目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數:深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械及封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 迴流焊參數
- 6.2 手動焊接
- 6.3 儲存及濕度敏感度
- 6.4 注意事項
- 7. 包裝及訂購資料
- 7.1 包裝規格
- 7.2 型號編碼規則
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較與區分
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 10.1 用5V電源驅動綠色(GH)LED,應該用幾大電阻值?
- 10.2 可唔可以用PWM信號嚟驅動呢款LED做調光?
- 10.3 點解紅色LED嘅ESD評級同綠色/藍色唔同?
- 10.4 "水清"樹脂對光輸出有咩影響?
- 11. 實用設計及使用案例
- 12. 原理簡介
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
23-23B係一款專為高密度PCB應用而設計嘅緊湊型表面貼裝器件(SMD)LED。佢比傳統引線框架型LED細好多,可以縮細電路板尺寸、提高組裝密度,最終令終端設備更細。佢輕巧嘅結構,好適合用喺微型同空間受限嘅應用。
呢個系列透過唔同嘅芯片材料提供多種顏色:亮紅色(R6代碼,AlGaInP芯片)、亮綠色(GH代碼,InGaN芯片)同藍色(BH代碼,InGaN芯片)。所有型號都採用水清樹脂封裝。產品符合主要行業標準,包括RoHS、歐盟REACH,並且係無鹵素(Br <900 ppm,Cl <900 ppm,Br+Cl < 1500 ppm)。佢以8mm載帶包裝,捲盤直徑7吋,兼容標準自動貼片設備。
2. 技術參數:深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
所有額定值均喺環境溫度(Ta)25°C下指定。超出呢啲限制可能會造成永久損壞。
- 反向電壓(VR):5 V(所有代碼)。
- 正向電流(IF):R6(紅)為25 mA,GH(綠)同BH(藍)為20 mA。
- 峰值正向電流(IFP):佔空比1/10 @ 1kHz。R6為60 mA,GH同BH為75 mA。
- 功耗(Pd):R6為60 mW,GH同BH為95 mW。
- 靜電放電(ESD)人體模型(HBM):R6為2000 V,GH同BH為150 V。呢個表示紅色LED本身有更高嘅ESD耐受性。
- 工作溫度(Topr):-40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度(Tstg):-40°C 至 +90°C。
- 焊接溫度(Tsol):迴流焊:峰值260°C,最多10秒。手動焊接:每個端子最多350°C,3秒。
2.2 電光特性
典型值喺Ta=25°C、IF=20mA下測量,除非另有說明。最小/最大值定義咗規格限制。
- 發光強度(Iv):
- R6(紅):典型100 mcd,最小72 mcd。
- GH(綠):典型200 mcd,最小140 mcd。
- BH(藍):典型65 mcd,最小45 mcd。
- 公差:±11%。
- 視角(2θ1/2):典型130度(所有代碼)。
- 峰值波長(λp):
- R6:632 nm。
- GH:518 nm。
- BH:468 nm。
- 主波長(λd):
- R6:624 nm。
- GH:525 nm。
- BH:470 nm。
- 光譜輻射帶寬(Δλ):
- R6:20 nm。
- GH:35 nm。
- BH:25 nm。
- 正向電壓(VF)@ IF=20mA:
- R6:典型2.0V(最小1.7V,最大2.4V)
- GH/BH:典型3.3V(最小2.7V,最大3.7V)
- 反向電流(IR)@ VR=5V:
- R6:最大10 μA。
- GH/BH:最大50 μA。
3. 分級系統說明
產品採用全面嘅標籤系統,用於追溯同性能分類,如捲盤標籤所示。
- CAT:表示發光強度等級。
- HUE:表示色度坐標同主波長等級。
- REF:指定正向電壓等級。
- LOT No:用於生產追溯嘅唯一批次號。
呢種分級允許設計師選擇電氣同光學參數緊密集中嘅LED,以確保應用中性能一致。
4. 性能曲線分析
規格書包含每個LED代碼(R6、GH、BH)嘅典型電光特性曲線。雖然文本中無詳細描述具體圖表,但呢類曲線通常說明以下關係:
- 正向電流(IF)與正向電壓(VF):顯示二極管嘅IV特性,對驅動器設計至關重要。
- 正向電流(IF)與發光強度(Iv):展示光輸出如何隨電流變化,顯示線性度同飽和點。
- 環境溫度(Ta)與相對發光強度:顯示光輸出隨溫度升高而降低。
- 光譜分佈:描繪咗喺唔同波長下嘅相對功率輸出,確認峰值同主波長。
呢啲曲線對於理解器件喺非標準條件(唔同電流、溫度)下嘅行為,以及優化電路設計至關重要。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝尺寸
LED具有緊湊嘅SMD佔位面積。關鍵尺寸(單位mm,公差±0.1mm,除非另有說明)包括:
- 總尺寸:約3.2mm(長)x 2.8mm(闊)x 1.9mm(高)。
- 定義咗端子焊盤尺寸同間距,以確保可靠焊接。
- 陰極識別通常標記喺封裝上。
元件設有極性標記(可能係凹口、倒角或圓點)以識別陰極端子。組裝時必須正確放置,以確保正常功能並避免反向偏壓損壞。
The component features a polarity mark (likely a notch, chamfer, or dot) to identify the cathode terminal. Correct orientation is mandatory during assembly to ensure proper function and avoid reverse bias damage.
