目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 特點
- 1.2 應用
- 2. 封裝尺寸同機械資訊
- 3. 技術參數同特性
- 3.1 絕對最大額定值
- 3.2 電氣同光學特性
- 3.3 建議嘅IR回流曲線
- 4. 分級系統
- 4.1 正向電壓(VF)等級
- 4.2 發光強度(Iv)等級
- 4.3 主波長(WD)等級
- 5. 性能曲線分析
- 6. 用戶指南同處理
- 6.1 清潔
- 6.2 推薦PCB焊盤佈局
- 6.3 包裝:膠帶同捲盤
- 7. 重要注意事項同應用說明
- 7.1 預期應用
- 7.2 儲存條件
- 7.3 焊接指引
- 8. 設計考慮同技術見解
- 8.1 限流
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計
- 8.4 分級以確保一致性
- 9. 比較同選擇背景
- 10. 常見問題(基於參數)
- 11. 技術原理同趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款微型表面貼裝器件(SMD)發光二極管(LED),採用0201封裝尺寸。呢啲LED專為自動化印刷電路板(PCB)組裝而設計,非常適合空間有限嘅應用。呢款器件採用InGaN(氮化銦鎵)技術嚟產生綠光。
1.1 特點
- 符合RoHS(有害物質限制)指令。
- 包裝喺12mm膠帶上,捲喺7吋直徑嘅捲盤上,方便自動化處理。
- 標準EIA(電子工業聯盟)封裝外形。
- 輸入兼容集成電路(IC)邏輯電平。
- 專為兼容自動化貼片組裝設備而設計。
- 適用於紅外線(IR)回流焊接製程。
- 預先處理至JEDEC(聯合電子器件工程委員會)濕度敏感等級3。
1.2 應用
This LED is suitable for a broad range of indicator and backlighting functions in various electronic equipment, including:
- 通訊設備(例如:無線電話、手提電話)。
- 辦公室自動化設備(例如:手提電腦)。
- 家用電器。
- 工業控制系統。
- 網絡設備。
- 室內標誌同符號照明。
- 前面板狀態指示燈同背光。
2. 封裝尺寸同機械資訊
LED封裝喺微型0201封裝內。透鏡係水清色。所有尺寸圖同公差都喺原裝規格書嘅圖表中提供。主要注意事項包括:
- 所有尺寸都以毫米為單位,括號內為英寸。
- 除非圖紙另有註明,否則標準公差為±0.2 mm(±0.008\")。
3. 技術參數同特性
3.1 絕對最大額定值
額定值係喺環境溫度(Ta)為25°C時指定。超過呢啲值可能會導致永久損壞。
- 功耗(Pd):80 mW
- 峰值正向電流(IFP):100 mA(喺1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度下)
- 連續正向電流(IF):20 mA
- 工作溫度範圍:-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍:-40°C 至 +100°C
3.2 電氣同光學特性
典型性能係喺Ta=25°C同指定測試條件下測量。
- 發光強度(Iv):280 - 710 mcd(典型值,喺IF=20mA時)。使用近似CIE明視覺響應嘅傳感器/濾波器測量。
- 視角(2θ1/2):110度(典型值)。定義為強度降至軸向值一半時嘅全角。
- 峰值發射波長(λp):建議使用符合J-STD-020B無鉛製程嘅回流焊接曲線。關鍵參數包括峰值溫度唔超過260°C。詳細嘅溫度對時間圖表喺原裝文件中提供。
- 主波長(λd):520 - 535 nm(喺IF=20mA時)。由CIE色度座標得出。
- 譜線半寬(Δλ):35 nm(典型值)。
- 正向電壓(VF):2.8 - 3.8 V(喺IF=20mA時)。公差為±0.1 V。
- 反向電流(IR):最大10 μA(喺VR=5V時)。呢款器件唔係為反向偏壓操作而設計。
3.3 建議嘅IR回流曲線
A reflow soldering profile compliant with J-STD-020B for lead-free processes is recommended. Key parameters include a peak temperature not exceeding 260°C. A detailed temperature vs. time graph is provided in the original document.
