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 正向電壓 (Vf) 分級
- 3.2 發光強度 (IV) 分級
- 3.3 主波長 (Wd) 分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
- 4.2 發光強度對正向電流
- 4.3 溫度依賴性
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 封裝尺寸同極性
- 5.2 推薦PCB焊接盤佈局
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 紅外線迴流焊接溫度曲線
- 6.2 手動焊接
- 6.3 儲存同處理條件
- 6.4 清潔
- 7. 應用設計考慮因素
- 7.1 驅動方法
- 7.2 熱管理
- 7.3 應用注意事項
- 8. 包裝同捲盤規格
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 峰值波長同主波長有咩分別？
- 10.2 我可唔可以連續用30mA驅動呢粒LED？
- 10.3 點解開咗包裝之後，迴流焊接有嚴格時間限制？
- 11. 設計同使用案例研究
- 12. 工作原理
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料、發出擴散型黃光嘅表面貼裝器件 (SMD) 發光二極管 (LED) 嘅規格。呢個元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，特點係體積細小，適合用喺各種電子設備中空間有限嘅應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED嘅主要優勢包括符合有害物質限制 (RoHS) 指令、兼容自動化貼片設備，以及適用於紅外線 (IR) 迴流焊接製程。佢以業界標準嘅8mm載帶、7吋直徑捲盤形式供應，方便大批量生產。器件已按照JEDEC Level 3標準進行咗濕度敏感度預處理。目標應用涵蓋電訊基礎設施、辦公室自動化設備、家用電器、工業控制面板同室內標誌。具體用途包括狀態指示燈、符號照明同前面板背光。
2. 深入技術參數分析
全面了解器件喺標準條件下嘅操作極限同性能，對於設計可靠嘅電路至關重要。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或接近極限操作並唔保證。所有數值均喺環境溫度 (Ta) 25°C下指定。
- 功耗 (Pd)：72 mW。呢個係器件可以以熱量形式散發嘅最大允許功率。
- 峰值正向電流 (IF(peak))：80 mA。呢個電流只允許喺脈衝條件下使用，佔空比為1/10，脈衝寬度為0.1ms。
- 連續正向電流 (IF)：30 mA DC。呢個係連續操作嘅最大建議電流。
- 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
呢啲參數定義咗器件喺正常操作條件下嘅典型性能，除非另有說明，否則喺Ta=25°C同測試電流 (IF) 20mA下測量。
- 發光強度 (IV)：範圍由最低140.0 mcd到最高450.0 mcd。典型值喺呢個範圍內。強度係使用近似明視覺 (CIE) 人眼反應曲線嘅傳感器同濾光片組合進行測量。
- 視角 (2θ1/2)：120度 (典型)。呢個寬視角定義為發光強度降至軸向值一半時嘅全角，係擴散透鏡嘅結果，提供廣闊、均勻嘅照明模式，適合指示燈應用。
- 峰值發射波長 (λP)：約592 nm (典型)。呢個係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
- 主波長 (λd)：指定喺584.5 nm至594.5 nm之間。呢個係人眼感知定義顏色 (黃色) 嘅單一波長，係由CIE色度座標得出。
- 譜線半寬度 (Δλ)：約15 nm (典型)。呢個表示發射光嘅光譜純度或帶寬。
- 正向電壓 (VF)：喺20mA下，範圍由1.8 V (最小) 到2.4 V (最大)。典型值喺呢個範圍內。呢個參數對於驅動器設計同電源選擇至關重要。
