目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數：深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 正向電壓 (VF) 分級
- 3.2 發光強度 (IV) 分級
- 3.3 主波長 (λd) 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 發光強度 vs. 環境溫度
- 4.4 光譜分佈
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 推薦PCB焊盤佈局
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 推薦IR回流焊溫度曲線
- 6.2 儲存條件
- 6.3 清潔
- 6.4 手動焊接
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 7.2 最低訂購數量
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 設計注意事項
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 我可唔可以直接用5V電源驅動呢個LED？
- 10.2 點解發光強度範圍咁闊 (450-1400 mcd)？
- 10.3 峰值波長同主波長有咩分別？
- 11. 實用設計同使用案例
- 12. 原理簡介
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款標準0603封裝嘅微型表面貼裝器件 (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，非常適合空間有限嘅應用。呢個LED採用InGaN (氮化銦鎵) 半導體材料發出綠光，提供明亮高效嘅光源，適用於各種現代電子設備。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個LED嘅主要優勢包括極其緊湊嘅尺寸、兼容自動化貼片機，以及適合大批量紅外線 (IR) 回流焊製程。佢設計符合RoHS (有害物質限制) 規定。目標市場涵蓋消費電子、電訊、計算同埋工業設備。典型應用包括狀態指示燈、前面板同鍵盤嘅背光、信號照明，以及手機、手提電腦、網絡硬件、家電同室內標牌等設備嘅裝飾照明。
2. 技術參數：深入客觀解讀
呢部分詳細拆解LED嘅電氣、光學同熱特性。理解呢啲參數對於可靠嘅電路設計同系統整合至關重要。
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。呢啲數值係喺環境溫度 (Ta) 25°C下指定嘅。
- 功耗 (Pd)：80 mW。呢個係LED封裝喺唔超過其熱極限嘅情況下，可以作為熱量散發嘅最大功率。
- 峰值正向電流 (IFP)：100 mA。呢個係最大允許嘅瞬時正向電流，通常喺脈衝條件下指定 (1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度) 以防止過熱。
- 直流正向電流 (IF)：20 mA。呢個係正常操作嘅推薦最大連續正向電流。
- 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。保證LED喺呢個環境溫度範圍內正常運作。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。器件喺呢個範圍內可以喺無施加電源嘅情況下儲存。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺Ta=25°C同IF=20mA下測量嘅典型性能參數，除非另有說明。
- 發光強度 (IV)：450 - 1400 mcd (毫坎德拉)。呢個係人眼感知到LED亮度嘅量度。咁闊嘅範圍表示器件有唔同嘅亮度分級 (見第3節)。
- 視角 (2θ1/2)：110度 (典型值)。呢個係發光強度為軸上 (0度) 測量強度一半時嘅全角。110度角表示一個寬闊、擴散嘅視覺模式。
- 峰值發射波長 (λP)：518 nm (典型值)。呢個係光輸出功率達到最大值時嘅波長。
- 主波長 (λd)：520 - 535 nm。呢個係人眼感知到嘅單一波長，最能匹配LED光輸出嘅顏色。佢係顏色規格嘅關鍵參數。
- 譜線半寬度 (Δλ)：35 nm (典型值)。呢個表示發射光嘅光譜純度或帶寬，以發射光譜嘅半高全寬 (FWHM) 量度。
- 正向電壓 (VF)：2.8 - 3.8 V (喺IF=20mA時)。呢個係LED導通電流時兩端嘅電壓降。呢個範圍對應唔同嘅電壓分級。
