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 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 3.3 正向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對發光強度 vs. 環境溫度
- 4.2 相對發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 正向電壓 vs. 正向電流 (IV 曲線)
- 4.4 輻射圖案
- 5. 機械同包裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊溫度曲線
- 6.2 手焊注意事項
- 6.3 儲存同濕度敏感性
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 捲帶規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用設計考慮
- 8.1 限流係必須嘅
- 8.2 熱管理
- 8.3 ESD 保護
- 9. 技術比較同區別
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 用5V電源應該用幾大電阻值？
- 10.2 可唔可以用PWM信號嚟驅動呢個LED做調光？
- 10.3 點解儲存同烘乾過程咁重要？
- 11. 實用設計同使用例子
- 11.1 用於面板背光嘅多LED陣列
- 11.2 配合微控制器嘅狀態指示燈
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
19-213係一款為現代緊湊型電子應用而設計嘅表面貼裝器件 (SMD) LED。佢採用InGaN (氮化銦鎵) 晶片技術，產生出亮麗嘅綠光輸出。呢個元件嘅主要優勢在於其微型尺寸，可以顯著減少PCB (印刷電路板) 佔用面積，提高元件裝配密度，並有助於終端設備嘅整體小型化。其輕巧結構更令佢成為空間同重量係關鍵限制嘅應用嘅理想選擇。
LED以8mm捲帶包裝，捲喺直徑7吋嘅捲盤上，完全兼容高速自動貼片組裝設備。呢種兼容性簡化咗批量生產嘅製造流程。
1.1 核心優勢同目標市場
19-213 SMD LED嘅核心優勢源自其SMD外形同物料合規性。取消傳統引線框架令到同PCB嘅連接更穩固，喺高振動環境下表現更好。產品被歸類為無鉛，符合歐盟RoHS (有害物質限制) 指令，並遵守REACH (化學品註冊、評估、授權同限制) 法規。佢亦係無鹵素嘅，溴 (Br) 同氯 (Cl) 含量各自低於900 ppm，總和低於1500 ppm，適合注重環保嘅設計。
目標應用多樣化，主要集中喺指示燈同背光功能。主要市場包括汽車內飾 (例如儀表板同開關背光)、通訊設備 (例如電話同傳真機上嘅指示燈)、同消費電子產品 (例如LCD、開關同符號嘅平面背光)。其通用性質亦令佢適合廣泛嘅其他指示燈應用。
2. 深入技術參數分析
本節對規格書中定義嘅關鍵電氣、光學同熱參數提供詳細、客觀嘅解讀。理解呢啲極限值同典型值對於可靠嘅電路設計至關重要。
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗可能對器件造成永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係正常操作條件。
- 反向電壓 (VR): 5V- 施加超過5V嘅反向偏壓會導致即時結擊穿。規格書明確指出器件唔係為反向操作而設計；呢個額定值主要係用於IR測試條件。
- 正向電流 (IF): 25mA- 可以流經LED嘅最大連續直流電流。超過呢個值會產生過多熱量，導致光通量加速衰減或災難性故障。
- 峰值正向電流 (IFP): 100mA- 呢個係最大允許脈衝電流，指定佔空比為1/10，頻率為1kHz。佢允許短時間內有更高亮度，但必須小心控制時序。
