目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心功能同優點
- 1.2 目標市場同應用
- 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 光通量 / 光強度分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 色調 / 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
- 4.2 光通量對正向電流
- 4.3 溫度依賴性
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別同焊盤設計
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 推薦紅外回流焊溫度曲線
- 6.2 手動焊接
- 6.3 清潔
- 6.4 儲存同處理
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 帶裝同捲盤規格
- 8. 應用須知同設計考慮
- 8.1 限流
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計
- 9. 常見問題 (FAQ)
- 9.1 光通量同光強度有咩分別？
- 9.2 點解分級咁重要？
- 9.3 我可唔可以唔用限流電阻驅動呢粒LED？
- 9.4 如果開袋後超過儲存或回流焊時間會點？
- 10. 工作原理同技術
- 10.1 AlInGaP 半導體技術
- 10.2 SMD 封裝結構
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料發出黃光嘅表面貼裝器件 (SMD) LED 規格。器件封裝喺水清透鏡內，專為自動化組裝流程同空間受限嘅應用而設計。其主要功能係喺各式各樣電子設備中作為狀態指示燈、信號燈或前面板背光組件。
1.1 核心功能同優點
- 符合 RoHS (有害物質限制) 指令。
- 包裝喺 8mm 載帶上，捲喺 7 吋直徑捲盤，適合高速自動貼片設備。
- 採用 EIA (電子工業聯盟) 標準封裝外形。
- 兼容 IC 邏輯電平，易於同控制電路整合。
- 完全兼容紅外 (IR) 回流焊製程，支援無鉛焊接溫度曲線。
- 預處理至 JEDEC (聯合電子器件工程委員會) 濕度敏感等級 3，表示開袋後喺 <30°C/60% RH 環境下有 168 小時嘅車間壽命。
1.2 目標市場同應用
呢款 LED 專為多個行業嘅可靠性同性能而設計。主要應用領域包括：
- 電訊：無線電話、手提電話同網絡設備中嘅狀態指示燈。
- 辦公室自動化：打印機、掃描器同筆記簿電腦中嘅面板指示燈。
- 家用電器：各種家庭設備中嘅電源開啟、模式或功能指示燈。
- 工業設備：控制面板同機械中嘅操作狀態同故障指示燈。
- 通用指示：信號同符號燈應用，以及需要均勻照明嘅前面板背光。
2. 深入技術參數分析
以下部分詳細分析器件喺標準測試條件 (Ta=25°C) 下嘅操作限制同性能特性。
2.1 絕對最大額定值
呢啲數值代表應力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。唔建議長時間喺或接近呢啲極限下操作。
- 功耗 (Pd)：72 mW。呢個係器件可以作為熱量散發嘅最大功率。
- 峰值正向電流 (IF(PEAK))：80 mA。呢個係最大瞬時正向電流，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。
- 連續直流正向電流 (IF)：30 mA。呢個係連續操作嘅建議最大電流。
- 反向電壓 (VR)：5 V。施加超過此值嘅反向電壓可能導致結擊穿。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。器件設計用於運作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。非操作狀態下嘅儲存溫度範圍。
2.2 電氣同光學特性
呢啲參數定義咗 LED 喺指定測試條件 (IF= 20mA) 驅動下嘅典型性能。
- 光通量 (Φv)：0.67 lm (最小) 至 2.13 lm (最大)。呢個係光源發出嘅總感知光功率，以流明 (lm) 為單位。寬範圍通過分級管理。
- 光強度 (Iv)：224 mcd (最小) 至 710 mcd (最大)。呢個係特定方向上每立體角嘅光通量，以毫坎德拉 (mcd) 為單位。係由光通量測量得出嘅參考值。
