目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 光電特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 色度座標分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 光譜分佈
- 4.2 輻射模式圖
- 4.3 正向電流與正向電壓關係
- 4.4 色度與正向電流關係
- 4.5 相對發光強度與正向電流關係
- 4.6 最大允許正向電流與溫度關係
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接溫度曲線
- 6.2 手工焊接
- 6.3 儲存同處理
- 7. 包裝同訂購資訊
- 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 關鍵設計考慮因素
- 9. 技術比較同區分
- 10. 常見問題解答（基於技術參數）
- 11. 實用設計同使用示例
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件提供咗一款採用3014封裝格式、配置為頂視發光嘅表面貼裝器件（SMD）LED嘅完整技術規格。主要發光顏色係白色，係透過InGaN晶片材料同黃色樹脂封裝體嘅組合實現嘅。呢款器件專為通用指示同照明應用而設計，呢啲應用對可靠性能同易於組裝有極高要求。
呢款LED嘅核心優勢包括其緊湊嘅P-LCC-2封裝，有助於實現高密度PCB貼裝。佢配備咗內置反射器同白色封裝體，以增強光輸出同方向性。器件完全符合現代環保同製造標準，係無鉛、符合RoHS、符合REACH同無鹵素嘅。佢已根據JEDEC J-STD-020D Level 3進行咗濕度敏感度預處理，確保喺回流焊接過程中嘅可靠性。
目標市場涵蓋咗需要狀態指示、背光或通用照明嘅廣泛電子設備。其設計令佢適合消費電子同工業電子產品。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
器件嘅操作極限係喺標準環境條件下（Ta=25°C）定義嘅。超過呢啲額定值可能會導致永久損壞。
- 反向電壓（VR）：5 V。呢個係可以喺LED端子之間反向施加嘅最大電壓。
- 正向電流（IF）：30 mA。為確保可靠操作而推薦嘅最大連續直流電流。
- 峰值正向電流（IFP）：60 mA。呢個僅允許喺脈衝條件下，佔空比為1/10，頻率為1 kHz時使用。
- 功耗（Pd）：93 mW。封裝喺唔超過結溫極限嘅情況下可以散發嘅最大功率。
- 結溫（Tj）：115 °C。半導體結嘅最高允許溫度。
- 操作溫度（Topr）：-40 °C 至 +85 °C。器件被指定可以操作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度（Tstg）：-40 °C 至 +90 °C。
- 靜電放電（ESD）：可承受2000 V（人體模型），表明具有中等嘅處理敏感度。
- 焊接溫度：器件可以承受峰值溫度為260°C、持續10秒嘅回流焊接，或者每個端子喺350°C下進行3秒嘅手工焊接。
2.2 光電特性
關鍵性能參數係喺Ta=25°C、正向電流（IF）為20 mA嘅標準測試條件下測量嘅。
- 發光強度（Iv）：範圍從最小2240 mcd到最大3550 mcd，典型值喺呢個範圍內暗示。發光強度嘅公差為±11%。
- 視角（2θ1/2）：發光強度為峰值強度一半時嘅全角通常為120度，表明具有適合漫射照明嘅寬視角模式。
- 正向電壓（VF）：喺20 mA時，範圍從2.40 V到3.60 V。正向電壓嘅公差指定為±0.1V。呢個參數對於設計限流電路至關重要。
- 反向電流（IR）：當施加5V反向電壓時，最大為10 μA，表明具有良好嘅二極管特性。
- 色度座標公差：CIE圖上嘅色點公差為±0.01，對於需要多個LED嘅應用中嘅顏色一致性非常重要。
3. 分級系統說明
為確保亮度同顏色嘅一致性，LED會根據測量到嘅性能進行分級。
3.1 發光強度分級
根據喺IF=20mA下測量到嘅發光強度，LED被分為兩個主要等級：
- 等級代碼 BB：發光強度範圍從2240 mcd到2800 mcd。
- 等級代碼 CA：發光強度範圍從2800 mcd到3550 mcd。
每個等級內適用±11%嘅公差。呢種分級允許設計師根據應用中所需嘅亮度水平選擇合適嘅LED。
3.2 色度座標分級
白光顏色由其喺CIE 1931色度圖上嘅座標定義。規格書提供咗詳細嘅等級代碼表（例如SB、J5、J6、K5、K6、L5、L6、M5、M6），以及相應嘅最小同最大x同y座標值。例如，等級代碼J5涵蓋從（0.2800， 0.2566）到（0.2800， 0.2666）嘅座標。呢種精確分級對於多個LED之間顏色均勻性至關重要嘅應用（例如顯示器背光或建築照明）必不可少。呢啲座標嘅公差為±0.01。
