目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心功能與合規性
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數:深入客觀解讀
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 電光特性
- 3. Binning System 解說
- 3.1 光強度分級
- 3.2 順向電壓分級
- 3.3 色度座標分選
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械與封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別與焊盤設計
- 6. 焊接與組裝指引
- 6.1 回流焊接參數
- 6.2 儲存與濕度敏感度
- 6.3 手動焊接與維修注意事項
- 7. 封裝與訂購資料
- 7.1 捲盤及載帶規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議與設計考量
- 8.1 限流與保護
- 8.2 熱管理
- 8.3 ESD 保護
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 基於技術參數的常見問題
- 10.1 使用5V電源時,我應該用幾大電阻值?
- 10.2 如果我使用等於Vf嘅恆壓源,可以唔用限流電阻驅動呢個LED嗎?
- 10.3 點解開袋後嘅儲存時間限制喺7日?
- 11. 實用設計與應用案例
- 12. 運作原理簡介
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
19-217/T7D-CT2V1N/3T 是一款緊湊型表面貼裝LED,專為需要可靠指示或背光功能的現代電子應用而設計。此單色純白LED採用封裝在黃色擴散樹脂中的InGaN芯片。其主要優勢在於,相比傳統引線框架元件,其佔用面積顯著減小,從而實現PCB上更高的封裝密度、降低儲存要求,並最終有助於終端設備的小型化。其輕量化結構進一步使其成為便攜式和空間受限應用的理想選擇。
1.1 核心功能與合規性
該裝置以8毫米載帶包裝,置於7吋直徑捲盤上,確保與標準自動化貼片組裝設備兼容。其設計適用於紅外線及氣相回流焊接製程。產品符合多項關鍵環保及安全標準:無鉛、符合歐盟RoHS指令、滿足歐盟REACH要求,並歸類為無鹵素產品,其中溴(Br)及氯(Cl)含量均低於900 ppm,總和低於1500 ppm。這使其適合在環保法規嚴格的市場中使用。
1.2 目標應用
此LED用途廣泛,適用於多個領域。常見應用包括汽車儀表板及開關背光、電話及傳真機等通訊設備的指示燈及背光功能、LCD、開關及符號的平面背光,以及需要細小明亮白光光源的通用指示燈用途。
2. 技術參數:深入客觀解讀
本節詳細闡述LED的電氣、光學及熱限值與特性,這些是實現可靠電路設計與系統整合的基礎。
2.1 Absolute Maximum Ratings
絕對最大額定值定義了元件的應力極限,超出此極限可能會對元件造成永久性損壞。這些數值不適用於連續操作。主要額定值包括:最大反向電壓 (VR) 為5V,連續正向電流 (IF) 為30mA,以及僅在脈衝條件下(佔空比1/10,頻率1kHz)容許的峰值正向電流 (IFP) 為40mA。最大功耗 (Pd) 為110mW。該元件可承受人體模型 (HBM) 下150V的靜電放電 (ESD)。工作溫度範圍 (Topr) 為-40°C至+85°C,儲存溫度 (Tstg) 範圍為-40°C至+90°C。焊接溫度限制針對兩種製程規定:回流焊接為260°C持續10秒,手動焊接為350°C最多持續3秒。
2.2 電光特性
電光特性係喺標準測試條件 Ta=25°C 同 IF=20mA 下量度。發光強度 (Iv) 嘅典型範圍係 360.0 mcd 至 900.0 mcd,容差為 ±11%。視角 (2θ1/2) 為 130 度,提供寬廣光束。正向電壓 (VF) 範圍為 2.70V 至 3.70V。當施加 5V 反向電壓 (VR) 時,反向電流 (IR) 規定最大為 50 μA。必須注意,此器件並非設計用於反向偏壓操作;VR 額定值僅用於 IR 測試目的。
3. Binning System 解說
