目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數:深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值同熱特性
- 2.2 電氣同光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度 (Iv) 分級
- 3.2 主波長 (Wd) 分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸同腳位分配
- 5.2 推薦PCB焊接焊盤
- 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
- 6.3 清潔
- 7. 包裝同訂購資訊
- 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. 常見問題(基於技術參數)
- 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)組裝而設計嘅雙色表面貼裝LED(發光二極管)嘅規格。呢個元件專為空間有限嘅應用而設計,能夠喺單一封裝內提供紅同橙兩種光色。佢嘅微型尺寸同標準組裝流程兼容,適合整合到各式各樣嘅現代電子設備入面。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個元件嘅主要優勢包括符合RoHS(有害物質限制)指令、採用業界標準8mm載帶包裝並捲喺7吋捲盤上,方便自動貼片機使用,以及完全兼容紅外(IR)回流焊製程。佢預先經過JEDEC Level 3濕度敏感度標準處理,確保組裝過程嘅可靠性。
目標應用涵蓋多個領域,包括電訊(例如路由器、數據機嘅狀態指示燈)、辦公室自動化(例如打印機、掃描器控制面板嘅背光)、家用電器同各種工業設備。佢通常用於狀態指示、符號照明同前面板背光,喺需要清晰可靠視覺回饋嘅地方發揮作用。
2. 技術參數:深入客觀解讀
呢個部分根據元件嘅絕對最大額定值同典型工作參數,對其關鍵性能特徵進行詳細、客觀嘅分析。
2.1 絕對最大額定值同熱特性
呢個元件嘅紅同橙晶片嘅最大連續正向電流(DC)額定值都係30mA。喺脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度),佢可以承受80mA嘅峰值正向電流。最大功耗係75mW。工作同儲存溫度範圍指定為-40°C至+100°C,顯示佢適合惡劣環境使用。
熱管理對於LED壽命至關重要。兩種顏色嘅典型結點到環境熱阻(Rθja)都係155°C/W。考慮到最高結點溫度(Tj)係115°C,呢個熱阻值決定咗喺特定環境條件下嘅最大允許功耗,以防止過熱同提早失效。
2.2 電氣同光學特性
電氣同光學性能係喺20mA正向電流同25°C環境溫度嘅標準測試條件下測量嘅。
- 發光強度 (Iv):對於紅色LED,發光強度範圍由最低90 mcd到最高280 mcd。橙色LED提供更高輸出,範圍由140 mcd到450 mcd。典型視角(2θ1/2,即強度為軸向值一半時嘅角度)兩者都係120度,提供寬廣嘅光束模式。
- 光譜特性:紅色LED嘅典型峰值發射波長(λp)係639 nm,主波長(λd)範圍係623-638 nm。橙色LED嘅λp係609 nm,λd範圍係598-610 nm。兩者嘅光譜線半寬(Δλ)通常係15 nm,定義咗顏色純度。
- 電氣參數:兩種顏色喺20mA下嘅正向電壓(Vf)範圍由1.7V(最小)到2.5V(最大)。喺5V反向電壓(Vr)下,最大反向電流(Ir)係10 μA。必須注意,呢個元件並非設計用於反向偏壓操作;呢個參數僅供紅外測試參考。
3. 分級系統說明
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性,LED會根據關鍵參數分級。
3.1 發光強度 (Iv) 分級
發光輸出被分類到特定嘅級別,每個級別都有定義嘅最小同最大值。每個級別嘅公差為±11%。
- 紅色LED級別:代碼包括Q2(90.0-112.0 mcd)、R1(112.0-140.0 mcd)、R2(140.0-180.0 mcd)、S1(180.0-224.0 mcd)同S2(224.0-280.0 mcd)。
- 橙色LED級別:代碼包括T2(140-180 mcd)、U1(180-224 mcd)、U2(224-280 mcd)、V1(280-355 mcd)同V2(355-450 mcd)。
3.2 主波長 (Wd) 分級
特別針對橙色LED,主波長分級確保精確嘅顏色控制。級別係F1(598-602 nm)、F2(602-606 nm)同F3(606-610 nm),每個級別都有嚴格嘅±1 nm公差。呢種精確分級對於需要特定色點嘅應用(例如交通信號燈或一致嘅面板背光)至關重要。
4. 性能曲線分析
雖然PDF參考咗典型性能曲線,但佢哋嘅具體圖形數據並未喺文本中提供。基於標準LED行為,呢啲曲線通常會說明正向電流同發光強度之間嘅關係(I-V曲線)、環境溫度對光輸出嘅影響,以及光譜功率分佈。設計師利用呢啲曲線來了解非標準條件下(例如不同驅動電流或溫度)嘅性能,並優化電路設計以達到所需亮度同效率。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸同腳位分配
呢個元件符合EIA標準封裝外形。除非另有說明,所有尺寸均以毫米為單位,一般公差為±0.2 mm。元件配備擴散透鏡。腳位分配係特定嘅:腳位2同3分配畀紅色LED晶片,而腳位1同4分配畀橙色LED晶片。喺PCB佈局同組裝期間正確識別極性對於正常功能至關重要。