- 視角 (2θ1/2)：120° (典型)。呢個係光強度為光軸 (0°) 值一半時嘅全角，表示非常寬嘅視角模式。
- 峰值發射波長 (λp)：591 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)：584.5 nm 至 594.5 nm。定義光嘅感知顏色嘅單一波長，每個分級嘅公差為 ±1 nm。
- 譜線半寬 (Δλ)：15 nm (典型)。發射光譜喺其最大強度一半處嘅寬度，表示顏色純度。
- 正向電壓 (VF)：1.8 V (最小) 至 2.4 V (最大) @ 20mA。電流流過時 LED 兩端嘅電壓降，每個分級嘅公差為 ±0.1V。
- 反向電流 (IR)：10 µA (最大) @ VR=5V。器件反向偏置時流過嘅小漏電流。
3. 分級系統解釋
為確保生產批次嘅一致性，LED 會根據關鍵參數分入性能等級。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用對亮度、顏色同電壓要求嘅部件。
3.1 光通量 / 光強度分級
LED 根據其總光輸出進行分類。每個光強度等級內嘅公差為 ±11%。
- 等級 D2：0.67 lm 至 0.84 lm (224 mcd 至 280 mcd)
- 等級 E1：0.84 lm 至 1.07 lm (280 mcd 至 355 mcd)
- 等級 E2：1.07 lm 至 1.35 lm (355 mcd 至 450 mcd)
- 等級 F1：1.35 lm 至 1.68 lm (450 mcd 至 560 mcd)
- 等級 F2：1.68 lm 至 2.13 lm (560 mcd 至 710 mcd)
3.2 正向電壓分級
LED 亦會根據其喺 20mA 時嘅正向電壓降進行分類，每個分級嘅公差為 ±0.1V。呢點對於限流電阻計算同電源設計至關重要。
- 等級 D2：1.8 V 至 2.0 V
- 等級 D3：2.0 V 至 2.2 V
- 等級 D4：2.2 V 至 2.4 V
3.3 色調 / 主波長分級
呢個分級確保顏色一致性。定義感知黃色調嘅主波長，會分入特定範圍，每個分級嘅公差為 ±1 nm。
- 等級 H：584.5 nm 至 587.0 nm
- 等級 J：587.0 nm 至 589.5 nm
- 等級 K：589.5 nm 至 592.0 nm
- 等級 L：592.0 nm 至 594.5 nm
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考咗具體圖形數據，但可以分析 AlInGaP LED 嘅典型性能趨勢：
4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
正向電壓 (VF) 同正向電流 (IF) 呈現對數關係。佢非線性增加，喺較低電流時（接近開啟電壓）上升較急，喺較高電流時由於半導體同封裝內嘅串聯電阻而更線性增加。
4.2 光通量對正向電流
喺顯著嘅操作範圍內，光輸出（光通量）通常與正向電流成正比。然而，效率（每瓦流明）通常喺特定電流達到峰值，並且可能喺極高電流下由於熱量產生增加同效率下降而降低。
4.3 溫度依賴性
關鍵參數受結溫 (Tj) 影響：
- 正向電壓 (VF)：隨溫度升高而降低（負溫度係數）。
- 光通量/光強度：通常隨溫度升高而降低。下降速率係高功率或高環境溫度應用中熱管理嘅關鍵因素。
- 主波長 (λd)：可能隨溫度輕微偏移，影響感知顏色。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
器件符合 EIA 標準 SMD 封裝外形。所有關鍵尺寸，包括本體長度、寬度、高度同引腳間距，都喺規格書中提供，標準公差為 ±0.2 mm，除非另有說明。水清透鏡材料通常係環氧樹脂或矽膠基。
5.2 極性識別同焊盤設計
陰極通常標記喺器件本體上，通常用凹口、綠點或其他視覺指示器。規格書包含推薦嘅印刷電路板 (PCB) 焊盤圖案（貼裝焊盤），用於紅外或氣相回流焊接。呢個圖案設計用於確保焊點形成正確、回流期間自我對齊同可靠嘅機械附著。
6. 焊接同組裝指引
6.1 推薦紅外回流焊溫度曲線
器件兼容無鉛 (Pb-free) 焊接製程。規格書參考符合 J-STD-020B 嘅溫度曲線。關鍵參數通常包括：
- 預熱：150°C 至 200°C，最長時間 120 秒，用於逐漸加熱組裝件同活化助焊劑。
- 峰值溫度：最高 260°C。高於焊料液相線溫度（例如 SAC305 為 217°C）嘅時間必須控制。
- 總焊接時間：峰值溫度下最長 10 秒，最多允許兩個回流循環。
注意：最佳溫度曲線取決於具體 PCB 設計、組件、焊膏同爐。提供嘅曲線係指引，必須針對實際生產設置進行特性分析。