為確保生產一致性,LED會按性能等級進行分選。此系統讓設計師能根據其應用需求,選取符合特定最低性能標準的元件。
3.1 光強度分級
發光輸出根據在 IF=20mA 下量度的最小及最大強度值,分為四個等級代碼(T2、U1、U2、V1)。例如,等級代碼 T2 涵蓋 360.0 mcd 至 450.0 mcd 的強度範圍,而等級代碼 V1 則涵蓋最高範圍 715.0 mcd 至 900.0 mcd。設計師必須考慮每個等級內 ±11% 的公差。
3.2 順向電壓分級
順向電壓分為五個代碼(10、11、12、13、14),每個代表0.2V的範圍。代碼10的範圍為2.70V至2.90V,而代碼14的範圍為3.50V至3.70V。適用±0.1V的公差。從特定電壓等級中選擇LED有助於設計更一致的限流電路,特別是在並聯LED陣列中。
3.3 色度座標分選
純白光的色彩一致性是通過在 CIE 1931 色度圖上進行色度座標分檔來控制的。數據手冊定義了四個分檔代碼 (1, 2, 3, 4),每個代碼代表 (x, y) 座標平面上的一個四邊形區域。例如,分檔 1 的邊界點為 (0.274, 0.226)、(0.274, 0.258)、(0.294, 0.286) 和 (0.294, 0.254)。這些座標的容差為 ±0.01。這確保了發出的白光落在一個可預測且狹窄的色域範圍內。
4. 性能曲線分析
雖然PDF在特定頁面提及典型嘅電光特性曲線同CIE色度圖,但文本內容並未提供確切嘅圖形數據(例如IV曲線、相對強度與電流關係、強度與溫度關係)。喺一份完整嘅數據手冊中,呢啲曲線對於理解器件喺非標準條件下嘅行為至關重要。設計人員通常會利用呢類曲線嚟推斷唔同驅動電流或環境溫度下嘅性能、理解光譜功率分佈,以及可視化色度圖上嘅色點相對於定義嘅分檔同普朗克軌跡嘅位置。
5. 機械與封裝資料
5.1 封裝尺寸
該LED採用緊湊型SMD(Surface Mount Device)封裝。尺寸圖標示了包括長度、寬度和高度在內的主要尺寸,除非另有說明,標準公差為±0.1mm。具體尺寸決定了PCB上所需的佔位面積以及板上方的間隙要求。
5.2 極性識別與焊盤設計
封裝上包含標記或結構特徵(例如斜角或圓點)以指示陰極(負極)端子,這對於組裝時的正確方向至關重要。通常會提供建議的PCB焊盤圖案(焊盤佈局),以確保正確焊接和機械穩定性。
6. 焊接與組裝指引
正確處理同焊接對於維持LED嘅性能同可靠性至關重要。
6.1 回流焊接參數
本器件適用於無鉛迴流焊接,峰值溫度為260°C,持續10秒。應遵循建議嘅溫度曲線,逐步加熱同冷卻器件,以減輕熱衝擊。同一器件不應進行超過兩次迴流焊接。
6.2 儲存與濕度敏感度
LED以防潮屏障袋包裝,內附乾燥劑。在準備使用元件前,切勿打開包裝袋。開封後,未使用的LED應儲存於≤30°C及≤60%相對濕度(RH)的環境中,並在168小時(7天)內使用。若超出此時限或乾燥劑指示劑顯示飽和,使用前需進行60±5°C、24小時的烘烤處理,以去除吸收的濕氣,防止迴流焊接時出現「爆米花」現象。
6.3 手動焊接與維修注意事項
如必須進行手動焊接,烙鐵頭溫度必須低於350°C,且每個端子的接觸時間不應超過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秒冷卻時間。極不建議在初次焊接後進行維修。如無法避免,應使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子,以防止對LED晶片造成機械應力。必須事先評估因維修而導致特性劣化的可能性。
7. 封裝與訂購資料
7.1 捲盤及載帶規格
元件以直徑7吋、載帶寬度8毫米的捲盤供應,每捲盤裝有3000件。提供詳細的捲盤尺寸及載帶凹穴尺寸,以確保與自動化組裝設備的送料器兼容。
7.2 標籤說明
The packaging label contains several codes: CPN (Customer's Product Number), P/N (Product Number), QTY (Packing Quantity), CAT (Luminous Intensity Rank/Bin), HUE (Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank), REF (Forward Voltage Rank/Bin), and LOT No (Lot Number for traceability).
