目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 特點同核心優勢
- 1.2 目標市場同應用
- 2. 技術參數同特性
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統
- 3.1 正向電壓 (Vf) 等級
- 3.2 發光強度 (Iv) 等級
- 3.3 主波長 (Wd) 等級
- 4. 機械同封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 推薦PCB焊接焊盤佈局
- 5. 組裝、處理同應用指引
- 5.1 焊接製程
- 5.2 清潔
- 5.3 儲存條件
- 5.4 驅動方法同設計考慮
- 5.5 應用注意事項
- 6. 包裝同訂購資訊
- 6.1 載帶同捲盤規格
- 7. 性能分析同設計背景
- 7.1 理解電光曲線
- 7.2 熱管理考慮
- 7.3 色點同波長穩定性
- 8. 比較同技術背景
- 8.1 AlInGaP 技術
- 8.2 1206 封裝優勢
- 9. 常見問題 (FAQ)
- 9.1 峰值波長同主波長有咩分別?
- 9.2 我可唔可以直接用 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動呢粒LED?
- 9.3 點解如果包裝打開超過168個鐘就需要烘烤?
- 10. 實際應用例子
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料嚟產生黃光嘅表面貼裝器件 (SMD) 發光二極管 (LED) 嘅規格。器件封裝喺緊湊、符合行業標準嘅 1206 封裝格式入面,適合自動化組裝製程同埋空間有限嘅應用。佢嘅主要功能係提供一個可靠同高效嘅指示燈光源。
1.1 特點同核心優勢
呢款LED為現代電子製造提供咗幾個關鍵優勢。佢符合環保法規,包裝喺7吋捲盤上嘅8mm載帶入面,適合大批量自動化貼片設備使用,並且設計成兼容標準紅外線回流焊接製程。佢細小嘅佔位面積同埋對自動化組裝嘅兼容性,可以顯著減少生產時間同成本。
1.2 目標市場同應用
呢個元件設計用於廣泛嘅電子設備。典型應用包括電訊設備(例如無線電話同手提電話)、便攜式計算設備(例如筆記簿電腦)、網絡系統設備、各種家用電器,以及標牌應用(包括室內顯示屏、半戶外顯示屏同埋巴士資訊系統)。
2. 技術參數同特性
呢部分提供咗器件嘅絕對極限同埋標準操作條件。遵守呢啲參數對於確保長期可靠性同性能至關重要。
2.1 絕對最大額定值
器件絕對唔可以喺呢啲極限之外操作,否則可能會造成永久損壞。關鍵額定值包括最大功耗 120 mW、連續直流正向電流 50 mA,以及喺脈衝條件下(1/10 佔空比,0.1ms 脈衝寬度)嘅峰值正向電流 80 mA。最大反向電壓係 5 V。操作同儲存溫度範圍指定為 -40°C 至 +100°C。
2.2 電光特性
呢啲參數喺標準測試條件下量度,環境溫度 (Ta) 為 25°C,正向電流 (IF) 為 20 mA,除非另有說明。
- 發光強度 (Iv):範圍由最低 450 mcd 到最高 1120 mcd,典型值取決於特定嘅分級。
- 視角 (2θ1/2):120度嘅寬視角,定義為強度係軸向值一半時嘅離軸角度。
- 正向電壓 (Vf):喺20mA時,介乎 1.8 V 至 2.6 V 之間。
- 峰值波長 (λp):典型值為 591 nm。
- 主波長 (λd):範圍由 584.5 nm 至 594.5 nm,定義咗人眼感知嘅顏色。
- 光譜半寬度 (Δλ):大約 15 nm,表示黃光發射嘅光譜純度。
- 反向電流 (Ir):喺反向電壓 5V 下,最大為 10 μA。
3. 分級系統
為確保生產批次嘅一致性,LED會根據關鍵性能參數進行分級。咁樣可以讓設計師選擇符合特定電路要求(電壓降、亮度同顏色)嘅元件。
3.1 正向電壓 (Vf) 等級
LED根據佢哋喺20mA時嘅正向電壓分為唔同等級 (D2 到 D5),每個等級有 0.2V 嘅範圍(例如,D2: 1.8-2.0V,D3: 2.0-2.2V)。每個等級有 ±0.1V 嘅容差。
3.2 發光強度 (Iv) 等級
亮度分為 U1、U2、V1 同 V2 等級。強度範圍由 450-560 mcd (U1) 到 900-1120 mcd (V2)。每個強度等級有 ±11% 嘅容差。
3.3 主波長 (Wd) 等級
由主波長定義嘅顏色,由 H 到 L 分級。範圍由 584.5-587.0 nm (Bin H) 到 592.0-594.5 nm (Bin L)。每個波長等級保持 ±1 nm 嘅容差。
4. 機械同封裝資訊
4.1 封裝尺寸
器件符合 EIA 標準 1206 封裝尺寸。關鍵尺寸包括長度 1.6 mm、寬度 0.8 mm 同埋高度 0.6 mm。所有尺寸容差為 ±0.2 mm,除非另有規定。透鏡係水清,光源顏色係 AlInGaP 黃色。
4.2 推薦PCB焊接焊盤佈局
建議使用呢個焊盤圖案設計,以便使用紅外線或氣相回流焊接製程進行可靠焊接。呢個圖案確保咗喺印刷電路板 (PCB) 上形成正確嘅焊錫角同埋元件嘅機械穩定性。
5. 組裝、處理同應用指引
5.1 焊接製程