- 功耗 (Pd): 95mW- 封裝可以作為熱量散發嘅最大功率，計算公式為 VF * IF。喺接近呢個極限值下操作需要對PCB進行仔細嘅熱管理。
- 靜電放電 (ESD): 150V (HBM)- 呢個人體模型額定值表示中等程度嘅ESD敏感性。組裝同處理期間必須遵循適當嘅ESD處理程序，以防止潛在或即時故障。
- 操作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C- 保證器件喺其公佈規格範圍內運作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +90°C- 非操作狀態下嘅儲存溫度範圍。
- 焊接溫度 (Tsol): 指定兩個溫度曲線：回流焊 (峰值260°C，最多10秒) 同手焊 (烙鐵頭350°C，每個端子最多3秒)。
2.2 電光特性
除非另有說明，否則呢啲參數係喺Ta=25°C同IF=5mA嘅標準測試條件下測量嘅。佢哋定義咗LED嘅光學性能。
- 發光強度 (Iv): 45 - 112 mcd (最小 - 最大)- 以毫坎德拉測量嘅LED感知亮度。寬範圍表示使用咗分級系統 (詳見第3節)。典型值無指明，會喺呢個範圍內某處。
- 視角 (2θ1/2): 120° (典型)- 發光強度下降到其峰值一半時嘅角度跨度。呢個係非常寬嘅視角，適合需要從軸外位置可見嘅應用。
- 峰值波長 (λp): 518 nm (典型)- 發射光嘅光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
- 主波長 (λd): 520 - 535 nm- 單色光嘅波長，會引起同LED輸出相同嘅感知顏色。呢個係顏色規格嘅關鍵參數，亦會進行分級。
- 光譜帶寬 (Δλ): 35 nm (典型)- 發射光譜嘅寬度，喺最大功率一半處測量 (半高全寬 - FWHM)。35nm嘅數值係InGaN綠色LED嘅特徵。
- 正向電壓 (VF): 2.70 - 3.20 V- 喺測試電流5mA驅動下，LED兩端嘅電壓降。呢個範圍亦會進行分級。呢個參數嘅容差為分級值嘅±0.05V。
- 反向電流 (IR): 50 μA (最大)- 施加指定反向電壓 (5V) 時嘅最大漏電流。
3. 分級系統說明
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會根據性能分級。19-213使用三個獨立嘅分級參數。
3.1 發光強度分級
根據喺IF=5mA下測量到嘅發光強度，LED被分為四個等級 (P1, P2, Q1, Q2)。等級範圍如下：P1 (45.0-57.0 mcd)、P2 (57.0-72.0 mcd)、Q1 (72.0-90.0 mcd)、同Q2 (90.0-112.0 mcd)。分級值嘅容差為±11%。設計師必須選擇合適嘅等級以滿足其應用所需嘅亮度水平。
3.2 主波長分級
通過將主波長分為三組來管理顏色一致性：X (520-525 nm)、Y (525-530 nm)、同Z (530-535 nm)。容差為±1nm。咁樣確保咗同一批次中所有LED產生非常相似嘅綠色色調。
3.3 正向電壓分級
正向電壓分為五組，每組相差0.1V：29 (2.70-2.80V)、30 (2.80-2.90V)、31 (2.90-3.00V)、32 (3.00-3.10V)、同33 (3.10-3.20V)。容差為±0.05V。了解VF等級有助於設計更精確嘅限流電路，特別係當驅動多個串聯LED時。
4. 性能曲線分析
規格書包含幾條典型特性曲線，對於理解LED喺非標準條件下嘅行為至關重要。
4.1 相對發光強度 vs. 環境溫度
呢條曲線顯示光輸出如何隨環境溫度 (Ta) 升高而降低。同所有LED一樣，19-213會隨著溫度升高而出現光通量衰減。設計師必須喺LED或其環境可能變暖嘅應用中考慮呢種熱降額，以確保喺最高操作溫度下保持足夠亮度。
4.2 相對發光強度 vs. 正向電流