6.2 手動焊接
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：每個焊點最長 3 秒。
- 限制：手動焊接只允許一個焊接循環，以最小化 LED 封裝嘅熱應力。
6.3 清潔
只應使用指定清潔劑。未指定嘅化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。如果焊接後需要清潔，建議喺室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。
6.4 儲存同處理
由於器件嘅濕度敏感等級 (MSL 3)，正確儲存至關重要：
- 密封包裝：儲存於 ≤30°C 同 ≤70% 相對濕度 (RH)。喺包裝袋密封日期後一年內使用。
- 已開封包裝：儲存於 ≤30°C 同 ≤60% RH。組件必須喺暴露於環境空氣後 168 小時 (7 日) 內進行紅外回流焊。
- 延長暴露：如需儲存超過 168 小時，請儲存喺帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。暴露超過 168 小時嘅組件需要喺焊接前以約 60°C 烘烤至少 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。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 帶裝同捲盤規格
LED 以行業標準壓紋載帶供應：
- 載帶寬度：8 mm。
- 捲盤直徑：7 吋。
- 每捲數量：2000 件（標準滿捲）。
- 最小訂購量 (MOQ)：剩餘數量為 500 件。
- 載帶用頂部蓋帶密封。包裝符合 ANSI/EIA-481 規格，允許最多連續兩個缺失組件。
8. 應用須知同設計考慮
8.1 限流
串聯限流電阻對於可靠操作係必須嘅。電阻值 (Rs) 可以用歐姆定律計算：Rs= (V電源- VF) / IF。使用分級或規格書中嘅最大 VF，以確保喺最壞情況下電流唔會超過所需嘅 IF。電阻嘅額定功率必須足夠：PR= (IF)² * Rs.
8.2 熱管理
雖然呢款係低功率器件，但適當嘅熱設計可以延長壽命並保持光輸出穩定性。確保 PCB 上有足夠嘅銅面積連接到 LED 嘅散熱焊盤（如果適用）或引腳以散熱。避免喺高環境溫度下以絕對最大電流同功耗操作。
8.3 光學設計
120° 視角提供非常寬嘅光束。對於需要更聚焦光束嘅應用，必須使用二次光學器件（透鏡、光管）。水清透鏡適合晶粒影像唔關鍵嘅應用；對於更擴散嘅外觀，則需要乳白色或彩色擴散透鏡。
9. 常見問題 (FAQ)
9.1 光通量同光強度有咩分別？
光通量 (lm)測量光源向所有方向發出嘅總可見光量。光強度 (mcd)測量光源喺特定方向上嘅亮度。高強度 LED 可能光束較窄，而高光通量 LED 發出更多總光量，可能覆蓋更廣區域。喺呢份規格書中，光強度係由光通量測量得出嘅參考值。
9.2 點解分級咁重要？
製造差異導致個別 LED 之間嘅 VF、光輸出同顏色存在差異。分級將佢哋分入參數嚴格控制嘅組別。對於需要外觀均勻（例如多 LED 顯示屏、背光）或精確電流驅動嘅應用，指定單一分級或同一組內嘅混合分級至關重要。
9.3 我可唔可以唔用限流電阻驅動呢粒LED？
No.LED 係具有非線性 I-V 特性嘅二極管。電壓稍微高於其 VF 可能會導致電流大幅增加，可能造成破壞。始終需要串聯電阻（或恆流驅動器）來安全設定操作點。
9.4 如果開袋後超過儲存或回流焊時間會點？
吸收到塑膠封裝內嘅水分可能會喺高溫回流焊接過程中迅速蒸發，導致內部分層、開裂或鍵合線損壞（"爆米花" 現象）。遵循 MSL 3 指引（168 小時車間壽命）並喺超過時間後進行所需烘烤，對於組裝良率同長期可靠性至關重要。
10. 工作原理同技術
10.1 AlInGaP 半導體技術
呢款 LED 使用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體化合物作為其有源區。通過喺晶體生長過程中精確控制呢啲元素嘅比例，材料嘅帶隙被設計為當電子同電洞跨越帶隙復合時（電致發光）發出可見光譜黃色區域（約 590 nm）嘅光。AlInGaP 技術以其喺紅、橙同黃色波長嘅高效率而聞名。
10.2 SMD 封裝結構
半導體晶粒安裝喺引線框架上，引線框架提供電氣連接（陽極同陰極）並通常充當散熱器。鍵合線將晶粒頂部連接到另一個引線框架端子。然後呢個組件被封裝喺透明環氧樹脂或矽膠成型化合物中，形成透鏡。透鏡形狀決定視角並提供機械同環境保護。
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。 |