8. 應用建議與設計考量
8.1 限流與保護
LED係電流驅動器件。必須串聯一個外部限流電阻,以防止熱失控同燒毀。即使正向電壓僅有微小增加,亦可能導致電流大幅且具破壞性嘅上升。電阻值應根據供電電壓、LED嘅正向電壓(為安全起見,應使用分檔或數據手冊中嘅最大值)同所需嘅正向電流(連續電流勿超過30mA)來計算。
8.2 熱管理
雖然功耗很低(最高110mW),但在PCB上進行有效的熱管理對於保持長期可靠性和穩定的光輸出至關重要,特別是在高環境溫度或高驅動電流下工作時。確保LED焊盤周圍有足夠的銅箔面積有助於散熱。
8.3 ESD 保護
\p此裝置的靜電放電等級為150V(人體放電模式),具有中等敏感度。在處理、組裝及測試過程中,應遵守標準的靜電放電防護措施,包括使用接地工作台、防靜電手環及導電容器。
9. 技術比較與差異化
19-217 LED 的主要差異化優勢在於其結合了極細小的外形尺寸、130度廣視角,以及符合現代環保標準(RoHS、REACH、無鹵素)。與較大的通孔LED相比,它能顯著節省空間。其針對光強、電壓和顏色所定義的分檔結構,為設計師提供了可預測的性能,這在需要視覺一致性的應用(例如背光陣列或狀態指示燈)中是一項關鍵優勢。
10. 基於技術參數的常見問題
10.1 使用5V電源時,我應該用幾大電阻值?
使用歐姆定律 (R = (Vsupply - Vf) / If),並假設最壞情況下的Vf為3.7V(來自Bin 14)及目標If為20mA,計算結果為 R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 歐姆。應選擇最接近的標準值(例如68歐姆),並檢查電阻的額定功率 (P = I^2 * R)。
10.2 如果我使用等於Vf嘅恆壓源,可以唔用限流電阻驅動呢個LED嗎?
唔可以。強烈唔建議咁做。正向電壓有一個範圍,而且會隨溫度變化。設定為標稱Vf值嘅恆壓電源並唔會調節電流。輕微嘅變化就可能導致電流過大,超出絕對最大額定值,並引致即時或逐漸失效。
10.3 點解開袋後嘅儲存時間限制喺7日?
SMD元件嘅塑膠封裝會吸收空氣中嘅水分。喺高溫回流焊接過程中,呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發,產生內部壓力,可能導致封裝破裂或內部層次分離——呢種現象稱為「爆米花效應」。7日嘅限制係根據呢個濕度敏感等級計算出嘅安全暴露時間。
11. 實用設計與應用案例
考慮設計一個帶有多個白色指示LED嘅控制面板。為確保亮度均勻,應指定選用同一發光強度分檔嘅LED(例如,全部來自U1檔:450-565 mcd)。為簡化共用電源電壓下嘅限流電路設計,應指定選用相同或窄範圍正向電壓分檔嘅LED。130度嘅寬視角確保指示燈從各個角度都清晰可見,無需二次光學元件。細小嘅封裝尺寸使其可以靠近開關或標籤安裝。無鹵素同符合RoHS標準對於產品喺全球市場銷售至關重要。
12. 運作原理簡介
此LED係一種半導體光子器件。其核心係由氮化銦鎵(InGaN)材料製成嘅晶片。當施加超過二極管導通電壓嘅正向電壓時,電子與電洞會在半導體嘅發光區複合,並以光子(光)形式釋放能量。InGaN層嘅特定成分決定發射光嘅波長。本例中,晶片發出嘅藍光部分會被周圍擴散樹脂內含嘅黃色熒光粉轉換為較長波長,從而形成「純白」光感。擴散樹脂同時有助散射光線,形成寬廣視角。
13. 技術趨勢
LED技術嘅總體趨勢持續朝向更高效率(每瓦更多流明)、更佳顯色性同更微型化發展。對於SMD指示燈型LED,重點在於喺更細小嘅封裝內實現更高亮度、擴展色域,以及進一步提高可靠性同熱性能。將驅動電路或保護功能集成到LED封裝內亦係一個發展領域。環境合規性,正如呢款器件符合Halogen-Free標準所見,仍然係整個電子行業元件選擇嘅關鍵驅動因素。
LED規格術語
LED技術術語完整解說
光電性能
| Term | Unit/Representation | 簡易說明 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (流明每瓦) | 每瓦電力嘅光輸出,數值越高代表越慳電。 | 直接決定能源效益級別同電費開支。 |
| 光通量 | lm (lumens) | 光源發出嘅總光量,俗稱「光亮度」。 | 決定光線係咪夠光。 |
| 視角 | ° (度),例如:120° | 光強度降至一半時的角度,決定光束寬度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin),例如 2700K/6500K | 光線嘅暖/冷調,數值越低越偏黃/暖,越高越偏白/冷。 | 決定照明氛圍同適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 能夠準確呈現物件顏色,Ra≥80為良好。 | 影響色彩真實性,用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓步階,例如「5步階」 | 色彩一致性指標,步階數值越小代表色彩一致性越高。 | 確保同一批次LED嘅顏色均勻一致。 |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers),例如:620nm (red) | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅色、黃色、綠色單色LED的色調。 |
