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 輻射功率分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 峰值波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 光譜分佈
- 4.2 正向電壓 vs. 接面溫度
- 4.3 相對輻射功率 vs. 正向電流
- 4.4 相對光強 vs. 接面溫度
- 4.5 正向電流 vs. 正向電壓 (IV 曲線)
- 4.6 最大驅動電流 vs. 焊接溫度
- 4.7 輻射圖案
- 5. 機械同封裝信息
- 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 手工焊接
- 6.3 儲存條件
- 7. 包裝同訂購信息
- 7.1 捲盤同載帶規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 可靠性同測試
- 10. 技術比較同差異化
- 11. 常見問題 (基於技術參數)
- 11.1 我應該用咩驅動電流？
- 11.2 我點樣解讀零件號碼中嘅分級代碼？
- 11.3 點解 LED 熱咗之後光輸出會下降？
- 11.4 我可以將多個 LED 串聯或並聯嗎？
- 12. 實用設計案例研究
- : 考慮到 120° 視角，喺燈條上適當間距 LED，以實現植物冠層所需嘅光強均勻度。
- 呢款 LED 係一個基於磷化鋁鎵銦 (AlGaInP) 材料嘅半導體 p-n 結二極管。當施加超過二極管開啟閾值嘅正向電壓時，來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅空穴被注入到有源區域。呢啲電荷載流子以輻射方式復合，以光子形式釋放能量。AlGaInP 合金嘅特定帶隙能量決定咗發射光嘅波長，喺呢個情況下係深紅光譜 (650-680 nm)。水清環氧樹脂封裝劑保護半導體晶片，提供機械穩定性，並塑造光輸出圖案。
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用 PLCC-2 封裝、發出深紅光嘅表面貼裝器件 (SMD) 中功率 LED 嘅規格。器件採用 AlGaInP 晶片技術製造，並以水清樹脂封裝。佢專為需要高效率、寬視角同緊湊尺寸，同時喺中功率消耗範圍內嘅應用而設計。呢個元件係無鉛嘅，並且符合 RoHS 指令。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款 LED 嘅主要優勢包括佢嘅高光效，即係話用較少嘅電功率就可以輸出高效嘅光。120 度嘅寬視角確保咗均勻嘅光線分佈，令佢好適合需要廣泛照明嘅應用。佢緊湊嘅 PLCC-2 封裝容許高密度嘅 PCB 佈局。呢啲特點加埋一齊，令佢成為裝飾同娛樂照明、農業照明（例如植物生長補光）以及需要深紅光譜輸出嘅一般照明用途嘅理想選擇。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅極限。操作應該保持喺呢啲界限之內。
- 正向電流 (IF)): 150 mA (連續)。
- 峰值正向電流 (IFP)): 300 mA (脈衝，佔空比 1/10，脈衝寬度 10ms)。
- 功耗 (Pd)): 405 mW。呢個係接面處允許嘅最大功率損耗。
- 工作溫度 (Topr)): -40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度 (Tstg)): -40°C 至 +100°C。
- 熱阻 (Rth J-S)): 50 °C/W (接面到焊接點)。呢個參數對於熱管理設計至關重要。
- 接面溫度 (Tj)): 115 °C (最大值)。
