 佈局。
- 集成電路 (IC) 兼容嘅驅動特性。
- 完全兼容自動貼片設備。
- 能夠承受符合業界標準嘅紅外線 (IR) 回流焊製程。
- 預先處理至 JEDEC 濕度敏感等級 3，表示開袋後喺 <30°C/60% RH 環境下，車間壽命為 168 小時。
2. 技術參數：深入客觀解讀
以下章節根據提供嘅數據，對 LED 嘅電氣、光學同熱特性進行詳細分析。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。為確保設計可靠，唔建議喺呢啲極限或接近極限嘅情況下操作。
- 功耗 (Pd):橙色同綠色晶片嘅最大值都係 72 mW。呢個參數限制咗正向電流同電壓嘅組合。
- 峰值正向電流 (IFP):80 mA，只允許喺脈衝條件下使用 (1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度)。呢個適用於多工或短暫信號爆發。
- 連續正向電流 (IF):30 mA 直流電。呢個係穩態操作嘅推薦最大電流。
- 反向電壓 (VR):最大值 5 V。超過呢個值可能會導致接面擊穿。
- 工作同儲存溫度：工作溫度：-40°C 至 +85°C；儲存溫度：-40°C 至 +100°C。呢啲範圍係商用級元件嘅典型值。
2.2 電氣同光學特性
以下係喺標準測試條件下 (Ta=25°C, IF=20mA) 測量嘅典型性能參數。
- 發光強度 (IV):橙色：140-450 mcd (毫坎德拉)。綠色：71-224 mcd。使用近似明視覺 (人眼) 反應嘅濾光片測量。寬廣嘅範圍表示使用咗分級系統 (見第 3 節)。
- 視角 (2θ1/2):120 度 (典型值)。呢個由擴散透鏡提供嘅寬廣視角，產生寬闊、均勻嘅照明圖案，而非窄光束。
- 峰值波長 (λP):橙色：611 nm。綠色：574 nm。呢個係發出嘅光功率最大嘅波長。
- 主波長 (λd):橙色：605 nm。綠色：571 nm。呢個係人眼感知嘅單一波長，定義咗 CIE 色度圖上嘅色點。
- 光譜帶寬 (Δλ):橙色：17 nm。綠色：15 nm。呢個表示光嘅光譜純度；帶寬越窄，顏色越飽和。
- 正向電壓 (VF):兩種顏色喺 20mA 下均為 1.8 V 至 2.4 V。設計師計算串聯限流電阻時必須考慮呢個壓降。
- 反向電流 (IR):喺 VR=5V 時，最大值為 10 μA。數值低表示接面質量良好。
3. 分級系統說明
為確保生產中亮度一致，LED 會根據其發光強度進行分類 (分級)。每個級別內嘅公差為 +/-11%。
3.1 發光強度分級
橙色 LED 級別：R2 (140-180 mcd)、S1 (180-224 mcd)、S2 (224-280 mcd)、T1 (280-355 mcd)、T2 (355-450 mcd)。
綠色 LED 級別：Q1 (71-90 mcd)、Q2 (90-112 mcd)、R1 (112-140 mcd)、R2 (140-180 mcd)、S1 (180-224 mcd)。
呢個系統讓設計師可以根據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
雖然規格書中引用咗具體圖表，但佢哋嘅含義對設計至關重要。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
I-V 特性係非線性嘅，係二極管嘅典型特徵。正向電壓具有負溫度係數，意味住 VF會隨住接面溫度升高而輕微下降。喺恆流驅動設計中必須考慮呢一點。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
喺推薦嘅工作範圍內，發光強度大致同正向電流成正比。然而，由於熱量增加，效率 (每瓦流明) 喺極高電流下可能會降低。
4.3 光譜分佈
引用嘅光譜分佈曲線會顯示 AlInGaP 技術特有嘅窄發射峰，圍繞所述峰值波長為中心，證實顏色純度。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸同腳位定義
呢款 LED 採用標準 SMD 佔位。關鍵尺寸包括本體尺寸同引腳間距。所有尺寸均以毫米為單位，典型公差為 ±0.2 mm。腳位定義清晰：腳位 1 同 2 用於綠色 LED 晶片，腳位 3 同 4 用於橙色 LED 晶片。呢種雙晶片、4 腳配置允許獨立控制兩種顏色。
5.2 推薦 PCB 焊盤設計
提供咗焊盤圖案，以確保形成正確嘅焊點同機械穩定性。遵循呢個建議對於喺回流焊期間實現可靠嘅焊接連接，以及防止墓碑效應或錯位至關重要。
6. 焊接同組裝指引
6.1 紅外回流焊溫度曲線