| 光譜分佈 | 波長對強度曲線 | 顯示強度隨波長的分佈情況。 | 影響色彩還原同品質。 |
Electrical Parameters
| Term | Symbol | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | 啟動LED所需的最低電壓,類似「起始閾值」。 | 驅動器電壓必須 ≥Vf,串聯LED的電壓會累加。 |
| Forward Current | If | 正常LED運作嘅電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 可短時間承受的峰值電流,用於調光或閃爍功能。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | 發光二極管可承受的最大反向電壓,超出可能導致擊穿。 | 電路必須防止反接或電壓尖峰。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 由晶片傳熱至焊料的阻力,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強的散熱能力。 |
| ESD Immunity | V (HBM),例如:1000V | 抵禦靜電放電嘅能力,數值越高代表越唔易受損。 | 生產過程中需要採取防靜電措施,尤其對於敏感的LED元件。 |
Thermal Management & Reliability
| Term | Key Metric | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED晶片內部實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能倍增;溫度過高會導致光衰及色偏。 |
| 流明維持率 | L70 / L80 (小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接界定LED「使用壽命」。 |
| Lumen Maintenance | %(例如:70%) | 經過指定時間後保留的亮度百分比。 | 表示長期使用下嘅亮度保持能力。 |
| 色偏 | Δu′v′ or MacAdam ellipse | 使用期間嘅顏色變化程度。 | 影響照明場景中嘅顏色一致性。 |
| 熱老化 | 材料劣化 | 因長期高溫而引致的劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路故障。 |
Packaging & Materials
| Term | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, Ceramic | 保護晶片的外殼材料,提供光學/熱介面。 | EMC:良好嘅耐熱性,成本低;陶瓷:更好嘅散熱效果,壽命更長。 |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | 晶片電極排列。 | Flip chip:散熱更佳,效能更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG, Silicate, Nitride | 覆蓋藍光晶片,將部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 不同熒光粉會影響效能、相關色溫同顯色指數。 |
| Lens/Optics | 平面、微透鏡、全內反射 | 表面光學結構控制光線分佈。 | 決定視角與光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| Term | Binning Content | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | Code e.g., 2G, 2H | 按亮度分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| 電壓分級 | 代碼,例如 6W, 6X | 按正向電壓範圍分組。 | 便于驱动器匹配,提升系统效率。 |
| Color Bin | 5級麥克亞當橢圓 | 按色坐標分組,確保緊密範圍。 | 保證色彩一致性,避免燈具內色彩不均。 |
| CCT Bin | 2700K, 3000K etc. | 按CCT分組,每組均有對應的座標範圍。 | 滿足不同場景的CCT要求。 |
Testing & Certification
| Term | Standard/Test | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通量維持測試 | 恆溫下長期照明,記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命(配合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業認可的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保不含任何有害物質(鉛、汞)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明設備能源效益及性能認證 | 用於政府採購、資助計劃,提升競爭力 |