- 反向電流 (IR)：10 μA (最大值) (喺VR=5V時)。LED唔係為反向偏壓操作而設計。呢個參數主要用於質量保證測試。
3. 分級系統說明
為確保批量生產嘅一致性，LED會根據關鍵性能參數分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定亮度、顏色同電壓要求嘅元件。
3.1 正向電壓 (VF) 分級
LED根據其喺20mA時嘅正向電壓降進行分類。每個分級嘅公差為±0.1V。分級包括：D7 (2.8-3.0V)、D8 (3.0-3.2V)、D9 (3.2-3.4V)、D10 (3.4-3.6V) 同D11 (3.6-3.8V)。從相同VF分級中選擇LED有助於確保多個LED並聯時亮度均勻。
3.2 發光強度 (IV) 分級
LED根據亮度分為五個強度等級，每個等級嘅公差為±11%。分級包括：U1 (450-560 mcd)、U2 (560-710 mcd)、V1 (710-900 mcd)、V2 (900-1120 mcd) 同W1 (1120-1400 mcd)。咁樣就可以根據應用嘅亮度要求進行選擇。
3.3 主波長 (λd) 分級
綠光嘅顏色 (色調) 通過對主波長進行分級來控制，每個分級嘅公差為±1nm。分級包括：AP (520-525 nm)、AQ (525-530 nm) 同AR (530-535 nm)。呢個確保顯示屏或指示燈陣列中多個LED嘅顏色一致性。
4. 性能曲線分析
LED特性嘅圖形表示可以更深入了解其喺唔同條件下嘅行為。規格書包含以下關係嘅典型曲線 (具體圖表請參閱原文)。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
呢條曲線顯示流經LED嘅電流同其兩端電壓之間嘅指數關係。佢係非線性嘅，意味住電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化。呢個就係點解LED應該由限流源驅動，而唔係恆壓源。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
呢個圖表說明光輸出 (以mcd為單位) 如何隨正向電流增加而增加。佢喺一定範圍內通常係線性嘅，但會喺非常高嘅電流下由於熱效應同效率下降而飽和。
4.3 發光強度 vs. 環境溫度
呢條曲線展示光輸出嘅熱依賴性。通常，發光強度會隨環境溫度升高而降低。理解呢個降額對於喺高溫環境下運行嘅應用至關重要。
4.4 光譜分佈
呢個圖表顯示喺唔同波長下發射嘅相對光功率。佢以峰值波長 (518 nm) 為中心，並具有由半寬度 (35 nm) 定義嘅特徵形狀。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED封裝喺標準EIA 0603封裝內。關鍵尺寸 (以毫米為單位) 包括本體長度1.6mm、寬度0.8mm同高度0.6mm。陽極同陰極端子有清晰標記。除非另有規定，所有尺寸公差為±0.1mm。詳細尺寸圖喺原始規格書中提供。
5.2 推薦PCB焊盤佈局
提供焊盤圖案用於設計PCB上嘅焊盤。呢個圖案針對IR回流焊製程中嘅可靠焊接進行優化，確保形成適當嘅焊角同機械穩定性。
5.3 極性識別
LED封裝上有標記或特定形狀 (通常係凹口或綠點) 來識別陰極端子。組裝時必須注意正確極性以確保正常運作。
6. 焊接同組裝指引
6.1 推薦IR回流焊溫度曲線
對於無鉛焊接製程，推薦使用符合J-STD-020B嘅特定回流焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱區 (150-200°C，最長120秒)、峰值溫度唔超過260°C，以及適合所用焊膏嘅液相線以上時間 (TAL)。呢個元件最多可以承受兩次呢個曲線。
6.2 儲存條件
未開封嘅濕敏器件應儲存喺≤30°C同≤70% RH嘅環境中，並喺一年內使用。一旦防潮袋打開，LED應儲存喺≤30°C同≤60% RH嘅環境中。暴露喺環境空氣中超過168小時嘅元件需要喺回流焊前進行烘烤程序 (約60°C，至少48小時)，以防止焊接過程中出現 "爆米花" 現象或分層。
6.3 清潔
如果焊接後需要清潔，只應使用指定嘅酒精類溶劑，如乙醇或異丙醇，喺常溫下清洗少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞LED封裝。
6.4 手動焊接
如果需要手動焊接，烙鐵溫度唔應超過300°C，每個端子嘅焊接時間應限制喺最多3秒。手動焊接只應進行一次。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 載帶同捲盤規格
