目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數同客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性(典型值,Ts=25°C,IF=40mA)
- 3. 分級系統解說
- 3.1 型號編號規則
- 3.2 相關色溫(CCT)分級
- 3.3 光通量分級
- 3.4 正向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
- 4.2 相對光通量 vs. 正向電流
- 4.3 光譜功率分佈
- 4.4 相對光通量 vs. 結溫
- 4.5 空間輻射圖案(視角)
- 5. 機械同包裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊盤佈局同鋼網設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接溫度曲線
- 6.2 濕度敏感性同烘烤
- 6.3 儲存條件
- 7. 應用建議同設計考慮
- 7.1 典型應用場景
- 7.2 驅動器設計
- 7.3 熱管理
- 8. 技術比較同區分
- 9. 常見問題(基於技術參數)
- 10. 實用設計同使用案例
- 11. 工作原理
- 12. 技術趨勢
1. 產品概覽
T3B系列係一個採用3014封裝尺寸嘅表面貼裝器件(SMD)LED家族。呢個系列嘅主要特點係喺單一封裝內集成咗兩個串聯連接嘅LED晶片。呢種設計係為咗滿足需要比一般單晶片LED更高正向電壓嘅應用,同時保持緊湊嘅外形尺寸。主要應用包括背光模組、指示燈,以及空間有限同需要特定電壓兼容性嘅一般照明。
雙晶片串聯配置嘅核心優勢係提高咗正向電壓(Vf)。喺40mA電流下,標稱工作電壓為6.3V,咁樣可以簡化已經提供6-7V電壓範圍嘅系統嘅驅動器設計,有可能唔使額外嘅降壓電路。3014封裝(3.0mm x 1.4mm x 0.8mm)喺光輸出同電路板空間利用之間提供咗良好嘅平衡。
2. 技術參數同客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
器件嘅操作限制係喺焊點溫度(Ts)維持喺25°C嘅條件下定義嘅。超過呢啲額定值可能會導致永久損壞。
- 正向電流(IF):60 mA(連續)
- 正向脈衝電流(IFP):80 mA(脈衝寬度 ≤ 10ms,佔空比 ≤ 1/10)
- 功耗(PD):408 mW
- 工作溫度(Topr):-40°C 至 +80°C
- 儲存溫度(Tstg):-40°C 至 +100°C
- 結溫(Tj):125°C
- 焊接溫度(Tsld):回流焊接溫度為230°C或260°C,最長10秒。
2.2 電光特性(典型值,Ts=25°C,IF=40mA)
呢啲參數定義咗正常操作條件下嘅預期性能。
- 正向電壓(VF):6.3 V(典型值),6.8 V(最大值)。兩個晶片串聯導致呢個較高嘅Vf。
- 反向電壓(VR):5 V
- 反向電流(IR):10 µA(最大值)
- 視角(2θ1/2):120°。呢個寬光束角度係冇二次透鏡嘅3014封裝嘅典型特徵。
3. 分級系統解說
產品根據幾個關鍵參數進行分類,以確保一致性並滿足設計要求。訂貨代碼遵循特定結構來選擇呢啲級別。
3.1 型號編號規則
命名慣例係:T [封裝代碼] [晶片數量代碼] [透鏡代碼] [內部代碼] - [光通量代碼] [相關色溫代碼]。例如,T3B002LWA解碼為:T系列,3014封裝(3B),雙晶片(2),冇透鏡(00),內部代碼2,特定光通量級別,冷白光(W)。
3.2 相關色溫(CCT)分級
白光LED根據CIE 1931色度圖上橢圓定義嘅特定色度區域進行分級。標準訂貨級別包括:
- 27M5:2725K ± 145K
- 30M5:3045K ± 175K
- 40M5:3985K ± 275K
- 50M5:5028K ± 283K
- 57M5:5665K ± 355K
- 65M5:6530K ± 510K
M5同M7後綴指嘅係麥克亞當橢圓步數(5步或7步),表示顏色一致性嘅公差。步數越細,顏色控制越嚴格。
3.3 光通量分級
光通量係以40mA下嘅最小值指定。典型值同最大值可能會更高。分級會結合CCT同顯色指數(CRI)。
- 暖白光(2700-3700K),CRI 70:最小 28 lm
- 中性白光(3700-5000K),CRI 70:最小 30 lm
- 冷白光(5000-7000K),CRI 70:最小 32 lm
- 暖白光,CRI 80+:最小 26 lm
- 中性白光,CRI 80+:最小 28 lm
- 冷白光,CRI 80+:最小 30 lm
