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 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 正向電壓分級
- 3.2 發光強度分級
- 3.3 主波長分級
- 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 溫度特性
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 推薦 PCB 焊盤圖形
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊參數
- 6.2 手動焊接 (如有需要)
- 6.3 儲存條件
- 6.4 清潔
- 7. 包裝同訂購資料
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 我可唔可以連續用 30mA 驅動呢粒 LED？
- 10.2 點解發光強度範圍咁闊 (90-280 mcd)？
- 10.3 如果我焊接呢粒 LED 超過兩次會點？
- 10.4 如果包裝袋打開咗一個星期，係咪一定要烘烤？
- 11. 實際應用案例分析
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高亮度、微型表面貼裝器件 (SMD) 發光二極管 (LED) 嘅規格。呢個器件採用業界標準 0603 封裝尺寸，適合自動化印刷電路板 (PCB) 組裝製程。佢嘅細小尺寸非常適合空間有限、需要可靠狀態指示或背光嘅應用。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款 LED 嘅主要優勢包括佢兼容大批量、自動化貼片設備同紅外線 (IR) 回流焊製程，呢啲都係現代電子製造嘅標準。佢採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體技術製造，以產生高效能同明亮嘅橙色光而聞名。呢個器件符合相關環保法規。
佢嘅目標應用涵蓋廣泛嘅消費同工業電子產品，包括但不限於電訊設備 (例如手提電話)、便攜式計算裝置、網絡硬件、家用電器，以及室內標誌或顯示器背光。佢嘅主要功能係作為狀態指示燈或低亮度光源。
2. 技術參數：深入客觀解讀
呢部分詳細拆解器件嘅絕對極限同操作特性。理解呢啲參數對於可靠嘅電路設計同確保長期性能至關重要。
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。呢啲唔係正常操作條件。
- 功耗 (Pd)：72 mW。呢個係器件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 (IF(PEAK))：80 mA。呢個電流只允許喺脈衝條件下 (1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度) 非常短嘅時間內使用，例如測試期間。
- 連續正向電流 (IF)：30 mA DC。呢個係連續操作嘅最大建議電流。
- 反向電壓 (VR)：5 V。施加超過呢個極限嘅反向電壓會導致即時擊穿。呢個器件唔係設計用於反向偏壓操作。
- 操作溫度範圍 (Topr)：-40°C 至 +85°C。保證器件喺呢個環境溫度範圍內正常運作。
- 儲存溫度範圍 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。器件可以喺呢啲極限內儲存而唔會退化。
2.2 電光特性
呢啲參數喺標準測試條件下 (Ta=25°C, IF=20mA) 測量，定義咗器件嘅性能。
- 發光強度 (IV)：90.0 - 280.0 mcd (毫坎德拉)。呢個係人眼感知到嘅光輸出亮度嘅量度。呢個闊範圍係通過分級系統管理嘅。
- 視角 (2θ1/2)：110 度。呢個係發光強度下降到軸上 (LED 正前方) 測量值一半時嘅全角。110° 角表示一個寬廣嘅視角模式。
- 峰值發射波長 (λP)：611 nm (典型值)。呢個係光譜功率輸出最高嘅波長。
- 主波長 (λd)：600 - 612 nm。呢個係最能代表光嘅感知顏色嘅單一波長，由色度座標得出。佢係顏色分揀嘅關鍵參數。
- 光譜線半寬度 (Δλ)：17 nm (典型值)。呢個表示光譜純度，測量發射光譜喺其最大功率一半時嘅寬度。較小嘅值表示更單色嘅光源。
- 正向電壓 (VF)：1.8 - 2.4 V。呢個係 LED 喺測試電流 20mA 驅動下嘅壓降。佢會隨電流同溫度而變化。
- 反向電流 (IR)：10 μA (最大值) 於 VR=5V。呢個係器件喺其最大額定值內反向偏壓時流動嘅小漏電流。
3. 分級系統說明
為確保大規模生產嘅一致性，LED 會根據關鍵參數進行分類 (分級)。咁樣設計師就可以揀選符合特定亮度、顏色同電壓要求嘅部件。
3.1 正向電壓分級
單位喺 IF= 20mA 時測量。每個級別嘅容差為 ±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 發光強度分級