- 焊接溫度): 回流焊：最高 260°C，最多 10 秒。手工焊接：最高 350°C，最多 3 秒。器件對靜電放電 (ESD) 敏感。
2.2 電光特性
喺焊接點溫度 (Tsoldering) 為 25°C 時測量。提供典型值以供參考；最小/最大值定義咗保證嘅性能範圍。
- 輻射功率 (Φe)): 80 mW (最小)，180 mW (最大)，喺 IF=150mA 時。呢個係總光功率輸出，以毫瓦為單位測量。公差為 ±11%。
- 正向電壓 (VF)): 1.8V (最小)，2.7V (最大)，喺 IF=150mA 時。典型值喺呢個範圍內。與分級值嘅公差為 ±0.1V。
- 視角 (2θ1/2)): 120 度 (典型)，喺 IF=150mA 時。呢個係光強度降至峰值一半時嘅全角。
- 反向電流 (IR)): 50 µA (最大)，喺反向電壓 (VR) 為 5V 時。
3. 分級系統說明
LED 會根據關鍵參數進行分級，以確保應用設計嘅一致性。特定嘅分級代碼係產品訂購號碼嘅一部分。
3.1 輻射功率分級
喺 IF=150mA 時分級。代碼 C1 到 C5 代表遞增嘅輸出功率範圍。
- C1: 80 - 100 mW
- C2: 100 - 120 mW
- C3: 120 - 140 mW
- C4: 140 - 160 mW
- C5: 160 - 180 mW
3.2 正向電壓分級
喺 IF=150mA 時分級。代碼 25 到 33 代表遞增嘅正向電壓範圍。
- 25: 1.8 - 1.9 V
- 26: 1.9 - 2.0 V
- ... 直到33: 2.6 - 2.7 V
3.3 峰值波長分級
喺 IF=150mA 時分級。定義深紅光發射嘅光譜峰值。
- DA2: 650 - 660 nm
- DA3: 660 - 670 nm
- DA4: 670 - 680 nm
主導/峰值波長測量公差為 ±1nm。
4. 性能曲線分析
4.1 光譜分佈
提供嘅光譜曲線顯示喺深紅光區域（大約 650-680nm，視乎分級）有一個窄而明確嘅峰值，呢個係 AlGaInP 半導體嘅特徵。其他光譜波段嘅發射極少，令佢適合需要純紅光嘅應用。
4.2 正向電壓 vs. 接面溫度
圖 1 說明正向電壓 (VF) 具有負溫度係數。當接面溫度 (Tj) 從 25°C 上升到 115°C 時，VF會線性下降大約 0.25V。呢個係恆流驅動器設計嘅關鍵考慮因素，以確保喺溫度變化下穩定運行。
4.3 相對輻射功率 vs. 正向電流
圖 2 顯示一個次線性關係。輻射功率隨電流增加而增加，但喺較高電流（高於約 100mA）時開始飽和，原因係熱效應增加同效率下降。喺最大額定電流 (150mA) 下操作，相比略低電流，可能唔會按比例產生更高輸出。
4.4 相對光強 vs. 接面溫度
圖 3 展示熱淬滅效應。當 Tj上升時，光輸出會下降。喺 115°C 時嘅強度大約係 25°C 時嘅 70-80%。有效嘅散熱對於維持光輸出至關重要。
4.5 正向電流 vs. 正向電壓 (IV 曲線)
圖 4 展示咗 25°C 下經典嘅二極管 IV 特性。曲線顯示低電流區域嘅指數關係，以及喺 150mA 工作電流下更線性、電阻性嘅行為，從中可以推斷動態電阻。
4.6 最大驅動電流 vs. 焊接溫度
圖 5 係一條降額曲線。佢指出，如果焊接點溫度 (TS) 超過大約 70°C，就必須降低最大允許嘅連續正向電流。例如，喺 TS=90°C 時，最大 IF要降額到大約 110mA。呢張圖對於高環境溫度環境下嘅可靠性至關重要。
4.7 輻射圖案
圖 6 (輻射圖) 確認咗具有 120° 視角嘅近朗伯發射圖案。強度喺寬闊嘅中心區域幾乎均勻，喺機械軸 ±60 度處降至 50%。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸
PLCC-2 封裝具有標準嘅佔位面積。關鍵尺寸（單位 mm，除非註明，公差為 ±0.1mm）包括總長度、寬度同高度，以及焊盤間距同大小。陰極通常由封裝上嘅標記或切角來識別。PCB 焊盤圖案設計應參考精確嘅尺寸圖。