6. 焊接及組裝指引
6.1 迴流焊參數
指定咗無鉛(Pb-free)迴流焊曲線:
- 預熱:150–200°C,持續60–120秒。
- 液相線以上時間(217°C):60–150秒。
- 峰值溫度:最高260°C。
- 峰值時間:最多10秒。
- 加熱速率:最高6°C/秒,直至255°C。
- 255°C以上時間:最多30秒。
- 冷卻速率:最高3°C/秒。
- 限制:迴流焊唔應該進行超過兩次。
6.2 手動焊接
如果需要手動焊接:
- 使用烙鐵頭溫度 < 350°C嘅烙鐵。
- 對每個端子加熱 ≤ 3秒。
- 使用功率 ≤ 25W嘅烙鐵。
- 焊接每個端子之間間隔 ≥ 2秒。
- 要小心,因為損壞通常喺手動焊接時發生。
6.3 儲存及濕度敏感度
元件包裝喺防潮屏障袋內,並附有乾燥劑。
- 打開前:儲存於 ≤ 30°C 同 ≤ 90% RH。
- 打開後:"車間壽命"為1年,條件係 ≤ 30°C 同 ≤ 60% RH。未使用嘅零件必須重新密封喺防潮包裝內。
- 烘烤:如果乾燥劑指示劑變色或超過儲存時間,使用前請喺60 ±5°C下烘烤24小時。
6.4 注意事項
- 電流保護:必須使用外部限流電阻。LED係電流驅動器件;微小嘅電壓變化可能導致大電流湧入而燒毀。
- 避免應力:加熱(焊接)期間或之後PCB彎曲時,唔好對LED施加機械應力。
- 維修:焊接後唔建議維修。如果無法避免,請使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並提起元件,避免單邊受力。維修後請驗證特性。
7. 包裝及訂購資料
7.1 包裝規格
- 載帶:闊度8mm。
- 捲盤:直徑7吋(178mm)。
- 每捲數量:2000件。
- 防潮袋:鋁層壓袋,內含乾燥劑同濕度指示卡。
7.2 型號編碼規則
零件編號23-23B/R6GHBHC-A01/2A可以解讀為:
- 23-23B:基本封裝類型同尺寸。
- /R6GHBHC:表示特定芯片/顏色配置(可能係R6、GH、BH嘅組合或選擇)。
- -A01/2A:分級、版本或其他屬性嘅內部代碼。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 背光:用於汽車同消費電子產品中嘅儀表板、開關同符號。
- 通訊設備:電話同傳真機中嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
- LCD平面背光:用於小型顯示器。
- 通用指示器:各種電子設備中嘅狀態燈、電源指示燈等。
8.2 設計考慮因素
- 驅動電路:務必使用恆流源或帶串聯電阻嘅電壓源。使用 R = (電源電壓 - LED正向電壓) / 正向電流 計算電阻值,考慮最大正向電壓以確保電流永遠唔超過絕對最大額定值。
- 熱管理:雖然功耗低,但如果喺高環境溫度或高佔空比下工作,請確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔,以維持性能同壽命。
- ESD保護:喺連接LED端子嘅PCB線路上實施ESD保護措施,特別係對於更敏感嘅綠色同藍色(GH/BH)型號。
9. 技術比較與區分
23-23B系列提供明顯優勢:
- 對比更大嘅引線式LED:大幅減少佔位面積同重量,實現微型化同自動化組裝。
- 對比其他SMD LED:130度視角、透明封裝以及單一封裝外形提供嘅多色選擇(紅、綠、藍)呢個特定組合,適合需要顏色區分或RGB混合嘅應用。
- 合規性:其RoHS、REACH同無鹵素合規性,對於目標係嚴格環保法規嘅全球市場嘅產品係一個關鍵優勢。
10. 常見問題(基於技術參數)
10.1 用5V電源驅動綠色(GH)LED,應該用幾大電阻值?
