目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性
- 3. 分級系統解釋
- 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. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸同極性
- 5.2 帶裝同捲盤包裝
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 紅外回流焊接溫度曲線
- 6.2 手動焊接 (焊鐵)
- 7. 儲存同處理注意事項
- 7.1 儲存條件
- 7.2 清潔
- 8. 應用設計考慮因素
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 熱管理
- 8.3 應用範圍同限制
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 用喺 5V 電源，應該用幾大電阻值？
- 10.2 可唔可以用更高電流脈衝驅動呢個 LED 嚟得到更光嘅閃爍？
- 10.3 點樣解讀我訂單上嘅分級代碼？
- 11. 實用設計同使用例子
- 11.1 設計一個狀態指示燈面板
- 12. 工作原理
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用擴散式透鏡同 AlInGaP (磷化鋁銦鎵) 光源嘅表面貼裝器件 (SMD) LED 嘅規格，佢會發出紅光。呢啲 LED 專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝流程而設計，非常適合空間有限同需要大量生產嘅應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個元件嘅主要優勢包括佢兼容自動化貼片設備同紅外 (IR) 回流焊接流程，呢啲都係現代電子製造嘅標準。佢以 8mm 帶裝形式包裝，捲喺直徑 7 吋嘅捲盤上，方便高效處理同組裝。器件符合 RoHS 標準，確保符合環保法規。佢嘅目標應用涵蓋廣泛嘅消費同工業電子產品，包括但不限於電訊設備 (例如無線電話同手提電話)、辦公室自動化設備 (例如手提電腦)、網絡系統、家用電器同室內標誌。佢通常用於狀態指示、符號照明同前面板背光。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
喺呢啲限制以外操作器件可能會導致永久損壞。喺環境溫度 (Ta) 25°C 下嘅主要額定值係：
- 功耗 (Pd)：72 mW。呢個係 LED 封裝可以安全散熱嘅最大功率。
- 連續正向電流 (IF)：30 mA DC。可靠操作嘅最大穩態電流。
- 峰值正向電流：80 mA，只允許喺脈衝條件下 (1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度)。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
2.2 電氣同光學特性
典型性能係喺 Ta=25°C 同正向電流 (IF) 20 mA 下測量，除非另有說明。
- 發光強度 (Iv)：範圍由最低 90.0 mcd 到最高 280.0 mcd。實際數值由分級代碼決定 (見第 3 節)。
- 視角 (2θ½)：120 度 (典型)。呢個擴散式透鏡特有嘅寬視角，確保光線分佈喺廣闊區域，而唔係高度定向。
- 主波長 (λd)：631 nm (典型)，公差為 ±1 nm。呢個參數定義咗感知顏色 (紅色)。峰值發射波長 (λp) 通常係 639 nm。
- 光譜線半寬度 (Δλ)：大約 15 nm，表示紅光嘅光譜純度。
- 正向電壓 (VF)：2.0 V (典型)，喺 20 mA 下最大為 2.4 V。公差為 ±0.1 V。
- 反向電流 (IR)：喺反向電壓 (VR) 5V 下最大為 10 µA。必須注意，呢個器件唔係設計用於反向偏壓下操作；呢個測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統解釋
為確保生產批次間亮度一致，LED 會根據佢哋喺 20 mA 下測量到嘅發光強度進行分級。
3.1 發光強度分級
分級代碼同佢哋對應嘅強度範圍如下。每個分級內嘅公差為 ±11%。
- Q2：90.0 – 112.0 mcd
- R1：112.0 – 140.0 mcd
- R2：140.0 – 180.0 mcd
- S1：180.0 – 224.0 mcd
- S2：224.0 – 280.0 mcd
呢個系統允許設計師根據佢哋特定應用選擇合適嘅亮度等級，平衡性能同成本。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考咗特定圖形數據，但典型關係可以描述為：
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
AlInGaP 材料表現出一個特性 I-V 曲線，其中正向電壓隨電流對數增加。喺 20mA 下典型 Vf 為 2.0V，係驅動電路設計嘅關鍵參數。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
喺建議操作範圍內，光輸出 (發光強度) 大約同正向電流成正比。超過最大直流電流唔會令光輸出按比例增加，仲有損壞器件嘅風險。
4.3 光譜分佈
發射光譜圍繞 631 nm (主波長) 為中心，典型半寬度為 15 nm，產生飽和嘅紅色。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸同極性
器件符合標準 EIA 封裝尺寸。詳細尺寸圖喺規格書中提供，所有尺寸以毫米為單位，一般公差為 ±0.2 mm。陰極通常由封裝上嘅標記或帶上特定焊盤幾何形狀識別。為確保正確焊點形成同機械穩定性，亦指定咗用於紅外或氣相回流焊接嘅推薦 PCB 焊接焊盤佈局。
5.2 帶裝同捲盤包裝