4. 分級系統
器件根據關鍵參數分級,以確保應用中嘅一致性。
4.1 正向電壓(VF)等級
喺IF=20mA時分級。每個等級嘅公差為±0.10V。
示例等級:D7(2.8-3.0V)、D8(3.0-3.2V)、D9(3.2-3.4V)、D10(3.4-3.6V)、D11(3.6-3.8V)。
4.2 發光強度(Iv)等級
喺IF=20mA時分級。每個等級嘅公差為±11%。
示例等級:T1(280-355 mcd)、T2(355-450 mcd)、U1(450-560 mcd)、U2(560-710 mcd)。
4.3 主波長(WD)等級
喺IF=20mA時分級。每個等級嘅公差為±1 nm。
示例等級:AP(520.0-525.0 nm)、AQ(525.0-530.0 nm)、AR(530.0-535.0 nm)。
5. 性能曲線分析
規格書包含典型特性曲線(除非註明,否則喺25°C下),例如:
- 相對發光強度 vs. 正向電流。
- 正向電壓 vs. 正向電流。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度。
- 光譜分佈(相對強度 vs. 波長)。
呢啲曲線對於理解器件喺唔同工作條件下嘅行為至關重要,例如隨電流或溫度增加而降低強度。
6. 用戶指南同處理
6.1 清潔
只可使用指定嘅清潔劑。如有需要,喺常溫下浸入乙醇或異丙醇少於一分鐘係可以接受嘅。未指定嘅化學品可能會損壞封裝。
6.2 推薦PCB焊盤佈局
提供咗焊盤圖案圖,用於紅外線或氣相回流焊接,以確保焊點形成同對齊正確。
6.3 包裝:膠帶同捲盤
LED以凸紋載帶同保護蓋帶供應。關鍵規格:
- 膠帶寬度:12 mm。
- 捲盤直徑:7吋。
- 每捲數量:4000件。
- 剩餘數量最低訂購量:500件。
- 符合ANSI/EIA-481規格。
包含膠帶袋同捲盤嘅詳細尺寸圖。
7. 重要注意事項同應用說明
7.1 預期應用
呢啲LED專為普通電子設備而設計。未經事先諮詢同特定認證,唔建議用於故障可能危及生命或健康嘅安全關鍵應用(例如:航空、醫療生命支持)。
7.2 儲存條件
密封包裝:儲存喺≤30°C同≤70% RH。喺打開防潮袋後一年內使用。
已打開包裝:儲存喺≤30°C同≤60% RH。對於暴露超過168小時嘅元件,建議喺焊接前以約60°C烘烤至少48小時。對於長期儲存,請使用帶有乾燥劑或氮氣氣氛嘅密封容器。
7.3 焊接指引
回流焊接:
- 預熱:150-200°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(最多兩個回流週期)。
手動焊接(烙鐵):
- 烙鐵溫度:最高300°C。
- 每引腳焊接時間:最多3秒(只限一次)。
遵守JEDEC曲線限制同焊膏製造商建議對於可靠性至關重要。
8. 設計考慮同技術見解
8.1 限流
絕對最大連續正向電流係20 mA。電路設計中必須始終使用串聯限流電阻,以防止超過呢個值,呢個值係根據電源電壓同LED嘅正向電壓(VF)計算得出。使用典型VF進行計算提供咗一個起點,但為最大VF進行設計可確保電流限制永遠唔會被超過。
8.2 熱管理
由於功耗限制為80 mW,熱考慮非常重要,特別係喺高密度佈局或高環境溫度下。顯示發光強度 vs. 環境溫度嘅降額曲線表明,隨著溫度升高,輸出會顯著下降。確保足夠嘅PCB銅面積用於散熱,並避免放置喺其他發熱元件附近,有助於保持性能同壽命。
8.3 光學設計
110度嘅寬視角使呢款LED適合需要廣泛可見性嘅應用。對於更集中嘅照明,可能需要外部透鏡或導光板。帶有綠色InGaN芯片嘅水清透鏡提供由其主波長等級定義嘅飽和色點。
8.4 分級以確保一致性
對於需要多個LED之間顏色或亮度均勻嘅應用(例如:背光陣列),指定嚴格嘅主波長(WD)同發光強度(Iv)等級至關重要。混合範圍兩端嘅等級可能會導致可見嘅顏色或亮度不匹配。
9. 比較同選擇背景
0201封裝代表咗最小嘅標準化SMD LED佔位面積之一,實現咗超小型化設計。同0402或0603等較大封裝相比,0201 LED由於其尺寸,通常具有較低嘅最大電流額定值同光輸出,但提供最小嘅可能佔位面積同高度。用於綠色嘅InGaN技術比GaP(磷化鎵)等舊技術提供更高嘅效率同更好嘅色彩飽和度。
10. 常見問題(基於參數)
問:我可以喺30 mA下驅動呢款LED以獲得更高亮度嗎?
答:唔可以。絕對最大連續正向電流係20 mA。超過呢個額定值有災難性故障嘅風險,並使可靠性規格失效。
問:正向電壓範圍係2.8-3.8V。我點樣選擇電阻值?
答:使用規格書中嘅最大VF(3.8V)設計你嘅限流電路,以確保喺最壞情況下電流永遠唔會超過20 mA,即使你收到嘅LED來自較低電壓等級。
問:打開捲盤後,我可以儲存呢啲LED幾耐?
答:為咗獲得最佳焊接效果,請喺暴露於環境工廠條件(<30°C/60% RH)後168小時(7日)內完成IR回流焊接。如果暴露時間超過呢個時間,建議喺60°C下烘烤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。
問:呢款LED適合用於汽車儀表板照明嗎?
答:工作溫度範圍(-40°C至+85°C)涵蓋咗許多汽車內部應用。然而,汽車使用通常需要特定嘅AEC-Q102認證,呢份通用規格書中並未說明。需要諮詢製造商以獲取汽車級產品。
11. 技術原理同趨勢
原理:呢款LED基於InGaN半導體材料。當施加正向電壓時,電子同空穴喺有源區複合,以光子形式釋放能量。InGaN合金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),喺呢個情況下係綠色。
趨勢:光電行業繼續朝著更小嘅封裝尺寸(如0201同01005)、更高嘅發光效率(每瓦更多光輸出)同改進嘅可靠性發展。為咗滿足高分辨率顯示器同一致美學照明嘅需求,顏色同強度嘅更嚴格分級亦係一個趨勢。此外,封裝內與驅動電子同智能控制嘅集成係一個持續發展嘅領域。
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。 |