- 反向電流 (IR)：當施加5V反向電壓 (VR) 時，最大值為10 μA。必須注意，器件並非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
為確保生產一致性，並讓設計師可以選擇特性緊密集中嘅LED，器件會根據關鍵參數進行分級。
3.1 正向電壓 (Vf) 分級
單位為伏特 (V)，喺 IF= 20mA下測量。每個級別嘅公差為±0.1V。
- 級別 D2：1.8V (最小) 至 2.0V (最大)
- 級別 D3：2.0V (最小) 至 2.2V (最大)
- 級別 D4：2.2V (最小) 至 2.4V (最大)
3.2 發光強度 (IV) 分級
單位為毫坎德拉 (mcd)，喺 IF= 20mA下測量。每個級別嘅公差為±11%。
- 級別 R2：140.0 mcd 至 180.0 mcd
- 級別 S1：180.0 mcd 至 224.0 mcd
- 級別 S2：224.0 mcd 至 280.0 mcd
- 級別 T1：280.0 mcd 至 355.0 mcd
- 級別 T2：355.0 mcd 至 450.0 mcd
3.3 主波長 (Wd) 分級
單位為納米 (nm)，喺 IF= 20mA下測量。每個級別嘅公差為±1nm。
- 級別 H：584.5 nm 至 587.0 nm
- 級別 J：587.0 nm 至 589.5 nm
- 級別 K：589.5 nm 至 592.0 nm
- 級別 L：592.0 nm 至 594.5 nm
4. 性能曲線分析
規格書包含典型特性曲線，說明咗唔同參數之間嘅關係。呢啲曲線對於理解器件喺非標準條件下嘅行為至關重要。
4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
呢條曲線顯示正向電壓 (VF) 同正向電流 (IF) 之間嘅關係。對於AlInGaP LED，呢條曲線通常係指數型嘅。設計師用佢嚟確定所需操作電流嘅必要驅動電壓，並計算功耗 (Pd= VF* IF)。
4.2 發光強度對正向電流
呢個圖表描繪咗光輸出 (IV) 點樣隨驅動電流 (IF) 變化。喺建議操作範圍內，關係通常係線性嘅，但喺更高電流下會飽和。對於需要通過電流控制亮度嘅電路設計至關重要。
4.3 溫度依賴性
通常會包含顯示正向電壓同發光強度隨環境溫度變化嘅曲線。發光強度通常會隨接面溫度升高而降低，而正向電壓則會降低。呢個資訊對於喺極端溫度環境下操作嘅應用至關重要。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸同極性
器件符合業界標準嘅SMD封裝外形。詳細機械圖紙指定咗長度、寬度、高度、引腳間距同整體公差 (通常為±0.2mm)。封裝採用擴散透鏡以達到指定嘅120度視角。極性由陰極標記或器件封裝上嘅特定焊盤幾何形狀表示。
5.2 推薦PCB焊接盤佈局
提供咗焊盤圖案設計，以確保可靠焊接同適當嘅熱管理。包括推薦嘅焊盤尺寸同間距，以防止焊橋並確保迴流製程中嘅牢固機械連接。
6. 焊接同組裝指引
6.1 紅外線迴流焊接溫度曲線
提供咗符合J-STD-020B用於無鉛焊接製程嘅建議溫度曲線。關鍵參數包括：
- 預熱溫度：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：最多10秒 (建議唔好超過兩個迴流週期)。
強調咗最佳曲線取決於特定嘅PCB設計、焊膏同爐子，應相應進行特性分析。
6.2 手動焊接
如果需要手動焊接，應遵守以下限制：
- 烙鐵溫度：最高300°C。
- 焊接時間：每個焊點最多3秒。呢個操作只應進行一次。
6.3 儲存同處理條件
適當儲存對於防止吸濕至關重要，吸濕會導致迴流期間出現 "爆米花" 現象 (封裝開裂)。
- 密封包裝：儲存喺≤30°C同≤70%相對濕度 (RH)。一年內使用。
- 已開封包裝：儲存喺≤30°C同≤60% RH。元件應喺暴露後168小時 (7日) 內進行迴流焊接。如需更長儲存時間，請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥櫃。
- 烘烤：如果暴露超過168小時，請喺組裝前以約60°C烘烤至少48小時以去除濕氣。
6.4 清潔