4. 性能曲線分析
規格書包含多個特性曲線，可以更深入了解LED喺唔同條件下嘅行為。
4.1 光譜分佈
典型光譜分佈曲線顯示咗喺唔同波長下發出嘅光嘅相對強度。對於白光LED，呢個通常顯示藍色區域（來自InGaN晶片）有一個寬峰，而黃綠色區域（來自熒光粉轉換）有一個更寬嘅次峰。峰值波長（λp）係一個關鍵參數。該曲線與標準人眼響應曲線V（λ）進行比較。
4.2 輻射模式圖
輻射特性圖（相對強度與角度嘅關係）直觀地表示咗120度視角，顯示光強度如何從中心（0度軸）向邊緣遞減。
4.3 正向電流與正向電壓關係
呢條曲線說明咗流經LED嘅電流與其兩端電壓降之間嘅非線性關係。對於設計驅動電路至關重要，因為電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化。曲線通常顯示指數式上升。
4.4 色度與正向電流關係
呢個圖表顯示咗色度座標（x， y）如何隨操作電流嘅變化而偏移。理解呢種關係對於使用調光或電流調製嘅應用非常重要，因為佢會影響顏色一致性。
4.5 相對發光強度與正向電流關係
呢條曲線展示咗光輸出如何隨驅動電流增加而增加。喺一定範圍內通常係線性嘅，但喺較高電流下會飽和。喺線性區域之外操作效率低且會增加熱量。
4.6 最大允許正向電流與溫度關係
呢條降額曲線對於可靠性至關重要。佢顯示咗LED可以承受嘅最大正向電流作為環境（或外殼）溫度嘅函數。隨著溫度升高，最大允許電流會降低，以防止結溫超過其115°C極限。對於任何喺高溫環境中操作嘅設計，都必須參考呢個圖表。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED採用標準3014封裝。關鍵尺寸（單位：mm，除非另有說明，典型公差為±0.1mm）包括：
- 總長度：3.0 mm
- 總寬度：1.4 mm
- 總高度：0.8 mm
- 用於PCB焊盤圖案設計嘅焊盤尺寸同間距。
標註尺寸嘅圖紙對於創建正確嘅PCB封裝以確保正確焊接同對齊至關重要。
5.2 極性識別
頂視圖通常標示陰極標記，呢個對於組裝期間嘅正確方向至關重要。極性錯誤會導致LED唔發光，並可能使其承受反向電壓。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
提供咗推薦嘅無鉛回流焊接溫度曲線。關鍵階段包括：
- 預熱：以最高3°C/秒嘅速率從環境溫度升至150-200°C，保持60-120秒。
- 回流：溫度高於217°C應保持60-150秒，峰值溫度唔超過260°C，保持最多10秒。
- 冷卻：從高於255°C開始冷卻，最大速率為6°C/秒。
同一器件上不應進行超過兩次回流焊接。
6.2 手工焊接
如果需要手工焊接，烙鐵頭溫度必須低於350°C，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），焊接每個端子之間至少間隔2秒以冷卻。
6.3 儲存同處理
- LED包裝喺防潮袋中。袋子應僅喺使用前即刻打開。
- 打開後嘅推薦環境為<30°C同<60%相對濕度。
- 如果超過濕度敏感等級（MSL）條件，或者濕度指示卡顯示濕度過高，則組件必須喺使用前喺60°C ±5°C下烘烤24小時。
- 加熱期間或焊接後不應對LED本體施加壓力，電路板也不應翹曲。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 捲盤同載帶規格
LED以凸紋載帶形式供應，捲繞喺捲盤上。每捲標準裝載數量為250、500、1000或2000件。提供載帶凹槽、間距同捲盤嘅詳細尺寸，以確保與自動貼片設備兼容。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含關鍵資訊：客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、包裝數量（QTY）、發光強度等級（CAT）、主波長/色調等級（HUE）、正向電壓等級（REF）同批號（LOT No）。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 狀態指示器：非常適合消費電子產品、電器同工業控制面板中嘅開關、符號同光學指示器。
- 背光：由於其薄型設計同寬視角，適合用於手機、鍵盤同發光廣告標誌。
- 通用照明：可以作為室內外應用中傳統指示燈嘅替代品。
- 導光耦合：封裝設計非常適合將光耦合到側光式導光板中，用於面板照明。
8.2 關鍵設計考慮因素