5.2 極性識別
正確操作需要正確嘅方向。規格書嘅封裝圖清楚標示咗陽極同陰極焊盤。焊接時極性連接錯誤會導致 LED 唔著，並可能使其承受反向偏壓。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊溫度曲線
最大耐受條件係 260°C 10 秒。建議使用峰值溫度低於 260°C 並控制液相線以上時間 (TAL) 嘅標準無鉛回流焊曲線。應考慮 PCB 上熱質量嘅差異，以確保所有 LED 經歷相似嘅熱暴露。
6.2 手工焊接
如果需要手工焊接，烙鐵頭溫度唔應該超過 350°C，並且同 LED 端子嘅接觸時間應限制喺每個焊盤 3 秒或更少。使用低熱質量技術。
6.3 儲存條件
器件包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮屏障袋中。一旦密封袋打開，元件對吸濕敏感 (MSL 等級)。如果超過指定嘅車間壽命，應喺使用前根據 IPC/JEDEC 標準烘烤。長期儲存應喺 -40°C 至 100°C 之間嘅乾燥環境中進行。
7. 包裝同訂購信息
7.1 捲盤同載帶規格
LED 以凸紋載帶形式供應，捲喺捲盤上。提供標準捲盤尺寸同載帶寬度。每捲常見數量包括 250、500、1000、2000、3000 同 4000 件，方便自動貼片組裝。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含關鍵信息：產品編號 (P/N)，其中編碼咗輻射功率 (CAT)、波長 (HUE) 同正向電壓 (REF) 嘅特定分級選擇；包裝數量 (QTY)；以及用於追溯嘅批號 (LOT No)。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 裝飾同娛樂照明: 建築重點照明、舞台照明同標牌，需要深紅色嘅地方。
- 農業照明: 園藝中嘅補光，特別係針對植物對紅光同遠紅光敏感嘅光形態建成反應（例如，影響開花、莖伸長）。
- 一般用途: 指示燈、背光，以及任何需要可靠、高效紅光光源嘅應用。
8.2 設計考慮因素
- 熱管理: 由於 Rth J-S為 50°C/W，PCB 必須充當有效嘅散熱器。喺散熱焊盤下方同周圍使用足夠嘅銅面積，並考慮使用熱通孔連接到內層或金屬芯 PCB，適用於高功率或高環境溫度應用。
- 電流驅動:** 務必使用恆流驅動器，唔係恆壓源。驅動器應設計成能夠適應 VF分級範圍及其負溫度係數。如果需要，考慮調光能力。
- 光學設計: 如果需要光束整形或聚焦，寬視角可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）。水清樹脂允許良好嘅光提取。
9. 可靠性同測試
規格書概述咗一個全面嘅可靠性測試計劃，以 90% 置信水平同 10% 批容許不良率 (LTPD) 進行。測試包括：
- 回流焊耐受性
- 熱衝擊 (-10°C 至 +100°C)
- 溫度循環 (-40°C 至 +100°C)
- 高溫/高濕儲存 (85°C/85% RH)
- 喺唔同電流同溫度條件下嘅高/低溫儲存同操作壽命測試。
呢啲測試驗證咗 LED 喺典型製造同操作壓力下嘅穩健性，確保長期性能。
10. 技術比較同差異化
作為一款 PLCC-2 封裝嘅中功率深紅光 LED，佢嘅關鍵差異在於性能同尺寸嘅平衡。同低功率 LED 相比，佢提供顯著更高嘅輻射通量。同高功率 LED 相比，佢通常具有更低嘅到電路板熱阻，並且可以喺較低電流下驅動，簡化驅動器設計。使用 AlGaInP 技術相比其他技術（如熒光粉轉換紅光）喺紅光譜中提供更高效率。150mA 驅動電流、405mW 功耗同 120° 角度喺呢個緊湊外形中嘅特定組合，針對照明市場中嘅一個特定利基。
11. 常見問題 (基於技術參數)
11.1 我應該用咩驅動電流？
