目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 主要特性同規格
- 3. 絕對最大額定值
- 4. 電氣及光學特性
- 4.1 光度同視角
- 4.2 色度同正向電壓
- 4.3 測試標準同處理注意事項
- 5. 分級系統說明
- 5.1 正向電壓 (VF) 分級
- 5.2 光度 (IV) 分級
- 6. 性能曲線分析
- 7. 機械及封裝資料
- 7.1 包裝規格
- 8. 焊接及組裝指引
- 8.1 迴流焊接
- 8.2 手動焊接
- 8.3 清潔
- 9. 儲存及處理
- 10. 應用設計須知
- 10.1 驅動電路設計
- 10.2 應用範圍及可靠性免責聲明
- 10.3 應用中嘅靜電保護
- 11. 技術比較及設計考量
- 12. 常見問題 (FAQ)
- 13. 實際應用例子
- 14. 工作原理及技術
- 15. 行業趨勢
1. 產品概覽
呢份文件提供咗一款高亮度白光發光二極管 (LED) 嘅完整技術規格，採用標準表面貼裝器件 (SMD) 封裝。呢個元件專為自動化組裝流程而設計，符合無鉛 (Pb-free) 同 RoHS 環保標準，屬於綠色產品。佢主要應用喺需要可靠、細小指示燈或背光照明嘅一般電子設備。
2. 主要特性同規格
LED 以 12mm 寬嘅載帶包裝，捲喺 7 吋直徑嘅捲盤上，完全兼容現代電子製造中使用嘅高速自動貼片機。佢設計用於承受標準紅外線 (IR) 同氣相迴流焊接製程。封裝符合 EIA (電子工業聯盟) 標準，並具有集成電路 (I.C.) 兼容嘅驅動特性。
呢個特定型號採用黃色透鏡，並使用氮化銦鎵 (InGaN) 半導體材料來產生白光。根據 JEDEC 標準 J-STD-020，呢個器件嘅濕度敏感等級 (MSL) 為 3 級，喺焊接前有特定嘅處理同儲存要求，以防止濕氣造成損壞。
3. 絕對最大額定值
喺呢啲限制以外操作或儲存器件可能會導致永久損壞。
- 功耗 (Pd)：120 mW
- 峰值正向電流 (IF(peak))：100 mA (喺 1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度下)
- 直流正向電流 (IF)：30 mA
- 反向電壓 (VR)：5 V
- 操作溫度範圍 (Topr)：-30°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍 (Tstg)：-40°C 至 +100°C
- 迴流焊接條件：峰值溫度 260°C，最多 10 秒 (無鉛製程)。
重要注意：喺應用電路中對 LED 施加反向偏壓可能會導致元件即時失效或性能下降。
4. 電氣及光學特性
除非另有說明，所有參數均喺環境溫度 (Ta) 為 25°C 同標準測試電流 (IF) 為 20 mA 下指定。
4.1 光度同視角
光度 (IV) 保證喺 1800 mcd (毫坎德拉) 至 2500 mcd 之間，並提供典型值。光度係使用近似明視覺 (CIE) 人眼反應曲線嘅傳感器同濾光片組合進行測量。器件具有 110 度嘅寬視角 (2θ1/2)，定義為光度下降到其軸向峰值一半時嘅全角。
4.2 色度同正向電壓
白光顏色由佢喺 CIE 1931 (x, y) 圖上嘅色度坐標定義。典型坐標係 x=0.295 同 y=0.285。產品保證中對呢啲坐標應用 ±0.01 嘅公差。正向電壓 (VF) 典型值為 3.2V，但喺 20 mA 驅動下，範圍可以係 2.9V 至 3.6V。呢種變化通過分級系統進行管理。
4.3 測試標準同處理注意事項
色度同光度根據 CAS140B 標準進行測試。規格書強烈強調靜電放電 (ESD) 敏感性。靜電或電源浪湧可能會對 LED 造成無法修復嘅損壞。建議喺處理期間使用接地手帶或防靜電手套，並確保所有工作站、工具同設備都正確接地。