LED 以帶有保護蓋帶嘅凸紋載帶供應，捲喺直徑 7 吋 (178 mm) 嘅捲盤上。每個捲盤包含 2000 件。包裝遵循 ANSI/EIA 481 規格。主要注意事項包括：空嘅元件袋要密封，每個捲盤最多允許連續兩個缺失元件 ("燈")。
6. 焊接同組裝指引
6.1 紅外回流焊接溫度曲線
提供咗一個符合 J-STD-020B 用於無鉛流程嘅建議溫度曲線。關鍵參數包括：
- 預熱：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：建議跟隨焊膏製造商規格同 JEDEC 指引。
由於電路板設計、元件密度同爐特性各有不同，呢個曲線應該用作通用目標，並為特定組裝線進行微調。
6.2 手動焊接 (焊鐵)
如果需要手動返工，焊鐵頭溫度唔應該超過 300°C，每個焊點嘅接觸時間應該限制喺最多 3 秒。重新焊接只應該進行一次。
7. 儲存同處理注意事項
7.1 儲存條件
- 密封包裝：儲存喺 ≤ 30°C 同 ≤ 70% 相對濕度 (RH)。當儲存喺帶有乾燥劑嘅原裝防潮袋中時，保質期為一年。
- 已開封包裝：暴露喺環境空氣中嘅元件應該儲存喺 ≤ 30°C 同 ≤ 60% RH。強烈建議喺打開包裝袋後 168 小時 (7 日) 內完成紅外回流流程。
- 延長儲存 (袋外)：對於超過 168 小時嘅儲存，將元件放入帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。袋外儲存超過 168 小時嘅元件，需要喺焊接前以大約 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除吸收嘅水分並防止回流期間出現 "爆米花" 現象。
7.2 清潔
如果焊接後需要清潔，只可以使用酒精類溶劑，例如異丙醇 (IPA) 或乙醇。喺正常室溫下將 LED 浸泡少於一分鐘。唔好使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。
8. 應用設計考慮因素
8.1 驅動電路設計
LED 係電流驅動器件。為確保驅動多個 LED 時亮度均勻，必須同每個 LED 串聯使用一個限流電阻。唔建議將 LED 直接並聯而無獨立電阻，因為器件之間正向電壓 (Vf) 嘅輕微差異可能會導致顯著嘅電流不平衡，造成亮度不均同部分 LED 可能過流。規格書展示咗推薦電路 (電路 A)，每個 LED 都有一個串聯電阻。
8.2 熱管理
雖然功耗相對較低 (72 mW)，但將 LED 結溫維持喺指定範圍內對於長期可靠性同穩定光輸出至關重要。如果 LED 喺或接近其最大額定電流下操作，特別係喺高環境溫度環境中，請確保使用足夠嘅 PCB 銅面積或散熱通孔。
8.3 應用範圍同限制
呢個元件旨在用於標準電子設備。佢唔係設計或認證用於高可靠性對安全至關重要嘅應用，例如航空、交通控制、醫療生命維持系統或安全裝置。對於呢類應用，必須諮詢製造商以獲取特定認證嘅元件。
9. 技術比較同差異化
同舊式 LED 技術相比，AlInGaP LED 為紅色同琥珀色提供更高效率同更好嘅色彩飽和度。擴散式透鏡封裝提供寬廣嘅 120 度視角，對於需要廣闊區域照明或多角度可見性嘅應用有利，有別於用於聚焦光束嘅窄角 LED。佢兼容標準紅外回流流程，呢點同需要手動焊接或波峰焊接嘅 LED 區分開，實現具成本效益嘅高速組裝。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 用喺 5V 電源，應該用幾大電阻值？
使用歐姆定律 (R = (Vsupply - Vf_LED) / I_LED) 並假設典型 Vf 為 2.0V 同所需電流為 20 mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。一個標準 150 Ω 電阻會適合。請務必使用最大可能 Vf (2.4V) 進行計算，以確保喺最壞情況下電流唔會超過最大額定值。
10.2 可唔可以用更高電流脈衝驅動呢個 LED 嚟得到更光嘅閃爍？
可以，規格書指定喺脈衝條件下 (1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度) 峰值正向電流為 80 mA。呢個可以用於閃光燈或指示器應用中實現更高嘅瞬時亮度，但隨時間嘅平均電流唔可以導致功耗超過 72 mW。
10.3 點樣解讀我訂單上嘅分級代碼？
分級代碼 (例如 R2, S1) 對應發光強度範圍。訂購時，指定分級代碼確保你收到亮度喺該特定範圍內嘅 LED，呢點對於你產品外觀嘅一致性好重要。
11. 實用設計同使用例子
11.1 設計一個狀態指示燈面板
考慮一個有多個狀態 LED 嘅路由器。使用呢款 SMD LED，設計師會：
- 根據所需可見度選擇合適嘅亮度分級 (例如 R2 用於中等亮度)。
- 使用推薦嘅焊盤尺寸設計 PCB 佈局，以確保正確焊接同對齊。
- 對於每個 LED，根據系統嘅電源電壓 (例如 3.3V 或 5V) 計算並放置一個串聯限流電阻。
- 組裝期間遵循推薦嘅紅外回流溫度曲線。
- 如果組裝板需要清潔，只使用異丙醇。
呢個方法確保可靠、均勻同持久嘅指示燈。
12. 工作原理
呢款 LED 基於 AlInGaP 半導體材料。當施加超過二極管開啟閾值嘅正向電壓時，電子同電洞喺半導體嘅有源區域內復合，以光子 (光) 形式釋放能量。AlInGaP 層嘅特定成分決定咗帶隙能量，從而定義咗發射光嘅波長 (顏色) — 喺呢個情況下，係大約 631 nm 嘅紅色。擴散式環氧樹脂透鏡包含散射粒子，使發射光子嘅方向隨機化，創造出寬闊、均勻嘅視角，而唔係窄光束。
13. 技術趨勢
SMD LED 技術嘅總體趨勢繼續朝向更高發光效率 (每瓦電輸入更多光輸出)、改進顯色性同更細封裝尺寸，實現更高密度設計。亦有焦點放喺提高喺更高溫度同電流操作條件下嘅可靠性。正如呢個元件所見，無鉛焊接同 RoHS 合規性嘅廣泛採用，仍然係全球電子製造嘅標準要求。
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。 |