目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 特點
- 1.2 應用範圍
- 2. 技術參數深入分析
- 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 順向電壓 (Vf) 等級
- 3.2 發光強度 (IV) 等級
- 3.3 主波長 (Wd) 等級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別同焊盤設計
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 建議紅外線迴焊曲線 (無鉛)
- 6.2 手動焊接 (電烙鐵)
- 6.3 儲存條件
- 6.4 清潔
- 7. 包裝同處理
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 8. 應用須知同設計考慮
- 8.1 驅動方法
- 8.2 熱管理
- 8.3 應用範圍同注意事項
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 峰值波長同主波長有咩分別？
- 10.2 我可唔可以連續用 30mA 驅動呢粒 LED？
- 10.3 點解發光強度範圍咁闊 (280-710 mcd)？
- 10.4 點樣理解120° 視角？
- 11. 設計同使用案例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件提供咗一款表面貼裝器件 (SMD) LED 嘅完整技術規格。呢個元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，採用微型外形，非常適合空間有限嘅應用。LED 採用 InGaN (氮化銦鎵) 半導體材料，產生霧面藍光輸出。佢嘅主要功能係作為狀態指示器、信號燈，或者係各種電子設備嘅前面板背光。
1.1 特點
- 符合 RoHS (有害物質限制) 指令。
- 包裝喺 7 吋直徑捲盤上嘅 8mm 載帶，方便自動化貼片組裝。
- 標準 EIA (電子工業聯盟) 封裝佔位面積。
- 兼容集成電路 (IC) 驅動電平。
- 完全兼容自動化貼片設備。
- 適用於紅外線 (IR) 迴焊製程。
- 預先處理至 JEDEC (聯合電子設備工程委員會) 濕度敏感度等級 3。
1.2 應用範圍
呢款 LED 適用於多個行業嘅唔同應用，包括：
- 電信設備 (例如：無線電話同手機)。
- 辦公室自動化設備 (例如：筆記本電腦、網絡系統)。
- 家用電器同消費電子產品。
- 工業控制同監控設備。
- 狀態同電源指示燈。
- 信號同符號照明。
- 前面板同顯示器背光。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
以下額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。所有數值均喺環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。
- 功耗 (Pd)：102 mW。呢個係 LED 封裝可以作為熱量散發嘅最大功率。
- 峰值順向電流 (IFP)：100 mA。呢個係最大允許瞬時電流，通常喺脈衝條件下 (1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度)。
- 直流順向電流 (IF)：30 mA。呢個係建議用於可靠長期運作嘅最大連續順向電流。
- 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。LED 設計用於運作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。非運作狀態下嘅儲存溫度範圍。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺 Ta=25°C 同順向電流 (IF) 20mA 下測量嘅典型性能參數，除非另有說明。
- 發光強度 (IV)：280.0 - 710.0 mcd (毫坎德拉)。發出嘅可見光量，使用過濾以匹配人眼明視覺響應 (CIE 曲線) 嘅傳感器測量。闊範圍表示器件有唔同亮度分級。
- 視角 (2θ1/2)：120 度 (典型值)。呢個係發光強度降至軸上 (0°) 測量值一半時嘅全角。120° 角度表示一個闊而擴散嘅光型，適合指示器應用。
- 峰值發射波長 (λP)：468 nm (典型值)。光輸出功率最大時嘅波長。
- 主波長 (λd)：465 - 475 nm。呢個係人眼感知到定義 LED 顏色嘅單一波長，從 CIE 色度圖計算得出。