呢個圖表說明咗驅動電流同光輸出之間嘅非線性關係。雖然增加電流會提高亮度，但由於熱量產生增加，效率 (每瓦流明) 通常會喺較高電流下降低。佢亦顯示當電流接近最大額定值時，光輸出會飽和。
4.3 正向電壓 vs. 正向電流 (IV 曲線)
IV曲線係電路設計嘅基礎。佢顯示二極管中電壓同電流之間嘅指數關係。曲線嘅"膝點"，大約喺典型正向電壓附近，就係LED開始顯著發光嘅地方。呢條曲線對於選擇適當嘅限流方法 (例如電阻值或恆流驅動器設定) 至關重要。
4.4 輻射圖案
極坐標圖描繪咗光強度嘅空間分佈。19-213嘅120°視角產生咗一個寬闊、類似朗伯體嘅發射圖案。呢個證實咗佢適合需要從多個角度觀看嘅廣域照明同指示燈。
5. 機械同包裝資訊
5.1 封裝尺寸
規格書提供咗LED封裝嘅詳細2D圖紙，包含關鍵尺寸。關鍵測量包括總長度、寬度同高度，焊盤嘅尺寸同位置，以及陰極識別標記 (通常係一個凹口或一個角上嘅綠色標記) 嘅位置。所有未指定嘅公差為±0.1mm。呢張圖紙對於喺CAD軟件中創建PCB焊盤圖案 (佔位面積) 至關重要。
5.2 極性識別
正確極性對於操作至關重要。封裝包括一個視覺標記嚟識別陰極 (-) 端子。設計師同組裝技術員必須參考尺寸圖紙，正確地將元件定向喺PCB上。
6. 焊接同組裝指引
遵守呢啲指引對於實現可靠嘅焊點而不損壞LED至關重要。
6.1 回流焊溫度曲線
提供咗推薦嘅無鉛回流焊溫度曲線。關鍵參數包括：150-200°C之間嘅預熱區60-120秒，液相線以上 (217°C) 時間60-150秒，峰值溫度不超過260°C，峰值處最長時間10秒。最大升溫速率為6°C/秒，最大冷卻速率為3°C/秒。回流焊不應進行超過兩次。
6.2 手焊注意事項
如果需要手焊，需要極度小心。烙鐵頭溫度必須低於350°C，同每個端子嘅接觸時間不得超過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，以便散熱。
6.3 儲存同濕度敏感性
LED包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮屏障袋中。喺準備使用元件之前，不得打開袋子。打開後，未使用嘅LED應儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度下，並喺168小時 (7日) 內使用。如果超過儲存時間或乾燥劑顯示吸濕，使用前需要喺60±5°C下烘乾24小時，以防止回流焊期間出現"爆米花"現象。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 捲帶規格
元件以規格書中指定尺寸嘅凸面載帶供應。捲帶纏繞喺標準7吋 (178mm) 直徑嘅捲盤上。每個捲盤包含3000件。提供捲盤尺寸 (軸心直徑、法蘭直徑、寬度) 以確保同自動組裝設備兼容。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含幾個關鍵代碼：P/N (產品編號)、QTY (包裝數量)、CAT (發光強度等級/分級)、HUE (色度/主波長等級)、REF (正向電壓等級)、同LOT No (可追溯批號)。理解呢個標籤對於庫存控制同確保生產中使用正確嘅性能等級非常重要。
8. 應用設計考慮
8.1 限流係必須嘅
規格書強調指出，必須使用外部限流電阻 (或恆流驅動器)。必須使用。LED喺電壓稍微超過其正向電壓時，電流會急劇指數式上升。如果冇限流，即使係微小嘅電源電壓波動都可能導致電流超過最大額定值，引致即時故障。
8.2 熱管理
雖然封裝本身會散熱，但主要嘅散熱路徑係通過焊盤進入PCB銅箔。對於喺高環境溫度或接近最大電流下操作嘅應用，考慮使用具有足夠散熱設計、更寬銅走線、甚至連接至地平面嘅專用散熱焊盤嘅PCB，以幫助散熱。
8.3 ESD 保護
考慮到150V HBM ESD額定值，喺容易發生靜電放電嘅環境中，特別係如果LED係用戶可接觸到嘅，建議喺連接至LED嘅線路上加入基本嘅ESD保護 (例如使用瞬態電壓抑制二極管或串聯電阻)。
9. 技術比較同區別
