目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場同應用
- 2. 技術規格深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 2.3 公差同注意事項
- 3. 分級系統說明
- 3.1 Y2(亮黃色)分級
- 3.2 G6(黃綠色)分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對發光強度 vs. 正向電流
- 4.2 正向電流降額曲線
- 3. 正向電壓 vs. 正向電流
- 4.4 發光強度 vs. 環境溫度
- 4.5 光譜分佈
- 4.6 輻射圖
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接參數
- 6.2 手工焊接
- 6.3 儲存同濕度敏感性
- 7. 包裝同訂購信息
- 7.1 卷盤同載帶規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議同設計考慮
- 8.1 限流
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實際設計同使用案例
- 12. 技術原理介紹
- 13. 行業趨勢
1. 產品概覽
19-223 係一款專為高密度 PCB 應用而設計嘅緊湊型表面貼裝 LED。佢有兩種唔同顏色:亮黃色 (Y2) 同黃綠色 (G6),兩者都採用 AlGaInP 晶片技術。呢款元件嘅特點係體積細、重量輕,同埋兼容自動化組裝流程,係空間有限同微型電子設備嘅理想選擇。
1.1 核心優勢
19-223 LED 嘅主要優勢係同傳統引線框架 LED 相比,尺寸大幅縮細。咁樣可以令印刷電路板設計更細、元件裝配密度更高、儲存要求降低,最終有助於最終設備嘅微型化。佢嘅輕量化特性進一步增強咗佢喺便攜同緊湊應用中嘅適用性。
1.2 目標市場同應用
呢款 LED 針對需要可靠、低功耗指示燈或背光功能嘅應用。典型應用領域包括汽車內飾嘅儀錶板同開關背光、電話同傳真機等通訊設備嘅狀態指示燈同鍵盤背光、LCD 面板同符號嘅平面背光,以及各種消費同工業電子產品嘅通用指示燈用途。
2. 技術規格深入分析
呢部分會對規格書中指定嘅關鍵技術參數進行詳細、客觀嘅分析。
2.1 絕對最大額定值
器件嘅最大反向電壓 (V_R) 額定值為 5V。兩種顏色代碼嘅連續正向電流 (I_F) 都係 25 mA。喺佔空比為 1/10、頻率 1 kHz 嘅脈衝條件下,允許嘅峰值正向電流 (I_FP) 為 60 mA。最大功耗 (P_d) 為 60 mW。器件可以承受 2000V(人體模型)嘅靜電放電 (ESD)。工作溫度範圍係 -40°C 至 +85°C,儲存溫度範圍係 -40°C 至 +90°C。
2.2 電光特性
所有測量值均喺環境溫度 (T_a) 25°C 同正向電流 (I_F) 20 mA 下指定。
- 發光強度 (I_v):對於 Y2(亮黃色),典型發光強度範圍係 36.0 mcd 至 72.0 mcd。對於 G6(黃綠色),範圍係 28.5 mcd 至 57.0 mcd。
- 視角 (2θ1/2):兩種類型嘅典型視角都係 130 度。
- 波長:Y2 嘅典型峰值波長 (λ_p) 為 591 nm,主波長 (λ_d) 範圍為 585.5 nm 至 594.5 nm。G6 嘅典型峰值波長為 575 nm,主波長範圍為 567.5 nm 至 575.5 nm。
- 正向電壓 (V_F):Y2 同 G6 嘅正向電壓通常為 2.0V,範圍由 1.7V 至 2.4V。
- 反向電流 (I_R):喺 V_R=5V 時,兩種代碼嘅最大反向電流都係 10 µA。
2.3 公差同注意事項
規格書指定咗關鍵公差:發光強度公差為 ±11%,主波長公差為 ±1 nm,正向電壓公差為 ±0.10V。呢啲公差對於設計一致性至關重要,必須喺電路設計同光學系統規劃中考慮在內。
3. 分級系統說明
LED 會根據發光強度同主波長進行分級,以確保生產批次內顏色同亮度嘅一致性。