要達到完全指定嘅輸出，使用 150mA 恆流。不過，為咗提高壽命或降低熱負載，可以喺較低電流（例如 100-120mA）下驅動，輸出參考相對輻射功率 vs. 電流曲線 (圖 2)。切勿超過 150mA 連續電流。
11.2 我點樣解讀零件號碼中嘅分級代碼？
零件號碼（例如 NDR3C-P5080C1C51827Z15/2T）編碼咗特定分級。你必須將字母數字代碼同第 3.1、3.2 同 3.3 節中嘅分級表交叉參考，以確定該特定可訂購項目嘅輻射功率、正向電壓同峰值波長嘅保證最小同最大值。
11.3 點解 LED 熱咗之後光輸出會下降？
呢個係由於半導體材料嘅固有特性，稱為熱淬滅或效率下降，如圖 3 所示。當溫度上升時，非輻射復合增加，降低內部量子效率。適當嘅散熱可以最小化接面溫升，維持更高嘅光輸出。
11.4 我可以將多個 LED 串聯或並聯嗎？
使用恆流驅動器時，通常首選串聯，因為相同電流流經所有 LED。不過，正向電壓公差（分級）會累加，需要驅動器具有足夠嘅順應電壓。唔建議並聯，除非有獨立嘅限流電阻或專用通道，因為 VF唔匹配會導致電流搶奪同亮度不均或故障。
12. 實用設計案例研究
場景: 設計一個用於溫室補紅光嘅植物燈條，環境溫度最高可達 40°C。
設計步驟:
- 選擇: 選擇呢款深紅光 LED，因為佢嘅目標光譜（例如分級 DA3：660-670nm，與光敏色素激活相關）。
- 熱分析: 目標最大接面溫度 (Tj) 為 85°C 以獲得良好壽命。假設 Tambient=40°C，Rth J-S=50°C/W，同 Pd≈ VF*IF（例如 2.2V * 0.15A = 0.33W）。從焊接點到接面嘅溫升：ΔT = Pd* Rth J-S= 0.33W * 50°C/W = 16.5°C。因此，焊接點溫度 (TS) 必須保持低於 Tj- ΔT = 85°C - 16.5°C = 68.5°C。
- PCB 設計: 設計 PCB 時，使用一個大嘅、連續嘅銅焊盤連接到 LED 嘅散熱焊盤。使用多個熱通孔連接到內層接地層或專用散熱層，以喺 TSambient=40°C 時保持 T低於 68.5°C。參考圖 5 以確保驅動電流對於計算出嘅 TS.
- 係可接受嘅。驅動器設計F: 選擇一個能夠為每串提供 150mA 嘅恆流驅動器。對於 10 個串聯嘅 LED，驅動器嘅輸出電壓順應範圍必須覆蓋所選分級中最大 V
- 嘅總和（例如 10 * 2.3V = 23V）再加一些餘量。光學佈局
: 考慮到 120° 視角，喺燈條上適當間距 LED，以實現植物冠層所需嘅光強均勻度。
13. 工作原理
呢款 LED 係一個基於磷化鋁鎵銦 (AlGaInP) 材料嘅半導體 p-n 結二極管。當施加超過二極管開啟閾值嘅正向電壓時，來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅空穴被注入到有源區域。呢啲電荷載流子以輻射方式復合，以光子形式釋放能量。AlGaInP 合金嘅特定帶隙能量決定咗發射光嘅波長，喺呢個情況下係深紅光譜 (650-680 nm)。水清環氧樹脂封裝劑保護半導體晶片，提供機械穩定性，並塑造光輸出圖案。
14. 技術趨勢
- 好似呢款咁嘅中功率 LED 代表咗固態照明嘅一個重要趨勢，填補咗低功率指示 LED 同高功率照明 LED 之間嘅空白。影響呢個領域嘅關鍵行業趨勢包括：效率提升
- : 持續嘅材料同封裝研究旨在為每單位電輸入 (mA) 提供更高嘅輻射功率 (mW)，減少相同光輸出嘅能耗。熱管理改進
- : 封裝設計（例如增強散熱焊盤）同 PCB 材料（例如絕緣金屬基板、散熱覆銅板）嘅進步允許更好嘅散熱，從而實現更高嘅驅動電流或喺標準電流下提高可靠性。更窄嘅光譜峰值同新波長
- : 喺園藝中，對具有非常特定、窄發射峰值以匹配植物光感受器（例如 660nm、730nm）嘅 LED 有需求。開發繼續優化呢啲目標波長嘅效率。小型化同集成化
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。 |