單位係 mcd (毫坎德拉) 於 IF= 20mA。每個級別嘅容差為 ±11%。
- 級別 Q2：90 mcd (最小) 至 112 mcd (最大)
- 級別 R1：112 mcd (最小) 至 140 mcd (最大)
- 級別 R2：140 mcd (最小) 至 180 mcd (最大)
- 級別 S1：180 mcd (最小) 至 220 mcd (最大)
- 級別 S2：220 mcd (最小) 至 280 mcd (最大)
3.3 主波長分級
單位係納米 (nm) 於 IF= 20mA。每個級別嘅容差為 ±1 nm。
- 級別 P：600 nm (最小) 至 603 nm (最大)
- 級別 Q：603 nm (最小) 至 606 nm (最大)
- 級別 R：606 nm (最小) 至 609 nm (最大)
- 級別 S：609 nm (最小) 至 612 nm (最大)
4. 性能曲線分析
雖然具體圖形數據喺源文件中有提及，但呢類器件嘅典型性能曲線說明咗對設計至關重要嘅關鍵關係。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
I-V 曲線係非線性嘅。正向電壓 (VF) 隨電流增加，但具有溫度係數 — VF通常會隨結溫上升而下降。喺恆流驅動設計中必須考慮呢一點。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
光輸出 (發光強度) 喺一個顯著範圍內大致同正向電流成正比。然而，喺極高電流下，由於熱量產生增加，效率可能會下降。喺建議嘅 20mA 或以下操作可確保最佳效率同壽命。
4.3 溫度特性
LED 性能依賴於溫度。發光強度通常會隨結溫上升而下降。主波長亦可能隨溫度輕微偏移，影響感知顏色，特別係喺精密應用中。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸
呢個器件符合 EIA 標準 0603 封裝尺寸。關鍵尺寸 (以毫米計) 大約長 1.6mm，闊 0.8mm，高 0.6mm。公差通常為 ±0.1mm。透鏡係透明嘅，橙色光由內部嘅 AlInGaP 半導體芯片產生。
5.2 推薦 PCB 焊盤圖形
提供咗用於紅外線或氣相回流焊嘅焊盤圖形。呢個圖形設計用於確保正確嘅焊點形成、回流期間嘅自對齊，以及可靠嘅機械附著。跟從推薦嘅焊盤幾何形狀對於防止墓碑效應或不良焊點至關重要。
5.3 極性識別
陰極通常喺器件上有標記，通常係封裝相應側面嘅綠色色調或一個小凹口。PCB 絲印同焊盤圖形應該清晰標示極性，以防止錯誤放置。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊參數
呢個器件兼容無鉛 (Pb-free) 紅外線回流焊製程。參考咗一個符合 J-STD-020B 嘅建議溫度曲線。關鍵參數包括：
- 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：建議跟從焊膏製造商規格。
- 最大焊接次數：兩次。
6.2 手動焊接 (如有需要)
如果需要手動焊接，必須極度小心：
- 烙鐵溫度：最高 300°C。
- 焊接時間：每個焊盤最多 3 秒。
- 限制：只可進行一次焊接循環。過多熱量會損壞內部芯片或塑膠封裝。
6.3 儲存條件
LED 係濕度敏感器件 (MSD)。
- 密封袋：儲存於 ≤30°C 同 ≤70% 相對濕度 (RH)。喺袋子密封日期後一年內使用。
- 已打開袋/暴露：儲存於 ≤30°C 同 ≤60% RH。強烈建議喺暴露於環境空氣後 168 小時 (7 日) 內完成紅外線回流焊。
- 長時間暴露：如果暴露超過 168 小時，焊接前需要進行烘烤 (約 60°C，至少 48 小時)，以去除吸收嘅水分並防止回流焊期間出現 "爆米花" 現象。
6.4 清潔
如果焊後清潔係必要嘅，只可使用經批准嘅酒精類溶劑，例如異丙醇 (IPA) 或乙醇。浸泡應喺常溫下進行，時間少於一分鐘。刺激性或未指定嘅化學品可能會損壞封裝材料或透鏡。
7. 包裝同訂購資料
7.1 載帶同捲盤規格
呢個器件以 8mm 闊嘅壓紋載帶包裝，放喺 7 吋 (178mm) 直徑嘅捲盤上供應。呢種包裝兼容標準自動化 SMD 組裝設備。
- 每捲數量：4000 件。
- 剩餘數量最低訂購量 (MOQ)：500 件。
- 蓋帶：空嘅元件袋用頂部蓋帶密封。
- 缺失元件：根據規格，最多允許連續缺失兩個元件。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
LED 係電流驅動器件。為確保可靠操作同一致亮度，特別係使用多個 LED 時，必須使用一個限流電阻同每個 LED 或每條並聯 LED 串聯。唔建議直接從電壓源驅動 LED 而無電流控制，咁會導致性能不一致同潛在器件故障。串聯電阻值使用歐姆定律計算：R = (Vsupply- VF) / IF，其中 VF係 LED 喺所需電流 IF.