3.4 正向電壓分級
標準電壓級別係6.0V至6.5V。典型值係6.3V。呢個分級有助於設計具有適當電壓餘量嘅恆流驅動器。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
雙晶片LED嘅I-V曲線會顯示開啟電壓大約係單晶片嘅兩倍。曲線最初係指數式嘅,喺開啟點以上變得更線性。設計師必須確保驅動器能夠提供所需電壓,特別係喺低溫下Vf會增加嘅情況。
4.2 相對光通量 vs. 正向電流
光輸出隨電流增加而增加,但唔係線性嘅。效率通常喺某個電流下達到峰值,然後由於熱效應增加同效率下降而降低。喺建議嘅40mA下操作可確保最佳效率同使用壽命。
4.3 光譜功率分佈
白光係由藍光LED晶片激發熒光粉層產生嘅。光譜曲線顯示來自晶片嘅主要藍色峰值,同來自熒光粉嘅更寬嘅黃色/紅色發射。熒光粉發射嘅比例同寬度決定咗CCT同CRI。冷白光LED有更突出嘅藍色峰值,而暖白光LED有更強嘅長波長熒光粉發射。
4.4 相對光通量 vs. 結溫
LED光輸出隨結溫(Tj)升高而降低。呢個特性對於熱管理設計至關重要。需要有效嘅散熱以盡可能保持低Tj,確保穩定嘅光輸出同長壽命。
4.5 空間輻射圖案(視角)
120度視角表示光強度為峰值強度(0度軸)一半時嘅角度寬度。3014封裝嘅輻射圖案通常係朗伯或接近朗伯分佈,提供均勻、寬廣嘅照明,適合面板照明。
5. 機械同包裝資訊
5.1 封裝尺寸
3014封裝尺寸為3.0mm(長)± 0.1mm x 1.4mm(寬)± 0.1mm x 0.8mm(高)± 0.1mm。透鏡通常係矽膠基。
5.2 焊盤佈局同鋼網設計
建議嘅焊盤佈局包括兩個陽極焊盤同兩個陰極焊盤。焊盤設計對於正確嘅回流焊接、機械穩定性同熱傳導至關重要。提供嘅鋼網圖案確保沉積正確體積嘅焊膏,以形成可靠嘅焊點。焊盤尺寸公差為:一位小數值±0.1mm,兩位小數值±0.05mm。
5.3 極性識別
LED嘅陰極側通常有標記,例如基板上嘅綠色色調或封裝上嘅凹口/倒角。組裝時必須注意正確極性,以防止反向偏壓損壞。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
該元件適用於無鉛回流焊接。兩種溫度曲線均可接受:峰值溫度230°C或260°C,喺峰值溫度下,液相線以上(通常約217°C)嘅時間控制喺最長10秒。應遵循標準嘅升溫、保溫、回流同冷卻曲線,以最小化熱應力。
6.2 濕度敏感性同烘烤
3014封裝具有濕度敏感性(MSL)。如果原裝真空密封袋被打開,並且LED暴露喺環境濕度下(由濕度指示卡變粉紅色顯示),則必須喺回流焊接前進行烘烤,以防止焊接期間發生爆米花損壞。
- 烘烤條件:60°C,24小時。
- 烘烤後:LED應喺1小時內焊接,或儲存喺乾燥櫃中(相對濕度<20%)。
- 唔好喺超過60°C嘅溫度下烘烤。
6.3 儲存條件
- 未開封袋:溫度5-30°C,濕度<85%。
- 開封後:溫度5-30°C,濕度<60%。長期儲存,請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣櫃。
- 車間壽命:建議喺工廠車間條件下(相對濕度<60%)打開防潮袋後12小時內使用元件。
7. 應用建議同設計考慮
7.1 典型應用場景
- LCD背光:適用於電視、顯示器同標牌,較高嘅Vf可以匹配驅動器輸出。
- 一般裝飾照明:燈帶、模組同重點照明。
- 指示燈:適用於需要明亮、可靠狀態指示嘅電器同工業設備。
7.2 驅動器設計
使用額定為所需電流(例如40mA)嘅恆流驅動器,其電壓適應範圍要能容納LED串嘅最大Vf,包括公差同溫度影響。對於多個LED,根據驅動器能力同所需冗餘,將佢哋串聯、並聯或串並聯配置。
7.3 熱管理
雖然功率只有0.25W,但PCB上有效嘅熱管理對於保持低結溫至關重要。使用喺LED熱焊盤(如有)下方帶有熱通孔嘅PCB,並連接到銅澆注或內部接地層以散熱。咁樣可以最大化光輸出穩定性同操作壽命。
8. 技術比較同區分
同標準3014單晶片LED(通常Vf ~3.0-3.4V)相比,T3B雙晶片系列提供一個關鍵區分點:更高嘅正向電壓。根據系統架構,呢個可以係一個優勢或要求。
- 優勢:簡化具有6V/12V電源軌嘅系統設計,減少或消除降壓轉換器。對於給定嘅驅動器電壓,允許更長嘅串聯串。
- 考慮事項:需要具有更高電壓能力嘅驅動器。由於相同電流下Vf較高,每個封裝嘅功耗略高,需要注意熱設計。
- 同具有相似功率嘅5730或5050封裝相比,3014提供更細嘅佔位面積,但可能具有唔同嘅熱同光學特性。
9. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以連續以60mA驅動呢個LED嗎?