5. 分級系統說明
為確保應用中嘅一致性，LED 會根據關鍵電氣同光學參數進行分級。咁樣可以讓設計師選擇特性嚴格受控嘅元件。
5.1 正向電壓 (VF) 分級
LED 根據佢哋喺 20 mA 下嘅正向電壓分為唔同等級 (V0 至 V6)。每個等級涵蓋 0.1V 嘅範圍，從最低 2.9V (V0) 到最高 3.6V (V6)。每個等級內應用 ±0.10V 嘅公差。
5.2 光度 (IV) 分級
LED 亦會根據光度進行分級 (S9 至 S15)。每個等級代表 100 mcd 嘅範圍，從 1800-1900 mcd (S9) 到 2400-2500 mcd (S15)。每個指定等級內嘅光度適用 ±10% 嘅公差。
6. 性能曲線分析
規格書參考咗典型性能曲線，說明咗各種參數之間嘅關係。雖然具體圖表無喺文字中複製，但通常包括：
- 相對光度 vs. 正向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常以非線性方式，最終飽和。
- 相對光度 vs. 環境溫度：顯示當 LED 結溫升高時，光輸出會下降。
- 正向電壓 vs. 正向電流：描繪二極管嘅 I-V 特性曲線。
- 視角圖案：顯示光強度空間分佈嘅極坐標圖。
呢啲曲線對於理解器件喺唔同操作條件下嘅行為，以及進行有效嘅熱同電氣設計至關重要。
7. 機械及封裝資料
LED 採用標準 SMD 封裝。提供咗元件本身、用於自動處理嘅載帶同 7 吋捲盤嘅詳細尺寸圖。所有尺寸均以毫米為單位指定，除非另有說明，標準公差為 ±0.1mm。載帶同捲盤包裝符合 EIA-481-1-B 規格。
7.1 包裝規格
- 捲盤尺寸：直徑 7 吋。
- 每捲數量：2000 件。
- 剩餘數量最低訂購量 (MOQ)：500 件。
- 載帶：元件裝喺 12mm 寬嘅凸起載帶內，並用頂部蓋帶密封。
8. 焊接及組裝指引
8.1 迴流焊接
呢個元件適用於無鉛迴流焊接，峰值溫度為 260°C，最多 10 秒。參考咗根據 J-STD-020D 嘅推薦迴流溫度曲線，其中包括預熱階段。規格書亦提供咗印刷電路板 (PCB) 上推薦嘅焊盤佈局尺寸，以確保喺紅外線或氣相迴流期間形成可靠嘅焊點。
8.2 手動焊接
如果需要手動焊接，應使用烙鐵頭溫度唔超過 300°C 嘅烙鐵，每個焊點嘅焊接接觸時間限制喺最多 3 秒。呢個操作只應進行一次，以防止對封裝造成熱損壞。
8.3 清潔
如果需要焊後清潔，只應使用指定嘅溶劑。LED 可以喺室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。禁止使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞 LED 封裝材料。
9. 儲存及處理
由於其 MSL 3 等級，需要嚴格控制濕度：
- 密封袋：儲存喺 ≤30°C 同 ≤90% 相對濕度 (RH) 下。當儲存喺帶有乾燥劑嘅原始防潮袋中時，保質期為從日期代碼起計一年。
- 已開封袋：開封後，儲存喺 ≤30°C 同 ≤60% RH 下。元件必須喺暴露喺車間環境後 168 小時 (7 日) 內焊接。如果濕度指示卡變為粉紅色 (表示 >10% RH) 或超過 168 小時窗口，則 LED 必須喺使用前以 60°C 烘烤至少 48 小時。任何剩餘元件應重新用乾燥劑密封。
10. 應用設計須知
10.1 驅動電路設計
LED 係電流驅動器件。為確保並聯驅動多個 LED 時亮度均勻，強烈建議每個 LED 串聯一個獨立嘅限流電阻。唔建議使用將多個 LED 直接並聯並共用一個電阻嘅替代方法 (規格書中嘅電路 B)。如果並聯配置中無獨立電阻，唔同 LED 之間正向電壓 (VF) 特性嘅差異會導致電流分佈不均，從而導致亮度顯著差異，以及 VF.