LED以12mm寬嘅凸紋載帶供應，捲喺7英寸 (178mm) 直徑嘅捲盤上。每個捲盤包含4000件。載帶同捲盤尺寸符合ANSI/EIA-481標準，確保與自動化組裝設備兼容。
7.2 最低訂購數量
標準包裝數量為每捲4000件。剩餘數量嘅最低包裝數量為500件。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
LED係電流驅動器件。為確保亮度一致，特別係當多個LED並聯使用時，每個LED都應該由自己嘅限流電阻串聯驅動。直接從微控制器引腳驅動LED需要確保引腳嘅電流源/灌能力同LED鏈嘅總VF喺系統電壓限制範圍內。
8.2 設計注意事項
- 限流：始終使用串聯電阻或恆流驅動器將工作電流設定為20mA或以下進行連續操作。
- 熱管理：雖然封裝細小，但如果喺高環境溫度或接近最大電流下運行，應確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔，以保持性能同使用壽命。
- ESD保護：雖然無明確說明，但組裝期間應遵守半導體器件嘅標準ESD (靜電放電) 處理預防措施。
9. 技術比較同差異化
呢款基於InGaN技術嘅0603綠色LED具有幾個關鍵優勢。相比舊技術如AlGaInP (用於紅/黃色)，InGaN為綠色同藍色波長提供更高效率同亮度。0603封裝係最小嘅標準化SMD LED佔位之一，相比更大嘅封裝如0805或1206，可節省顯著空間。其110度寬視角使其適合需要廣泛可見性嘅應用，與用於聚焦照明嘅窄角LED相反。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 我可唔可以直接用5V電源驅動呢個LED？
唔可以。直接將5V電源連接到LED兩端會導致過大電流流過，可能會立即損壞佢。你必須始終使用串聯限流電阻。電阻值可以使用歐姆定律計算：R = (V電源- VF) / IF。例如，使用5V電源，VF為3.2V，期望IF為20mA：R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90歐姆。標準91歐姆或100歐姆電阻會係合適嘅。
10.2 點解發光強度範圍咁闊 (450-1400 mcd)？
呢個範圍代表所有生產批次嘅總體分佈。通過分級過程 (第3.2節)，LED被分類到特定、更窄嘅亮度範圍 (例如U1、V2、W1)。設計師訂購時可以指定特定分級代碼，以保證為其應用提供一致且可預測亮度嘅LED。
10.3 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，由光譜儀測量。主波長 (λd) 係一個心理物理量度；佢係單色光嘅單一波長，對人眼而言，呢個波長嘅顏色同LED嘅寬光譜輸出顏色相同。λd對於視覺應用中嘅顏色規格更相關。
11. 實用設計同使用案例
場景：為網絡路由器設計一個多LED狀態指示燈面板。面板需要10個綠色LED來指示唔同端口嘅鏈路活動。均勻嘅亮度同顏色對於專業外觀至關重要。
- 元件選擇：指定來自相同強度分級 (例如V1：710-900 mcd) 同相同主波長分級 (例如AQ：525-530 nm) 嘅LED，以確保視覺一致性。
- 電路設計：設計十個相同嘅驅動電路，每個電路由LED串聯一個限流電阻組成。將每個電路連接喺微控制器GPIO引腳同地之間。電阻值根據微控制器嘅輸出高電壓 (例如3.3V) 同LED從其電壓分級中得出嘅典型VF計算。
- PCB佈局：使用推薦嘅焊盤圖案。確保LED之間有足夠間距，以實現均勻光分佈並防止熱串擾。
- 組裝：遵循IR回流焊溫度曲線指引。組裝後，如有需要，使用異丙醇清潔。
12. 原理簡介
LED係一種半導體p-n結二極管。當施加正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入結區域。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋會釋放能量。喺標準二極管中，呢個能量以熱量形式釋放。喺LED中，選擇半導體材料 (喺呢個例子中係InGaN)，使呢個能量主要以光子 (光) 形式釋放。發射光嘅特定波長 (顏色) 由半導體材料嘅帶隙能量決定。寬視角係通過LED芯片嘅幾何形狀同封裝透鏡嘅特性實現嘅。
13. 發展趨勢
指示燈應用嘅SMD LED嘅總體趨勢係朝向更細嘅封裝尺寸 (例如0402、0201)，以實現更高密度嘅PCB設計。通過更嚴格嘅分級公差，持續推動提高發光效率 (每單位電功率輸入產生更多光輸出) 同改善顏色一致性。此外，封裝材料嘅進步旨在增強喺更高溫度回流焊曲線下嘅可靠性，並提高對濕度同熱循環等環境因素嘅抵抗力。
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。 |