答:雖然絕對最大額定值係60mA,但建議嘅工作電流係40mA。以60mA操作會顯著增加結溫,降低效率(流明/瓦),並可能縮短LED嘅使用壽命。只有喺實施咗強勁嘅熱管理並且可接受縮短嘅壽命時,先應考慮咁做。
問:27M5同30M5 CCT級別有咩唔同?
答:27M5目標係約2725K嘅較暖白光,而30M5係約3045K,仍然係暖色但橙/紅色調稍少。M5表示兩者都按照5步麥克亞當橢圓進行分揀,意味住每個級別內顏色一致性非常好。
問:點解需要烘烤?如果跳過會點?
答:塑膠封裝會吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中,呢啲被困住嘅濕氣迅速變成蒸汽,產生內部壓力,可能導致封裝分層、晶片破裂或焊線斷裂,引致即時或潛在故障(爆米花效應)。
問:點樣解讀光通量最小值?
答:當你訂購特定光通量級別(例如,中性白光最小30 lm)時,保證所有LED喺測試條件下都會達到或超過該值。實際發貨嘅部件可能具有更高輸出,但佢哋將始終喺指定嘅CCT色度橢圓範圍內。
10. 實用設計同使用案例
案例:設計用於櫥櫃照明嘅12V LED模組
設計師需要創建一個纖薄、明亮嘅模組,直接由12V直流適配器供電。使用標準3V LED需要4個串聯,留俾恆流驅動器嘅電壓餘量好少,特別係喺低溫下。使用Vf約6.3V嘅T3B雙晶片LED,可以將兩個LED串聯連接。呢個2S配置嘅標稱Vf為12.6V,當使用具有低壓差嘅簡單線性或開關恆流驅動器時,與12V電源匹配良好。相比4串較細LED,呢種方法簡化咗電路,減少咗元件數量,並且更符合機械限制。
11. 工作原理
LED係一種半導體二極管。當施加超過其帶隙能量嘅正向電壓時,電子同空穴喺有源區複合,以光子(光)嘅形式釋放能量。喺白光LED中,發藍光嘅氮化銦鎵(InGaN)晶片塗有摻鈰釔鋁石榴石(YAG:Ce)熒光粉。一部分藍光被熒光粉吸收並重新發射為黃光。剩餘藍光同轉換後黃光嘅混合被人眼感知為白光。相關色溫通過修改熒光粉成分同濃度來調整。雙晶片設計只係將兩個咁樣嘅半導體結構電氣上串聯喺一個封裝內。
12. 技術趨勢
SMD LED嘅總體趨勢係朝向更高效率(每瓦更多流明)、改進顯色性(更高CRI同R9值)、更好顏色一致性(更嚴格嘅分級,例如3步或2步麥克亞當橢圓)同更高可靠性。同時亦推動緊小型化,同時保持或增加光輸出。喺3014或2835等標準封裝中使用雙晶片或多晶片設計,係一種提供特定應用電氣特性(如更高Vf)而唔改變外部機械尺寸嘅方法,為設計師提供更多靈活性。此外,熒光粉技術同晶片設計嘅進步繼續推動所有CCT範圍內效能同顏色質量嘅界限。
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。 |