- 譜線半寬度 (Δλ)：20 nm (典型值)。喺最大強度一半處測量嘅光譜帶寬 (半高全寬 - FWHM)。
- 順向電壓 (VF)：2.6 - 3.4 V。以 20mA 驅動時 LED 兩端嘅電壓降。呢個範圍受分級影響。
- 反向電流 (IR)：10 μA (最大值) 於 VR=5V。器件唔係為反向偏壓操作而設計；呢個參數僅供測試用途。
3. 分級系統說明
為確保生產批次嘅一致性，LED 會根據關鍵電氣同光學參數進行分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用對亮度、顏色同電壓要求嘅零件。
3.1 順向電壓 (Vf) 等級
分級於 IF= 20mA。每個等級嘅公差為 ±0.1V。
- D6：2.6V (最小) - 2.8V (最大)
- D7：2.8V (最小) - 3.0V (最大)
- D8：3.0V (最小) - 3.2V (最大)
- D9：3.2V (最小) - 3.4V (最大)
3.2 發光強度 (IV) 等級
分級於 IF= 20mA。每個等級嘅公差為 ±11%。
- T1：280.0 mcd (最小) - 355.0 mcd (最大)
- T2：355.0 mcd (最小) - 450.0 mcd (最大)
- U1：450.0 mcd (最小) - 560.0 mcd (最大)
- U2：560.0 mcd (最小) - 710.0 mcd (最大)
3.3 主波長 (Wd) 等級
分級於 IF= 20mA。每個等級嘅公差為 ±1 nm。
- AC：465.0 nm (最小) - 470.0 nm (最大)
- AD：470.0 nm (最小) - 475.0 nm (最大)
4. 性能曲線分析
典型性能曲線 (提供嘅摘錄中未顯示但已引用) 通常會說明關鍵參數之間嘅關係。設計師應查閱完整規格書以獲取呢啲圖表，通常包括：
- 相對發光強度 vs. 順向電流 (I-V 曲線)：顯示光輸出如何隨驅動電流增加，直至最大額定值。
- 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極管嘅非線性 V-I 特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示結溫升高時光輸出嘅下降，呢個係熱管理嘅關鍵因素。
- 光譜分佈：顯示跨波長嘅相對光功率圖，中心喺約 468 nm 嘅峰值波長，典型 FWHM 為 20 nm。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸
LED 採用標準表面貼裝封裝。所有尺寸均以毫米 (mm) 為單位，一般公差為 ±0.2 mm，除非另有規定。具體尺寸圖會顯示長度、寬度、高度同引腳/焊盤間距。
5.2 極性識別同焊盤設計
元件有陽極同陰極。極性通常通過封裝上嘅標記或非對稱焊盤設計來指示。規格書提供建議嘅 PCB 焊盤圖案 (連接焊盤)，適用於紅外線同氣相迴焊，以確保正確嘅焊點形成同對齊。
6. 焊接同組裝指引
6.1 建議紅外線迴焊曲線 (無鉛)
焊接曲線應符合 J-STD-020B 無鉛製程標準。關鍵參數包括：
- 預熱溫度：150°C 至 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：應根據焊膏規格控制。
- 總焊接時間：峰值溫度下最多 10 秒 (最多允許兩個迴焊週期)。
注意：最佳曲線取決於特定 PCB 設計、焊膏同爐。提供嘅曲線係基於 JEDEC 標準嘅通用目標。
6.2 手動焊接 (電烙鐵)
- 烙鐵溫度：最高 300°C。
- 焊接時間：每個焊點最多 3 秒。
- 限制：使用烙鐵時只能進行一次性焊接。
6.3 儲存條件
- 密封包裝 (帶乾燥劑)：儲存於 ≤30°C 同 ≤70% RH。一年內使用。
- 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 同 ≤60% RH。建議喺開封後 168 小時 (7 日) 內完成紅外線迴焊。
- 延長儲存 (袋外)：儲存於帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。
- 如果暴露 >168 小時：焊接前喺約 60°C 下烘烤至少 48 小時，以去除水分並防止迴焊期間出現爆米花現象。
6.4 清潔
如果焊接後需要清潔，請僅使用指定溶劑。將 LED 浸入常溫乙醇或異丙醇中少於一分鐘。請勿使用未指定嘅化學液體。
7. 包裝同處理
7.1 載帶同捲盤規格
LED 以壓紋載帶形式供應，用於自動化組裝。
- 捲盤直徑：7 吋。
- 載帶寬度：8 mm。
- 每捲數量：2000 件。
- 空位用蓋帶密封。