呢款LED兼容紅外線回流焊接製程,包括無鉛製程曲線。提供咗一個建議嘅回流曲線,符合 J-STD-020B 標準。關鍵參數包括預熱溫度 150-200°C、峰值溫度唔超過 260°C,以及根據特定焊錫膏同電路板設計而定嘅液相線以上時間。對於手動焊接,建議烙鐵溫度低於 300°C,最多 3 秒。
5.2 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用指定嘅溶劑。將LED浸喺常溫嘅乙醇或異丙醇中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。
5.3 儲存條件
對於未打開、含有乾燥劑嘅防潮袋,儲存溫度應為 30°C 或以下,相對濕度 (RH) 為 70% 或以下,建議喺一年內使用。一旦打開原包裝,儲存環境唔應該超過 30°C 同 60% RH。如果元件暴露喺環境中超過 168 小時,喺焊接前應該喺大約 60°C 下烘烤至少 48 小時,以防止喺回流過程中因濕氣造成損壞("爆米花效應")。
5.4 驅動方法同設計考慮
LED係電流驅動器件。為確保多個單元之間亮度一致,必須由恆流源驅動,或者喺串聯配置中使用適當嘅限流電阻。唔建議通過無電流調節嘅恆壓源驅動,因為咁樣會導致電流過大、熱失控同埋壽命縮短。電路設計中必須考慮唔同等級之間嘅正向電壓變化,以維持所需電流。
5.5 應用注意事項
呢啲LED適用於標準商業同工業電子設備。對於需要極高可靠性、故障可能危及安全嘅應用(例如航空、醫療生命維持、運輸安全系統),使用前必須進行特定諮詢同資格認證。
6. 包裝同訂購資訊
6.1 載帶同捲盤規格
元件供應喺 8mm 寬嘅凸紋載帶上,用蓋帶密封,並捲喺直徑 7 吋 (178 mm) 嘅捲盤上。標準捲盤數量為 2000 件。對於剩餘訂單,最少包裝數量為 500 件。包裝符合 ANSI/EIA-481 規格。
7. 性能分析同設計背景
7.1 理解電光曲線
典型性能曲線,例如正向電流同發光強度或正向電壓之間嘅關係,對於電路設計至關重要。IV 曲線顯示非線性關係,強調咗電流控制嘅必要性。強度與電流曲線喺操作範圍內通常係線性嘅,但喺較高電流下會因熱效應而飽和。
7.2 熱管理考慮
雖然器件指定操作溫度高達 100°C,但佢嘅性能會隨著結溫升高而下降。發光強度通常會隨著溫度升高而降低。對於喺高環境溫度或高驅動電流下操作嘅應用,建議採用適當嘅PCB佈局進行散熱,可能使用散熱通孔或銅箔鋪設,以保持亮度同壽命。
7.3 色點同波長穩定性
主波長可能會隨著驅動電流同結溫嘅變化而輕微偏移。分級系統通過提供受控嘅範圍嚟幫助管理呢個問題。對於顏色要求嚴格嘅應用,了解驅動條件同色度偏移之間嘅關係非常重要。
8. 比較同技術背景
8.1 AlInGaP 技術
磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 係一種半導體材料系統,特別擅長喺光譜嘅黃色、橙色同紅色區域產生光。同舊技術相比,佢提供更高嘅發光效率、更好嘅溫度穩定性同埋更長嘅操作壽命,成為高性能黃色LED嘅標準。
8.2 1206 封裝優勢
1206 (1.6mm x 0.8mm) 封裝喺尺寸同易於處理/製造之間取得良好平衡。佢比 0402 等超微型封裝大,令組裝更穩固,通常更容易檢查,同時仍然足夠緊湊,適合大多數現代便攜式設備。
9. 常見問題 (FAQ)
9.1 峰值波長同主波長有咩分別?
峰值波長 (λp) 係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。主波長 (λd) 係從 CIE 色度圖推導出嚟,代表與LED感知顏色相匹配嘅光譜單一波長。對於單色光源,佢哋相似;對於具有一定光譜寬度嘅LED,λd 係顏色規格更相關嘅參數。
9.2 我可唔可以直接用 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動呢粒LED?
唔可以,必須有限流電阻。正向電壓範圍係 1.8V 到 2.6V。將佢直接連接到 3.3V 電源會迫使電流由LED嘅動態電阻決定,呢個電流很可能會超過最大額定值並損壞器件。必須根據電源電壓、LED嘅正向電壓(為安全設計使用最大等級值)同埋所需操作電流計算串聯電阻。
9.3 點解如果包裝打開超過168個鐘就需要烘烤?
SMD封裝會從大氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中,呢啲被困住嘅濕氣會迅速蒸發,產生內部壓力,可能導致封裝破裂或內部界面分層——呢種現象稱為"爆米花效應"。烘烤可以去除呢啲吸收嘅濕氣,令元件可以安全進行回流焊接。
10. 實際應用例子
場景:為網絡路由器設計一個狀態指示燈面板。
需要多個黃色LED來指示唔同嘅網絡活動狀態。為確保亮度均勻,設計師選擇來自同一發光強度等級(例如 V1)嘅LED。實施一個恆流驅動電路,為每個LED提供 20mA 電流。PCB佈局包括推薦嘅焊盤幾何形狀,並包含連接到地平面嘅小型散熱連接,以進行少量散熱。元件喺捲盤打開後儲存喺受控環境中,並使用經過驗證、喺指定溫度限制內嘅無鉛回流曲線進行組裝。呢種方法確保咗可靠、一致同持久嘅指示燈功能。
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。 |