目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款表面貼裝器件(SMD)發光二極管(LED)嘅規格。呢個元件專為自動化印刷電路板(PCB)組裝流程而設計,採用微型外形,適合空間有限嘅應用。佢嘅主要光源係氮化銦鎵(InGaN)半導體,透過水清透鏡發出藍色光。
1.1 特點
- 符合RoHS(有害物質限制)指令。
- 包裝喺12mm膠帶上,並捲入7吋直徑嘅捲盤,方便自動化貼片機使用。
- 標準化嘅EIA(電子工業聯盟)封裝外形。
- 輸入兼容集成電路(IC)邏輯電平。
- 專為兼容自動化組裝設備而設計。
- 適用於紅外線(IR)迴流焊接製程。
- 預先處理以符合JEDEC(聯合電子設備工程委員會)濕度敏感度等級3。
1.2 應用
呢款LED適用於廣泛電子設備中作為狀態指示燈、信號燈或符號照明。典型應用領域包括:
- 通訊設備(例如:無線/手提電話、網絡系統)。
- 辦公室自動化設備(例如:手提電腦)。
- 家用電器。
- 工業控制面板。
- 前面板背光。
- 室內標誌。
2. 封裝尺寸
呢款LED符合標準SMD封裝外形。所有關鍵尺寸,包括長度、闊度、高度同焊盤位置,都喺規格書圖紙中提供,標準公差為±0.2 mm,除非另有說明。透鏡顏色係水清,光源顏色係藍色(InGaN)。
3. 額定值同特性
3.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。佢哋係喺環境溫度(Ta)25°C下指定嘅。
- 功耗(Pd):102 mW
- 峰值正向電流(IFP):100 mA(喺1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度下)
- 連續正向電流(IF):30 mA DC
- 工作溫度範圍:-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍:-40°C 至 +100°C
3.2 建議嘅IR迴流溫度曲線
提供咗一個符合J-STD-020B標準嘅無鉛焊料迴流建議溫度曲線。曲線包括預熱、保溫、迴流同冷卻階段,峰值溫度唔超過260°C。遵守呢個曲線對於防止組裝期間LED封裝受熱損壞至關重要。
3.3 電氣同光學特性
呢啲係喺Ta=25°C同正向電流(IF)20 mA下測量嘅典型性能參數,除非另有註明。
- 光通量(Φv):0.56 lm(最小),1.40 lm(最大)。使用過濾至CIE明視覺響應嘅感測器測量。
- 發光強度(Iv):180 mcd(最小),450 mcd(最大)。由光通量導出嘅參考值。
- 視角(2θ1/2):120度(典型)。定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角。
- 主波長(λd):448 nm(最小),458 nm(最大)。代表藍光嘅感知顏色。
- 譜線半寬度(Δλ):25 nm(典型)。表示藍色發射嘅光譜純度。
- 正向電壓(VF):2.6 V(最小),3.4 V(最大),喺IF=20mA下。
- 反向電流(IR):10 μA(最大),喺VR=5V下。注意:器件並非設計用於反向偏壓操作;此參數僅供漏電測試參考。
4. 分級系統
LED會根據性能分級,以確保一致性。設計師可以選擇特定級別以滿足亮度、電壓同顏色方面嘅應用要求。
4.1 光通量/發光強度分級
級別(S1, S2, T1, T2)定義咗喺20mA下光通量同相關發光強度嘅最小同最大值。
4.2 正向電壓分級
級別(D6, D7, D8, D9)定義咗喺20mA下正向電壓(VF)嘅範圍,每個級別公差為±0.1V。有助於設計一致嘅電流驅動電路。
4.3 主波長分級
級別(AA, AB)定義咗喺20mA下藍色主波長嘅緊密範圍,每個級別公差為±1nm,確保顏色一致性。
5. 典型性能曲線
規格書包含關鍵關係嘅圖形表示:
- 相對發光強度 vs. 正向電流:顯示光輸出如何隨電流增加,通常喺較高電流時呈次線性關係。
- 正向電壓 vs. 正向電流:說明二極管嘅I-V特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度:展示光輸出嘅負溫度係數;強度隨結溫升高而降低。
- 視角分佈圖:顯示光強度空間分佈嘅極座標圖。
6. 使用指南
6.1 清潔