下嘅正向電壓。
- 8.2 設計考慮因素熱管理：
- 雖然功耗低，但確保足夠嘅 PCB 銅面積或散熱設計有助於維持較低嘅結溫，保持光輸出同壽命。電流降額：
- 對於喺高環境溫度 (接近 +85°C) 下操作，考慮降低正向電流以減少內部發熱。靜電放電 (ESD) 保護：
雖然無明確表示為高度敏感，但組裝同處理期間應遵守標準 ESD 處理預防措施。
9. 技術比較同差異化
同舊技術 (例如磷化鎵 GaP) 相比，AlInGaP LED 為橙色同紅色提供顯著更高嘅發光效率同亮度。0603 封裝代表咗微型化同易於處理/製造之間嘅平衡。更細嘅封裝 (例如 0402) 存在，但可能對某些組裝線更具挑戰性，並且具有稍微不同嘅熱特性。寬廣嘅 110 度視角適合需要廣泛可見性嘅應用，有別於用於聚焦照明嘅窄角 LED。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 我可唔可以連續用 30mA 驅動呢粒 LED？
可以，30mA 係最大額定連續直流正向電流。然而，為咗最佳壽命同考慮應用中潛在嘅溫升，設計使用較低電流 (例如 20mA) 係常見做法，並提供安全邊際。
10.2 點解發光強度範圍咁闊 (90-280 mcd)？
呢個範圍代表咗所有生產嘅總分佈。器件被分類到特定嘅強度級別 (Q2, R1, R2, S1, S2)。設計師可以指定所需嘅級別代碼，以確保其產品中亮度嘅一致性。如果特定亮度至關重要，則應指定 S1 或 S2 級別。
10.3 如果我焊接呢粒 LED 超過兩次會點？
超過最大建議焊接次數 (回流焊兩次，手動焊接一次) 會使器件承受累積熱應力。呢個可能會降低內部引線鍵合嘅質量、損壞半導體芯片，或導致塑膠封裝分層，從而導致過早失效或可靠性降低。
10.4 如果包裝袋打開咗一個星期，係咪一定要烘烤？
係。168 小時 (7 日) 嘅車間壽命係濕度敏感器件嘅關鍵指引。如果元件喺超過呢段時間內暴露於環境條件下而無適當乾燥儲存 (例如喺乾燥器中)，則必須進行烘烤 (60°C 48 小時)，以驅除吸收嘅水分並防止高溫回流焊過程中嘅蒸氣壓力損壞。
11. 實際應用案例分析場景：
為一個網絡路由器設計一個狀態指示燈面板，有五個相同嘅橙色 LED 指示燈。
- 設計步驟：參數選擇：
- 選擇級別代碼以確保一致性。例如，指定主波長級別 R (606-609nm) 同發光強度級別 S1 (180-220 mcd)，以確保統一嘅顏色同亮度。電路設計：F路由器嘅內部邏輯電源係 3.3V。使用典型 VF2.1V (來自級別 D3) 同目標 I
- 20mA，計算串聯電阻：R = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 歐姆。會使用一個標準 62 歐姆電阻。PCB 佈局：
- 使用推薦嘅焊盤圖形。以一致方向放置五個 LED。喺絲印上包含清晰嘅極性標記。組裝：
- 確保 LED 喺打開防潮袋後 168 小時內使用，或經過適當烘烤。跟從推薦嘅紅外線回流焊溫度曲線。結果：
五個視覺上顏色同亮度匹配嘅指示燈，為最終用戶提供清晰嘅狀態信息。
12. 工作原理簡介
發光二極管係半導體 p-n 結器件。當施加正向電壓時，來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅電洞被注入到結區域 (有源層)。當呢啲電荷載流子 (電子和電洞) 復合時，能量被釋放。喺 LED 中，呢啲能量以光子 (光) 嘅形式釋放。發射光嘅特定波長 (顏色) 由有源層中使用嘅半導體材料嘅帶隙能量決定。對於呢款橙色 LED，材料係磷化鋁銦鎵 (AlInGaP)，其帶隙對應於可見光譜中橙色/紅色部分嘅光。透明環氧樹脂透鏡用於保護半導體芯片並塑造光輸出光束。
13. 技術趨勢
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。 |