- 包裝符合 ANSI/EIA-481 規格。
- 連續缺失元件 (空位) 嘅最大數量為兩個。
8. 應用須知同設計考慮
8.1 驅動方法
LED 係電流驅動器件。為確保並聯驅動多個 LED 時亮度均勻，強烈建議為每個 LED 使用串聯限流電阻或用恆流源驅動。直接從電壓源並聯驅動 LED 可能會導致顯著嘅亮度變化，因為順向電壓 (VF) 特性存在自然差異，即使喺同一等級內。
8.2 熱管理
雖然功耗相對較低 (最大 102 mW)，但適當嘅熱設計對於保持 LED 壽命同性能一致性至關重要。確保 PCB 焊盤設計提供足夠嘅散熱，特別係喺接近或達到最大直流電流 (30mA) 或高環境溫度下運作時。過高嘅結溫會降低光輸出並加速性能衰減。
8.3 應用範圍同注意事項
呢個元件設計用於普通電子設備。對於需要極高可靠性、故障可能危及生命或健康嘅應用 (例如：航空、醫療、安全系統)，喺設計採用前需要進行特定技術諮詢。器件唔係為反向電壓操作而設計。
9. 技術比較同差異化
呢款 LED 嘅關鍵差異化特點包括其120° 闊視角配備霧面透鏡，提供柔和均勻嘅照明，非常適合面板指示器。採用InGaN 技術實現高效藍光發射。佢兼容標準紅外線迴焊製程同JEDEC 等級 3預處理，使其適合現代化、大批量嘅 PCB 組裝線。全面嘅分級結構針對電壓、強度同波長，允許精確選擇以滿足應用特定嘅顏色同亮度一致性要求。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 峰值波長同主波長有咩分別？
峰值波長 (λP)：LED 光譜輸出曲線最高點嘅波長 (典型值 468 nm)。主波長 (λd)：定義人眼感知顏色嘅單一波長，從 CIE 顏色坐標計算得出 (465-475 nm)。對於呢類藍色單色 LED，兩者通常接近，但主波長對於顏色規格更相關。
10.2 我可唔可以連續用 30mA 驅動呢粒 LED？
可以，30mA 係建議嘅最大直流順向電流。然而，喺絕對最大額定值下運作會產生更多熱量，並可能降低長期可靠性。為獲得最佳壽命同穩定性，如果應用嘅亮度要求允許，建議以較低電流 (例如測試條件 20mA) 驅動。
10.3 點解發光強度範圍咁闊 (280-710 mcd)？
呢個範圍代表所有可用亮度等級 (T1, T2, U1, U2) 嘅總跨度。特定訂單將針對單一等級 (例如：U1: 450-560 mcd)。分級系統確保你收到嘅 LED 喺定義嘅、更窄嘅範圍內具有一致嘅亮度。
10.4 點樣理解120° 視角？
呢個係全視角 (2θ1/2)。意思係指強度降至軸上值 50% 嘅一邊，到另一邊強度亦降至 50% 時嘅角度。所以，LED 喺一個非常闊嘅 120 度錐形範圍內發出可用光，使其從多個側面角度都可見。
11. 設計同使用案例
場景：為網絡路由器設計一個狀態指示面板，使用多個藍色 LED 顯示鏈路活動同電源狀態。
- 元件選擇：選擇 U1 亮度等級 (450-560 mcd)，以喺辦公室環境中獲得良好可見度。選擇 AC 波長等級 (465-470 nm)，以確保所有指示器嘅藍色調一致。
- 電路設計：使用 3.3V 電源軌。假設來自 D7 等級嘅典型 VF (2.9V) 同目標 IF 20mA，計算串聯電阻：R = (V電源- VF) / IF= (3.3V - 2.9V) / 0.02A = 20 Ω。每個 LED 使用一個 20 Ω，1/10W 嘅電阻。
- PCB 佈局：實施規格書中建議嘅焊盤圖案。確保 LED 之間有足夠間距，以免擴散光型互相干擾。
- 組裝：遵循提供嘅紅外線迴焊曲線。打開防潮袋後，喺 168 小時內完成電路板組裝。
- 結果：一個具有均勻、明亮藍色指示器嘅面板，從闊角度清晰可見，喺產品壽命期內可靠運作。
12. 工作原理簡介
呢款 LED 係一種半導體光子器件。其核心係由 InGaN 材料製成嘅芯片，形成一個 p-n 結。當施加超過結閾值 (約 2.6-3.4V) 嘅順向電壓時，電子同電洞被注入結區。當呢啲電荷載子復合時，佢哋以光子 (光) 嘅形式釋放能量。InGaN 半導體嘅特定帶隙能量決定咗光子嘅波長，喺呢個情況下係可見光譜嘅藍色區域 (~468 nm)。內置嘅霧面透鏡散射光線，將發射模式擴闊至 120 度視角。
13. 技術趨勢
表面貼裝 LED 持續向更高效率 (每瓦更多流明)、更細封裝尺寸同改進顏色一致性發展。越來越強調更緊嘅分級公差，包括色度同光通量，以滿足需要精確顏色匹配嘅應用需求，例如全彩顯示器同建築照明。此外，封裝材料嘅進步正在提升熱性能，允許更高嘅驅動電流同更細佔位面積下嘅更大光輸出。兼容標準、高速 SMT 組裝製程仍然係基本要求，推動設計能夠承受迴焊焊接嘅熱同機械應力。
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。 |