3.1 Y2(亮黃色)分級
發光強度分級:N2 (36.0-45.0 mcd)、P1 (45.0-57.0 mcd)、P2 (57.0-72.0 mcd)。
主波長分級:D3 (585.5-588.5 nm)、D4 (588.5-591.5 nm)、D5 (591.5-594.5 nm)。
3.2 G6(黃綠色)分級
發光強度分級:N1 (28.5-36.0 mcd)、N2 (36.0-45.0 mcd)、P1 (45.0-57.0 mcd)。
主波長分級:C15 (567.5-569.5 nm)、C16 (569.5-571.5 nm)、C17 (571.5-573.5 nm)、C18 (573.5-575.5 nm)。
呢種分級方式允許設計師為需要顏色匹配或精確亮度水平嘅應用選擇具有特定性能特徵嘅 LED。
4. 性能曲線分析
規格書包含典型特性曲線,有助於了解器件喺唔同條件下嘅行為。
4.1 相對發光強度 vs. 正向電流
呢條曲線顯示光輸出如何隨正向電流增加而增加。通常係非線性嘅,如果工作電流顯著高於建議嘅 20mA,可能會導致效率降低同加速老化。
4.2 正向電流降額曲線
呢個圖表說明咗最大允許正向電流作為環境溫度嘅函數。隨著溫度升高,最大允許電流會降低,以防止熱損壞。對於喺高溫環境下運行嘅設計,呢個係一個關鍵考慮因素。
3. 正向電壓 vs. 正向電流
呢條 IV 曲線顯示電壓同電流之間嘅關係。正向電壓具有正溫度係數,意味住佢會隨著溫度升高而輕微下降。
4.4 發光強度 vs. 環境溫度
呢條曲線展示咗光輸出嘅溫度依賴性。發光強度通常會隨著環境溫度升高而降低,喺需要喺寬溫度範圍內保持亮度一致嘅設計中,必須考慮呢一點。
4.5 光譜分佈
Y2 同 G6 嘅光譜分佈圖顯示咗唔同波長下嘅相對強度。Y2 光譜中心大約喺 591 nm(黃色),而 G6 則大約喺 575 nm(黃綠色)。Y2 嘅光譜帶寬 (Δλ) 約為 15 nm,G6 約為 20 nm。
4.6 輻射圖
輻射圖顯示咗光強度嘅角度分佈,確認咗 130 度嘅視角。對於呢種類型嘅 LED,輻射圖通常係朗伯型或接近朗伯型。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸
19-223 LED 採用緊湊嘅 SMD 封裝。關鍵尺寸(單位:mm)包括本體長度 2.0、寬度 1.25、高度 0.8。端子間距為 1.6 mm。除非另有說明,所有公差均為 ±0.1 mm。規格書提供咗建議嘅焊盤佈局供 PCB 設計參考,但建議設計師根據其特定組裝流程同熱要求進行修改。
5.2 極性識別
陰極通常由封裝上嘅標記或切角表示。請查閱封裝尺寸圖以獲取確切嘅極性識別特徵。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接參數
器件兼容紅外線同氣相回流工藝。對於無鉛焊接,推薦嘅溫度曲線包括:150°C 至 200°C 之間嘅預熱階段,持續 60-120 秒;液相線以上(217°C)時間為 60-150 秒;峰值溫度為 260°C,最多持續 10 秒。最大加熱速率應為 3°C/秒,最大冷卻速率應為 6°C/秒。回流焊接不應超過兩次。
6.2 手工焊接
如果需要手工焊接,烙鐵頭溫度必須低於 350°C,每個端子嘅接觸時間不應超過 3 秒。建議使用低功率烙鐵(≤25W)。焊接每個端子之間應至少間隔 2 秒,以防止熱應力。
6.3 儲存同濕度敏感性
LED 包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮袋中。打開前,應儲存喺 ≤30°C 同 ≤90% RH 嘅環境中。打開後,喺 ≤30°C 同 ≤60% RH 嘅條件下,"車間壽命" 為 1 年。未使用嘅元件應重新密封喺防潮包裝中。如果乾燥劑指示劑變色或超過儲存時間,使用前需要喺 60±5°C 下烘烤 24 小時,以防止回流期間出現 "爆米花" 現象。
7. 包裝同訂購信息
7.1 卷盤同載帶規格