如果焊接後需要清潔,只可使用指定溶劑。將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。避免使用可能損壞環氧樹脂透鏡或封裝嘅非指定化學品。
6.2 推薦PCB焊盤佈局
提供咗表面貼裝焊盤嘅焊盤圖形設計。遵循此建議可確保迴流焊接期間形成正確嘅焊點、機械穩定性同散熱。
6.3 膠帶同捲盤包裝
指定咗載帶(凹槽尺寸、間距)同7吋捲盤嘅詳細尺寸。載帶使用頂蓋保護元件。標準捲盤數量為3000件。
7. 注意事項同應用須知
7.1 預期用途
呢款LED專為通用電子設備而設計。佢唔適用於故障可能危及生命或健康嘅安全關鍵應用(例如:航空、醫療生命維持系統)。對於此類用途,需要諮詢製造商。
7.2 儲存條件
- 密封袋:儲存於≤30°C同≤70%相對濕度。開袋後一年內使用。
- 開袋後:儲存於≤30°C同≤60%相對濕度。對於從乾燥袋取出嘅元件,請喺168小時內(MSL等級3)完成IR迴流焊接。
- 延長儲存(已開封):儲存於帶有乾燥劑嘅密封容器中。如果儲存超過168小時,建議喺焊接前以60°C烘烤48小時,以去除吸收嘅濕氣,防止迴流期間出現"爆米花"現象。
7.3 焊接製程
提供咗詳細焊接條件:
- 迴流焊接:遵循符合JEDEC標準嘅溫度曲線,控制預熱、峰值溫度≤260°C同液相線以上時間。
- 手動焊接:如有必要,使用≤300°C嘅烙鐵,最多3秒,並且只焊接一次。
遵守呢啲限制對於防止LED內部結構同環氧樹脂透鏡受熱降解至關重要。
8. 設計考慮同技術分析
8.1 電流驅動
絕對最大連續電流為30mA,典型工作點為20mA。為確保使用壽命同穩定光輸出,強烈建議使用恆流源驅動LED,而非恆壓源。可以使用簡單嘅串聯電阻配合穩定電源,但必須根據特定LED嘅正向電壓級別(VF)同所需電流計算電阻值,並考慮電源變化。
8.2 熱管理
最大功耗為102mW,對於低佔空比指示燈用途,通常唔需要散熱。然而,對於涉及高環境溫度、以最大電流連續運行或近距離多個LED嘅應用,PCB佈局應喺LED焊盤周圍提供足夠嘅銅面積作為散熱器。有助於維持較低嘅結溫,對於保持光輸出同工作壽命至關重要。
8.3 光學設計
120度視角相當闊,令呢款LED適合需要寬廣可見度嘅應用。如需更聚焦嘅光線,則需要二次光學元件(例如:透鏡、導光管)。水清透鏡提供最少嘅光擴散,相比擴散透鏡,產生更強烈、點狀嘅外觀。
8.4 波長同顏色一致性
主波長嘅緊密分級(AA/AB級別內±1nm)係需要多個單元間藍色一致嘅應用(例如多LED顯示屏或背光陣列)嘅關鍵特點。設計師應指定所需嘅波長級別以確保視覺均勻性。
9. 比較同選擇指引
選擇SMD LED時,需要比較嘅關鍵參數包括:發光強度/光通量(亮度)、視角(光束擴散)、正向電壓(驅動器設計)、主波長(顏色)同封裝尺寸。呢款特定LED喺常見SMD封裝中提供咗中等亮度、極寬視角同標準藍色嘅平衡組合,使其成為狀態指示嘅多功能選擇。對於更高亮度需求,應選擇來自更高光通量級別(T1, T2)嘅器件。對於更低功耗,具有較低VF級別(D6, D7)並配合適當限流電阻嘅器件會更有優勢。
10. 常見問題(FAQs)
問:我可唔可以直接用5V邏輯引腳驅動呢款LED?
答:唔可以。典型正向電壓約為3.0V,5V電源會導致過大電流,可能損壞LED。你必須使用限流電阻或恆流驅動電路。
問:光通量(lm)同發光強度(mcd)有咩分別?
答:光通量量度向所有方向發射嘅總可見光功率。發光強度量度特定方向(通常係中心軸)嘅亮度。呢款LED嘅規格書兩者都有提供,強度係一個導出參考值。120°嘅寬角度意味住軸向強度(mcd)低於具有相同總光通量(lm)嘅窄角度LED。
問:點解儲存濕度咁重要?
答:SMD LED係濕度敏感器件。吸收嘅濕氣喺高溫迴流焊接過程中會迅速蒸發,導致內部分層、破裂或"爆米花"現象,從而引致失效。指定嘅儲存條件同車間壽命(168小時)就係為咗防止呢種情況。
問:呢款LED適唔適合戶外使用?
答:工作溫度範圍擴展到-40°C至+85°C,涵蓋咗好多戶外條件。然而,長時間暴露喺直射陽光(紫外線)、濕氣侵入同超出指定限制嘅熱循環可能會使環氧樹脂透鏡老化並縮短壽命。對於惡劣戶外環境,應考慮專門為此類用途評級嘅LED。
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。 |