如果需要焊後清潔，請只使用指定溶劑。建議喺室溫下浸入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。
7. 應用設計考慮因素
7.1 驅動方法
LED係電流驅動器件。為確保驅動多個LED時亮度均勻，應將佢哋串聯一個限流電阻，或者更好嘅係，由恆流源驅動。唔建議直接並聯LED，因為正向電壓 (VF) 嘅差異會導致顯著嘅電流不平衡同亮度不均。
7.2 熱管理
雖然功耗相對較低 (最大72mW)，但PCB上嘅適當熱設計仍然重要，特別係喺高環境溫度或接近最大電流下操作時。過高嘅接面溫度會降低光輸出並縮短器件壽命。確保焊盤周圍有足夠嘅銅面積有助於散熱。
7.3 應用注意事項
呢款產品適用於標準商業同工業電子設備。對於要求極高可靠性或故障可能危及安全嘅應用，例如航空、醫療生命支持或交通控制系統，需要特別諮詢。設計師必須遵守所有絕對最大額定值同建議操作條件。
8. 包裝同捲盤規格
LED以8mm寬嘅凸面載帶供應，用蓋帶密封，捲喺7吋 (178mm) 直徑嘅捲盤上。每個捲盤包含2000件。包裝符合ANSI/EIA-481規格。提供載帶袋同捲盤芯/凸緣嘅關鍵尺寸細節，以確保同自動化組裝設備兼容。
9. 技術比較同差異化
呢款AlInGaP黃色LED嘅主要區別在於佢結合咗寬120度視角 (由擴散透鏡實現) 同AlInGaP材料系統嘅特定顏色特性，相比其他一些黃光技術，通常提供高發光效率同良好嘅顏色穩定性 (隨溫度同電流變化)。詳細嘅VF、IV同 λd分級結構，允許喺顏色或亮度關鍵應用中進行精確選擇。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 峰值波長同主波長有咩分別？
峰值波長 (λP) 係LED發射最多光功率嘅物理波長。主波長 (λd) 係基於人眼顏色感知 (CIE座標) 嘅計算值，代表與LED感知顏色相匹配嘅純光譜顏色嘅單一波長。對於設計目的，主波長對於顏色規格更相關。
10.2 我可唔可以連續用30mA驅動呢粒LED？
可以，30mA DC係最大連續正向電流額定值。然而，為咗最佳壽命同可靠性，通常建議喺絕對最大值以下操作，例如喺典型測試電流20mA。實際驅動電流應根據應用所需亮度同熱條件確定。
10.3 點解開咗包裝之後，迴流焊接有嚴格時間限制？
SMD封裝會從大氣中吸收濕氣。喺高溫迴流焊接過程中，呢啲被困住嘅濕氣會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致封裝開裂或內部界面分層——呢種故障稱為 "爆米花" 現象。168小時嘅車間壽命係管理呢個風險嘅最大建議暴露時間，假設儲存喺指定嘅溫度同濕度限制內。
11. 設計同使用案例研究
場景：為網絡路由器設計一個多指示燈狀態面板。面板需要幾個黃色狀態LED均勻發光。設計師從相同發光強度級別 (例如，級別 T1: 280-355 mcd) 中選擇LED，以確保視覺差異最小。為簡化電源設計，選擇咗正向電壓級別更集中嘅LED (例如，級別 D3: 2.0-2.2V)。LED以串聯配置從12V電源軌驅動，使用設定為20mA嘅恆流驅動器，確保每個LED電流相同，亮度匹配完美。寬120度視角確保指示燈喺辦公室環境中從各個角度都清晰可見。PCB佈局包括推薦嘅焊盤幾何形狀同一個小嘅散熱連接接到地平面以助散熱。
12. 工作原理
呢款LED基於磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體異質結構。當施加超過材料帶隙能量嘅正向偏壓時，電子同電洞被注入有源區，喺度進行輻射複合。複合期間釋放嘅能量對應於黃色波長範圍 (約590 nm) 嘅光子。封裝半導體芯片嘅擴散環氧樹脂透鏡散射發射光，將輻射模式從窄光束擴展到指定嘅120度視角，創造出更擴散同均勻嘅外觀，適合指示燈應用。
13. 技術趨勢
表面貼裝LED技術持續向更高效率、更細封裝尺寸同改進顯色性發展。雖然AlInGaP仍然係高效率紅光、橙光同黃光LED嘅主要材料，但持續嘅研究集中於優化外延結構同熒光粉系統，以進一步推高效率極限。封裝趨勢包括喺相同佔位面積內改進熱管理設計，以及為超薄消費電子產品開發更薄嘅外形。對自動化同可靠性嘅追求持續完善載帶捲盤包裝同迴流焊接兼容性嘅標準。
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。 |