使用典型正向電壓3.3V同正向電流20mA:R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 歐姆。為確保最壞情況(最小正向電壓 = 2.7V)下安全運行,重新計算以限制最大電流:R_min = (5V - 2.7V) / 0.02A = 115 歐姆。使用標準120歐姆電阻會係一個安全選擇,典型電流約為~14mA ((5-3.3)/120)。
10.2 可唔可以用PWM信號嚟驅動呢款LED做調光?
可以,PWM調光係一種有效方法。確保脈衝中嘅峰值電流唔超過峰值正向電流(IFP)額定值(GH/BH為75mA,R6為60mA)。頻率應該夠高以避免可見閃爍(通常 >100Hz)。
10.3 點解紅色LED嘅ESD評級同綠色/藍色唔同?
紅色LED使用AlGaInP半導體材料,相比用於綠色同藍色LED嘅InGaN材料,通常具有更強韌嘅晶體結構以抵抗靜電放電。呢個係行業內嘅常見特性,需要對綠色同藍色型號採取更嚴格嘅ESD處理預防措施。
10.4 "水清"樹脂對光輸出有咩影響?
"水清"意思係環氧樹脂封裝劑係非擴散同透明嘅。呢個會產生更集中、更強嘅光束,並具有明確嘅視角(呢個情況係130°),相反,"乳白"或擴散樹脂會散射光線,產生更闊、更柔和嘅外觀。
11. 實用設計及使用案例
案例:設計多狀態指示燈面板
設計師需要喺小型消費設備控制面板上設置紅色(電源/故障)、綠色(準備就緒/開啟)同藍色(活動/連接)指示燈。使用23-23B系列嘅R6、GH同BH代碼可以確保:
- 統一佔位:三種顏色共用相同嘅PCB焊盤圖案,簡化佈局同組裝。
- 一致視角:所有LED都具有相同嘅130°視角,從唔同角度提供統一嘅視覺外觀。
- 簡化物料清單:可以使用相似嘅驅動電路,只需根據唔同嘅正向電壓(紅 ~2.0V,綠/藍 ~3.3V)稍微調整限流電阻值。
- 合規性:單一元件系列滿足目標市場所有必要嘅環保法規。
12. 原理簡介
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,發生喺電子與器件內嘅電洞重新結合時,以光子形式釋放能量。發出光嘅顏色取決於所用半導體材料嘅能帶隙:
- AlGaInP(磷化鋁鎵銦):用於R6(紅)LED,呢種材料系統產生紅色至黃橙色光譜嘅光。特定成分被調校為主波長624nm(紅色)。
- InGaN(氮化銦鎵):用於GH(綠)同BH(藍)LED。通過改變銦/鎵比例,可以調整能帶隙以發出綠色(~525nm)或藍色(~470nm)光。InGaN技術亦係白光LED嘅基礎,白光LED使用藍色LED芯片結合熒光粉塗層。
SMD封裝保護脆弱嘅半導體芯片,提供電氣接觸(陽極同陰極),並包含一個透鏡(由透明樹脂成型)以控制光輸出模式。
13. 發展趨勢
像23-23B呢類SMD LED嘅發展,由電子領域嘅幾個關鍵趨勢推動:
- 效率提升(每瓦流明):持續嘅材料科學同芯片設計改進,導致相同輸入電流下更高嘅發光強度,降低功耗同熱負荷。
- 微型化:對更細設備嘅推動持續,導致更細嘅封裝尺寸(例如,2016、1608、1005公制代碼),同時保持或改善光學性能。
- 改善顏色一致性同分級:製造過程變得更加精確,產生發光強度、波長同正向電壓更緊密嘅分級。呢個減少咗喺顏色關鍵應用中對電路校准嘅需求。
- 更高可靠性同壽命:封裝材料(環氧樹脂、矽膠)同芯片貼裝技術嘅進步,增強咗對熱循環、濕度同其他環境壓力嘅抵抗力,延長咗操作壽命。
- 集成化:趨勢包括將多個LED芯片(例如,RGB)集成到單一封裝中,並內置控制IC,創建簡化系統設計嘅智能LED模組。
23-23B代表咗呢個持續技術進程中一個成熟、可靠嘅元件,為廣泛嘅指示燈同背光應用平衡咗性能、尺寸同成本。
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。 |