5.2 推薦PCB焊接焊盤
提供咗推薦嘅PCB焊盤圖案(封裝佔位),以確保可靠焊接同正確機械對齊。遵循呢個推薦圖案有助於形成良好嘅焊錫角、提供熱緩衝,並防止回流焊期間出現墓碑效應或錯位。
6. 焊接同組裝指引
6.1 紅外回流焊溫度曲線
呢個元件兼容無鉛(Pb-free)焊接製程。參考咗一個符合J-STD-020B標準嘅建議紅外回流焊溫度曲線。關鍵參數包括最高峰值溫度260°C同預熱階段最高200°C,最長120秒。呢個曲線旨在最小化LED封裝嘅熱應力,同時確保可靠嘅焊點。
6.2 儲存同處理
適當儲存對於保持可焊性至關重要。當防潮袋密封時,LED應儲存喺≤30°C同≤70% RH嘅環境中,建議儲存期限為一年。一旦打開袋子,儲存環境不應超過30°C同60% RH。暴露超過168小時(Level 3)嘅元件應喺焊接前喺約60°C下烘烤至少48小時,以去除吸收嘅水分並防止回流焊期間出現"爆米花"效應。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔,應只使用指定溶劑。建議將LED浸入常溫嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞LED封裝或透鏡。
7. 包裝同訂購資訊
標準包裝係8mm寬嘅壓紋載帶,捲喺7吋(178mm)直徑嘅捲盤上。每捲包含4000件。對於少於一整捲嘅數量,最小包裝數量為500件。包裝遵循ANSI/EIA 481規範。載帶用覆蓋帶密封以保護元件,每捲中連續缺失元件("缺燈")嘅最大數量為兩個。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款雙色LED非常適合需要多狀態指示嘅應用。例如,喺網絡交換機中,紅色LED可以指示故障或錯誤狀態,而橙色LED可以指示活動或警告狀態。喺消費電子產品中,佢可以用於按鈕嘅雙色背光或創建琥珀色/紅色狀態符號。佢嘅寬視角使其適合需要從不同角度可見嘅指示燈。
8.2 設計考慮因素
- 限流:務必為每種LED顏色使用串聯限流電阻(或恆流驅動器)。電阻值應根據電源電壓、LED嘅正向電壓(保守設計使用最大Vf)同所需工作電流(≤30mA DC)計算。
- 熱管理:考慮功耗(P = Vf * If)同熱阻。喺高環境溫度或高電流驅動下,確保使用足夠嘅PCB銅面積或其他散熱方法,以保持結點溫度低於115°C。
- 靜電放電(ESD)保護:雖然無明確說明,但組裝期間始終建議採取適當嘅ESD(靜電放電)預防措施處理LED。
9. 技術比較同差異化
呢個元件嘅關鍵區別在於佢喺單一緊湊SMD封裝中實現雙色功能。相比使用兩個獨立嘅單色LED,呢種設計節省PCB空間、減少元件數量並簡化組裝。120度寬視角係相比窄光束LED用於面板指示嘅另一個優勢。針對強度同波長嘅精確分級為設計師提供可預測嘅性能同批量生產中嘅顏色一致性。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以同時以20mA驅動紅色同橙色LED嗎?
答:唔可以。絕對最大功耗係75mW。如果兩個LED都亮著,Vf=2.5V,If=20mA,總功耗會係100mW(2.5V*20mA*2),超過額定值。同時操作需要降低每個LED嘅電流額定值,或者確保每次只有一個亮著。
問:峰值波長同主波長有咩區別?
答:峰值波長(λp)係發射光功率最大時嘅波長。主波長(λd)係人眼感知到嘅、與光顏色相匹配嘅單一波長。λd對於視覺應用中嘅顏色規格更為相關。
問:反向電流喺5V下係10μA。我可以喺交流電路中使用呢個LED嗎?
答:唔可以。規格書明確指出呢個元件並非設計用於反向操作。施加反向電壓,特別係喺交流電路中,可能會損壞LED。如果要用喺交流電,必須使用外部電路(例如整流器)來保護LED。
11. 實用設計同使用案例
案例:電源供應器嘅雙狀態指示燈
一位設計師正在為桌面電源供應器設計PCB。佢需要一個指示燈顯示交流電源存在(待機),另一個顯示直流輸出啟動。使用呢款雙色LED簡化咗設計:橙色LED(腳位1同4)通過限流電阻連接到待機電壓軌。紅色LED(腳位2同3)通過另一個電阻連接到主直流輸出軌。PCB封裝佔位只需要一個元件位置。寬視角確保從機箱前面可以睇到狀態。設計師選擇紅色R2級別同橙色U1級別以確保足夠亮度。佢哋喺組裝期間遵循推薦嘅回流焊溫度曲線同儲存指引,以確保可靠性。
12. 原理介紹
發光二極管(LED)係一種當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢種現象稱為電致發光。喺呢個特定器件中,紅光由磷化鋁銦鎵(AlInGaP)半導體材料產生,呢種材料能有效產生紅同橙色波長。晶片上嘅擴散透鏡散射光線,形成120度寬視角,而非窄光束。雙色功能係通過喺同一封裝內放置兩個獨立嘅半導體晶片(一個紅色,一個橙色)來實現,每個晶片都有獨立嘅電氣連接(陽極同陰極)。
13. 發展趨勢
SMD LED技術嘅總體趨勢繼續朝向更高效率(每瓦更多流明)發展,允許喺更低電流下實現更亮輸出並降低功耗。同時亦推動更微型化,同時保持或改善光學性能。隨著製造中自動光學檢測嘅改進,顏色一致性同更嚴格嘅分級公差正成為標準。此外,將控制電子(如恆流驅動器或PWM控制器)直接集成到LED封裝中係一個新興趨勢,為最終用戶簡化電路設計。符合RoHS指令同兼容無鉛、高溫回流焊製程嘅原則現已成為行業基本要求。
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。 |