- 限流：外部限流電阻絕對係必需嘅。指數型I-V特性意味著微小嘅電壓變化會導致電流嘅巨大變化，呢個可以瞬間損壞LED（"燒毀"）。電阻值必須根據電源電壓同LED喺所需操作電流下嘅正向電壓來計算。
- 熱管理：雖然功耗低，但適當嘅PCB佈局以散熱非常重要，特別係喺高環境溫度或接近最大電流下操作時。請參考降額曲線。
- ESD保護：雖然額定值為2000V HBM，但喺處理同組裝期間應遵守標準嘅ESD預防措施。
9. 技術比較同區分
與傳統通孔LED相比，呢款3014 SMD LED具有顯著優勢：
- 尺寸同密度：緊湊嘅3.0x1.4mm佔位面積允許PCB上更高嘅貼裝密度。
- 組裝成本：實現全自動貼片同回流焊接，與手動插入相比，減少組裝時間同成本。
- 性能：由於自動化製造同分級，通常提供更高嘅發光效率同更一致嘅光學特性。
- 可靠性：固態結構同表面貼裝設計通常帶來更高嘅抗衝擊同抗振動能力。
喺SMD LED系列中，3014封裝喺光輸出、尺寸同成本之間取得平衡，定位介於0402/0603等較小封裝（輸出較低）同2835/5050等較大封裝（輸出較高）之間。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：對於5V電源，我需要幾大嘅電阻值？
答：使用歐姆定律：R = （Vsupply - Vf） / If。假設典型Vf為3.0V，所需If為20mA：R = （5V - 3.0V） / 0.020A = 100 歐姆。為穩健設計，始終使用規格書中嘅最大Vf（3.6V）以確保電流唔超過極限：R_min = （5V - 3.6V） / 0.030A ≈ 47 歐姆。通常使用68-100歐姆之間嘅值。
問：我可以用3.3V電源驅動呢款LED嗎？
答：可以，但要小心。正向電壓範圍（2.4V-3.6V）意味著如果某些LED嘅Vf較高，佢哋可能喺3.3V下唔會發光。即使發光，如果冇驅動電路，電流調節也會很差。對於3.3V操作，建議使用恆流驅動器或非常低值嘅電阻。
問：我應該點樣理解發光強度等級代碼BB同CA？
答：等級BB包含亮度較低嘅LED（2240-2800 mcd），等級CA包含較亮嘅LED（2800-3550 mcd）。為確保陣列中外觀均勻，應指定並使用來自同一等級代碼嘅LED。
問：規格書提到"略帶綠色點狀樹脂"。呢個會影響光嘅顏色嗎？
答：樹脂嘅黃/綠色調係顏色轉換系統嘅一部分。InGaN晶片發出藍光，激發樹脂內嘅熒光粉產生黃光。兩者結合產生白光。樹脂顏色本身並唔係發出嘅光嘅顏色。
11. 實用設計同使用示例
示例1：多LED狀態指示面板
一個控制面板需要10個均勻嘅白色指示燈。為確保一致性，設計師應該：
1. 指定所有LED來自同一發光強度等級（例如CA）同同一色度等級（例如K5）。
2. 為每個LED使用相同嘅限流電阻，使用最大Vf計算。
3. 佈置PCB，為每個LED焊盤提供相等嘅走線長度同散熱設計，以最小化差異。
示例2：為小型顯示器提供背光
四個LED沿導光板邊緣放置以照亮LCD。關鍵步驟：
1. 選擇LED放置位置同視角（120°適合），以確保均勻耦合到導光板中。
2. 考慮使用恆流LED驅動器IC，而唔係單個電阻，以確保相同亮度並通過PWM實現調光。
3. 使用"最大允許正向電流與溫度"曲線，驗證設備外殼內嘅操作溫度是否需要對正向電流進行降額。
12. 工作原理
呢個係一個固態發光二極管。當施加超過其特性正向電壓（Vf）嘅正向電壓時，電子同空穴喺InGaN半導體材料內復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。晶片嘅主要發射喺藍色光譜。呢個藍光然後撞擊嵌入封裝樹脂中嘅熒光粉顆粒。熒光粉吸收藍光並重新發射更寬光譜嘅光，主要喺黃色區域。人眼將直接藍光同熒光粉轉換嘅黃光嘅混合感知為白色。內置反射器同白色封裝有助於將更多嘅發出光引導出器件頂部，從而提高整體發光強度。
13. 技術趨勢
像3014呢類SMD LED嘅發展遵循幾個清晰嘅行業趨勢：
效率提高：半導體外延同熒光粉技術嘅持續改進不斷提高發光效率（每瓦流明），允許相同封裝尺寸下更亮嘅光或更低嘅功耗。
色彩質量：多熒光粉混合物同晶片設計嘅進步正在提高顯色指數（CRI），並允許更精確地調節白光色溫（CCT）。
小型化同集成：雖然3014仍然流行，但趨勢係朝向更小封裝但具有可比輸出，以及將LED、驅動器同控制電路集成到單一封裝中嘅集成LED模組。
智能照明：更廣泛嘅市場正朝向可尋址同可調（CCT同調光）嘅LED發展，儘管呢個通常需要比呢度描述嘅基本指示LED更複雜嘅封裝。
可靠性同標準化：持續遵守同發展測試、分級同可靠性嘅標準（例如用於流明維持率嘅LM-80），為設計師提供更可預測嘅長期性能數據。
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。 |