19-213主要通過其非常寬嘅120°視角同水清樹脂嘅結合而與眾不同。許多指示燈LED使用擴散樹脂來加寬視角，但咁樣會降低軸上峰值強度。19-213使用透明樹脂實現寬視角，可以提供更高嘅軸上感知亮度，同時保持良好嘅軸外可見性。其完全符合現代環保法規 (RoHS、REACH、無鹵素) 亦係大多數新設計嘅標準但必不可少嘅要求。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 用5V電源應該用幾大電阻值？
電阻值 (R) 取決於所需嘅正向電流 (IF) 同特定LED等級嘅正向電壓 (VF)。使用歐姆定律：R = (V_電源 - VF) / IF。例如，使用5V電源，VF為3.0V (等級31)，目標IF為20mA：R = (5 - 3.0) / 0.020 = 100 歐姆。始終計算電阻中嘅功耗：P_電阻 = (V_電源 - VF) * IF。喺呢個例子中，P = 2V * 0.02A = 0.04W，所以標準1/8W (0.125W) 電阻就足夠。
10.2 可唔可以用PWM信號嚟驅動呢個LED做調光？
可以，脈衝寬度調製 (PWM) 係一種極佳嘅LED調光方法。佢通過快速開關LED嚟工作。感知亮度與佔空比 (LED開啟時間嘅百分比) 成正比。PWM調光保持LED嘅顏色一致性，唔似模擬調光 (降低電流) 可能會導致顏色偏移。確保PWM頻率足夠高 (通常 >100Hz) 以避免可見閃爍。
10.3 點解儲存同烘乾過程咁重要？
SMD封裝會從大氣中吸收水分。喺高溫回流焊過程中，呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發，喺封裝內部產生蒸汽壓力。呢個可能導致內部分層、樹脂開裂或鍵合線失效——呢種現象稱為"爆米花"。濕度敏感性包裝同烘乾程序就係為咗防止呢種故障模式。
11. 實用設計同使用例子
11.1 用於面板背光嘅多LED陣列
對於為小型LCD或開關面板提供背光，可以將多個19-213 LED排列成陣列。由於正向電壓分級，通常更可靠嘅做法係將LED並聯，每個都有自己嘅限流電阻，而唔係串聯。呢種配置確保個別LED之間VF嘅變化唔會導致電流分佈不均同亮度不均。對於較大嘅陣列，專為多個並聯LED通道設計嘅恆流驅動器IC將提供最均勻同高效嘅解決方案。
11.2 配合微控制器嘅狀態指示燈
當直接由微控制器GPIO引腳驅動時，必須檢查引腳嘅電流源/灌能力。許多MCU引腳嘅限制為20-25mA，與呢個LED嘅最大值吻合。電路由LED同一個串聯電阻組成，連接喺MCU引腳同地之間 (對於電流灌配置) 或VCC (對於電流源配置)。電阻值使用MCU嘅輸出電壓 (例如3.3V) 同LED嘅VF計算。
12. 工作原理簡介
19-213 LED基於由氮化銦鎵 (InGaN) 製造嘅半導體二極管結構。當施加超過二極管結電勢 (約2.7-3.2V) 嘅正向電壓時，電子同電洞被注入半導體嘅有源區。當呢啲電荷載子復合時，佢哋以光子 (光) 嘅形式釋放能量。InGaN合金嘅特定成分決定咗半導體嘅帶隙能量，直接決定發射光嘅波長 (顏色)。喺呢個情況下，合金被調諧以產生綠色光譜 (520-535 nm) 中嘅光子。水清環氧樹脂封裝保護半導體晶片，提供機械穩定性，並作為透鏡將發射光塑造成120°視角。
13. 技術趨勢同背景
19-213代表咗SMD LED市場中一項成熟且廣泛採用嘅技術。呢個領域嘅趨勢繼續朝著幾個關鍵發展方向前進。首先，不斷追求提高發光效率 (每瓦電輸入更多光輸出)，從而提高能源效率。其次，追求更高嘅色純度同飽和度，特別係喺綠色光譜中，仍然活躍。第三，封裝小型化持續進行，比19-213更細小嘅外形尺寸對於超緊湊設備變得普遍。最後，集成係一個增長趨勢，多色LED (RGB) 或帶有集成控制電路 (如I2C可尋址LED) 嘅LED將多種功能結合喺單一封裝中，簡化設計同組裝。19-213以其可靠性、廣泛可用性同合規性為重點，成為龐大指示燈同照明應用生態系統中嘅基本構建塊。
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。 |