最低嘅 LED 可能因過流而失效。
10.2 應用範圍及可靠性免責聲明
LED 旨在用於普通電子設備，例如辦公自動化設備、通訊設備同家用電器。對於需要極高可靠性、失效可能危及生命或健康嘅應用——例如航空、交通運輸、醫療生命支持系統或安全裝置——喺設計採用前需要與製造商進行具體諮詢同資格認證。
10.3 應用中嘅靜電保護
處理期間提到嘅 ESD 敏感性亦適用於應用電路。如果 LED 連接喺最終使用環境中可能暴露於潛在靜電放電或電壓浪湧，設計師應考慮喺 PCB 上實施保護措施，例如瞬態電壓抑制 (TVS) 二極管或電阻。
11. 技術比較及設計考量
與舊式通孔 LED 技術相比，呢款 SMD 元件喺製造速度、節省電路板空間同可靠性方面具有顯著優勢，因為佢消除咗手動插入同波峰焊接。110 度嘅寬視角使其適合需要廣泛照明或多角度可見性嘅應用，而有別於用於聚焦光束嘅窄角 LED。用於白光嘅 InGaN 技術通常提供良好嘅效率同壽命。關鍵設計考量包括管理正向電流以保持喺絕對最大額定值內、設計驅動電路時考慮正向電壓分級，以及喺 PCB 上實施適當嘅熱管理以保持低結溫，從而維持光輸出同長期可靠性。
12. 常見問題 (FAQ)
問：我可以直接用 5V 或 3.3V 邏輯電源驅動呢個 LED 嗎？F答：唔可以。你必須使用串聯限流電阻。例如，使用 3.3V 電源，典型 VF為 3.2V (20mA 下)，所需電阻為 (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 歐姆。請始終根據你選擇等級中嘅最小 V
進行計算，以確保電流唔超過最大額定值。
問：點解光度以一個範圍 (1800-2500 mcd) 給出？
答：呢個係總生產分佈範圍。為咗你產品中亮度一致，你應該指定並購買來自單一光度等級 (例如，S12: 2100-2200 mcd) 嘅 LED。
問：MSL 3對我嘅生產流程意味住乜嘢？
答：意味住元件喺密封袋開封後，可以喺車間環境中暴露最多 168 小時 (7 日)，然後就必須焊接。如果超過呢個時間，佢哋需要進行烘烤製程，以去除吸收嘅濕氣，呢啲濕氣可能會喺迴流焊接期間導致爆米花現象 (封裝開裂)。
問：需要散熱器嗎？
答：對於以最大直流電流 (30mA) 連續運行或喺高環境溫度下，需要謹慎嘅熱設計。雖然對於低佔空比指示燈用途可能唔需要專用散熱器，但確保 LED 嘅散熱焊盤與 PCB 上嘅銅泊有良好連接，將有助於散熱同維持性能。
13. 實際應用例子
- 場景：設計一個有 10 個均勻亮度白光 LED 嘅狀態指示燈面板。電路設計：F使用恆流 LED 驅動器 IC 或帶有每個 LED 獨立串聯電阻嘅穩壓器。假設使用 5V 電源，目標為每個 LED 20mA，從 V3 等級 (V= 3.2-3.3V) 中選擇 LED。電阻值為 R = (5V - 3.25Vmax
- ) / 0.02A ≈ 87.5 歐姆。使用標準 91 歐姆或 100 歐姆電阻，並重新計算實際電流。元件選擇：
- 指定所有 10 個 LED 來自相同光度等級 (例如 S12) 同相同正向電壓等級 (例如 V3)，以確保視覺一致性。PCB 佈局：
- 遵循規格書中推薦嘅焊盤尺寸。將散熱焊盤 (如有) 連接到接地銅區域以幫助散熱。製造：
- 為 12mm 載帶供料器編程貼片機。使用參考嘅無鉛迴流溫度曲線，峰值為 260°C。處理：
將捲盤保持喺密封袋中，直到準備生產。一旦開封，喺 168 小時車間壽命內完成所有 10 塊電路板嘅組裝。
14. 工作原理及技術
呢款 LED 使用氮化銦鎵 (InGaN) 半導體芯片產生白光，該芯片發射光譜中嘅藍光。然後，呢啲藍光部分被封裝內部嘅熒光粉塗層轉換為更長嘅波長 (黃色、紅色)。剩餘藍光同熒光粉轉換光混合，產生白光嘅感知。呢種方法稱為熒光粉轉換白光 LED 技術，常用於實現高效率同良好顯色性。寬視角係封裝透鏡設計嘅結果，該設計擴散同分佈從芯片同熒光粉發出嘅光。
15. 行業趨勢
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。 |