元件以 8mm 寬嘅載帶供應,捲喺直徑 7 英寸嘅卷盤上。每卷包含 2000 件。規格書提供咗載帶凹槽同卷盤嘅詳細尺寸。
7.2 標籤說明
卷盤標籤包含幾個代碼:CPN(客戶部件號)、P/N(產品編號)、QTY(包裝數量)、CAT(發光強度等級/分級)、HUE(色度座標 & 主波長等級/分級)、REF(正向電壓等級)同 LOT No(批次號,用於追溯)。
8. 應用建議同設計考慮
8.1 限流
關鍵:必須始終使用外部限流電阻與 LED 串聯。正向電壓範圍較窄,由於二極管嘅指數型 I-V 特性,電源電壓嘅輕微增加可能會導致正向電流大幅增加,可能造成損壞。
8.2 熱管理
雖然功耗低,但適當嘅 PCB 佈局有助於散熱。確保連接至 LED 焊盤嘅銅面積足夠,特別係對於高環境溫度或連續運行嘅應用。遵守正向電流降額曲線。
8.3 光學設計
130 度嘅寬視角使其適合需要寬廣照明嘅應用。對於更定向嘅光線,可能需要二次光學元件(透鏡)。如果多個 LED 之間需要顏色或強度匹配,請考慮分級代碼。
9. 技術比較同差異化
19-223 通過其 AlGaInP 技術(喺黃色光譜中提供高亮度同飽和色彩)、非常緊湊嘅 2.0x1.25mm 佔位面積,以及符合現代環保標準(RoHS、REACH、無鹵)嘅組合來實現差異化。同較大嘅通孔 LED 相比,佢能夠顯著節省空間並兼容自動化。佢針對黃色同黃綠色嘅特定波長分級,比寬分級 LED 提供更精確嘅顏色選擇。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:對於 5V 電源,我應該使用咩電阻值?
答:使用歐姆定律 (R = (V_電源 - V_F) / I_F) 同典型值 (V_F=2.0V, I_F=20mA),R = (5 - 2) / 0.02 = 150 Ω。使用標準 150 Ω 電阻。始終按最小 V_F 計算,以確保電流不超過最大額定值。
問:我可以用 PWM 信號驅動呢款 LED 進行調光嗎?
答:可以,PWM 係一種有效嘅調光方法。確保脈衝中嘅峰值電流不超過絕對最大額定值 60 mA(適用於符合佔空比規格嘅脈衝)。頻率應足夠高以避免可見閃爍(通常 >100 Hz)。
問:溫度如何影響亮度?
答:發光強度會隨著結溫升高而降低。請參考 "發光強度 vs. 環境溫度" 曲線。為保持亮度一致,請管理熱條件,並考慮使用恆流驅動器,而唔係帶電阻嘅恆壓源。
11. 實際設計同使用案例
案例:儀錶板開關背光。一位設計師正在創建一個帶有多個發光開關嘅儀錶板控制面板。佢哋選擇 19-223/Y2,因為佢嘅亮黃色同細尺寸,可以安裝喺每個開關帽後面。佢哋設計咗一個具有公共 12V 電源軌嘅 PCB。對於每個 LED,佢哋計算串聯電阻:R = (12V - 2.0V) / 0.02A = 500 Ω。佢哋選擇咗一個 510 Ω 嘅標準電阻。佢哋向供應商指定咗 CAT(亮度)同 HUE(波長)分級,以確保面板上所有開關嘅顏色同亮度均勻。喺組裝期間,佢哋遵循推薦嘅回流曲線,以確保焊點可靠,同時唔損壞 LED。
12. 技術原理介紹
19-223 LED 基於 AlGaInP(磷化鋁鎵銦)半導體材料。呢種材料體系喺產生可見光譜中紅、橙、黃同黃綠色區域嘅光方面特別高效。當正向電壓施加喺 p-n 結兩端時,電子同空穴復合,以光子形式釋放能量。AlGaInP 層嘅特定成分決定咗帶隙能量,從而決定咗發射光嘅波長(顏色)。"水清" 樹脂透鏡最大限度地減少光吸收,並實現高光提取效率。
13. 行業趨勢
指示燈同小面積背光 LED 嘅趨勢繼續朝向進一步微型化、提高效率(每瓦流明)同更高可靠性發展。仲有一個強勁嘅驅動力係更廣泛採用環保材料,包括無鹵化合物同增強可回收性。將驅動電路或保護功能集成到 LED 封裝本身係另一個發展領域,儘管對於像 19-223 咁簡單嘅指示燈,分立元件方法仍然具有成本效益同靈活性。喺品牌形象或用戶體驗依賴於均勻照明嘅應用中,對精確顏色一致性(緊密分級)嘅需求正喺度增加。
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。 |