提供咗符合 J-STD-020B 無鉛製程嘅建議回流焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱區 (150-200°C，最長 120 秒)、封裝本體峰值溫度不超過 260°C，以及限制液相線以上時間 (TAL)，以確保形成適當焊點，同時唔會對 LED 封裝或環氧樹脂透鏡造成熱損壞。
6.2 儲存同處理注意事項
- 儲存 (密封袋)：≤30°C 同 ≤70% RH。一年內使用。
- 儲存 (開袋後)：≤30°C 同 ≤60% RH。喺 168 小時 (1 星期) 內完成紅外回流焊。
- 長期儲存 (已開封)：存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。
- 烘烤：如果暴露時間 >168 小時，喺焊接前喺 60°C 下烘烤至少 48 小時，以去除吸收嘅水分，防止回流焊期間出現 "爆米花" 現象。
6.3 清潔
只應使用指定嘅清潔劑。推薦使用異丙醇或乙醇。浸泡應喺常溫下進行，時間少於一分鐘，以防止損壞封裝材料。
7. 包裝同訂購資料
7.1 載帶同捲盤規格
元件以 8mm 寬嘅凸紋載帶供應，捲喺 7 吋 (178mm) 直徑嘅捲盤上。標準捲盤數量為 2000 件。剩餘訂單可提供最少 500 件嘅包裝數量。包裝符合 ANSI/EIA-481 規格。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 狀態指示器：電源開/關、網絡活動、電池充電、系統就緒。
- 背光：前面板上嘅鍵盤、圖標或符號照明。
- 信號燈：簡單嘅顏色編碼訊息 (例如，綠色表示正常，橙色表示警告)。
8.2 設計考慮因素
- 限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器來設定正向電流。使用公式 R = (V電源- VF) / IF.
- 計算電阻值。熱管理：
- 雖然功耗低，但如果喺高環境溫度或最大電流下操作，請確保足夠嘅 PCB 銅面積或散熱過孔，以將接面溫度維持喺限值內。靜電防護：
喺處理同組裝期間應遵守標準 ESD 預防措施。
9. 技術比較同差異化
呢款 LED 嘅主要區別在於其使用 AlInGaP 半導體材料同擴散透鏡。相比舊技術如 GaAsP，AlInGaP 技術通常為琥珀色/橙色/紅色提供更高嘅發光效率同更好嘅溫度穩定性。擴散透鏡提供非常寬廣 (120°) 同均勻嘅視角，對於可能從唔同角度觀看 LED 嘅應用有利，有別於用於定向光嘅窄角 LED。
10. 基於技術參數嘅常見問題
10.1 我可唔可以連續用 30mA 驅動呢粒 LED？
可以，30mA 係額定嘅最大連續直流正向電流。為咗最佳壽命同穩定性能，通常建議喺較低電流下操作，例如 20mA (測試條件)。
10.2 點解發光強度同正向電壓會有個範圍？
製造差異導致呢啲參數自然存在分佈。分級系統 (第 3 節) 根據強度對 LED 進行分類。正向電壓喺給定電流下，典型值有指定嘅 +/- 0.1V 公差。電路設計必須適應呢啲範圍。
10.3 點樣獨立控制兩種顏色？
呢款 LED 有兩個獨立嘅半導體晶片 (一個綠色，一個橙色)，具有獨立嘅陽極/陰極連接 (腳位 1-2 用於綠色，3-4 用於橙色)。你需要兩個獨立嘅驅動電路 (例如，連接到唔同微控制器 GPIO 腳位嘅兩個限流電阻) 來獨立控制佢哋。
11. 實用設計同使用案例案例：網絡設備嘅雙狀態指示器。F設計師需要一個單一元件來顯示 "已連接" (綠色) 同 "數據傳輸中" (橙色) 狀態。呢款 LED 係理想選擇。當鏈路建立時，綠色晶片連接到設定為高電平嘅 GPIO 腳位。橙色晶片連接到另一個 GPIO 腳位，該腳位會與數據活動同步發出脈衝 (例如，使用 80mA 峰值電流額定值)。寬廣視角確保從設備前方任何位置都可以睇到狀態。設計師為綠色選擇 R2 級別，為橙色選擇 S1 級別，以確保足夠但平衡嘅亮度，並使用 20mA 驅動電流，配合基於典型 V
=2.1V 同 3.3V 系統電源計算出嘅適當串聯電阻。
12. 原理介紹
呢款 LED 基於磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體技術。當正向電壓施加喺 p-n 接面兩端時，電子同電洞復合，以光子 (光) 嘅形式釋放能量。AlInGaP 合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，從而決定咗發出光嘅波長 (顏色) — 喺呢個案例中係綠色同橙色。擴散透鏡由帶有散射粒子嘅環氧樹脂製成，使發出光嘅方向隨機化，產生寬廣、類似朗伯分佈嘅發射圖案。
13. 發展趨勢
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。 |