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 電氣同光學特性
- 3. 分級系統規格
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝資料
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 引腳成型同處理
- 6.2 焊接過程
- 6.3 儲存同清潔
- 7. 包裝同訂購資料
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 電路設計考慮
- 8.3 關鍵應用注意事項
- 9. 靜電放電(ESD)同處理預防措施
- 10. 技術比較同區分
- 11. 常見問題解答(FAQs)
- 11.1 我可以唔用串聯電阻驅動呢款LED嗎?
- 11.2 點解發光強度有個範圍(680-1900 mcd)?
- 11.3 峰值波長同主波長有咩分別?
- 12. 設計同使用案例分析
- 13. 工作原理介紹
- 14. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高性能綠色發光二極管(LED)嘅規格,佢採用標準T-1(3mm)插腳式封裝。呢款器件專為需要高亮度、低功耗同可靠性能嘅通用指示燈同照明應用而設計。佢嘅核心優勢包括符合RoHS標準、高發光效率,以及兼容低電流驅動電路,令佢適用於各種消費電子產品、工業控制同面板指示器。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
器件嘅操作極限定義喺環境溫度(TA)為25°C嘅情況下。最大連續正向電流係30 mA,喺脈衝條件下(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)容許嘅峰值正向電流為100 mA。最大功耗係108 mW。操作溫度範圍係由-30°C至+80°C,儲存溫度範圍係由-40°C至+100°C。至於焊接方面,當測量點距離LED本體1.6mm時,引腳可以承受260°C最多5秒。
2.2 電氣同光學特性
關鍵性能參數喺TA=25°C同正向電流(IF)為20 mA嘅條件下測量。發光強度(IV)範圍由最低680 mcd到典型值1900 mcd。視角(2θ1/2)典型值為40度。器件發出綠光,峰值發射波長(λP)為523 nm,主波長(λd)範圍由520 nm至538 nm。正向電壓(VF)介乎2.7V至3.8V之間,典型值為3.3V。反向電流(IR)喺反向電壓(VR)為5V時最大為10 μA。必須注意,呢款器件並非設計用於反向偏壓下操作;VR條件僅用於IR測試。
3. 分級系統規格
LED會根據發光強度同主波長進行分級,以確保應用中顏色同亮度嘅一致性。
3.1 發光強度分級
單位為毫坎德拉(mcd),測試條件為20 mA。定義咗兩個主要級別:NP級(680 mcd至1150 mcd)同QR級(1150 mcd至1900 mcd)。每個級別界限有±15%嘅容差。
3.2 主波長分級
單位為納米(nm),測試條件為20 mA。定義咗五個級別:G10(520.0-523.0 nm)、G11(523.0-527.0 nm)、G12(527.0-531.0 nm)、G13(531.0-535.0 nm)同G14(535.0-538.0 nm)。每個級別界限有±1 nm嘅容差。
4. 性能曲線分析
雖然文本摘錄冇提供具體圖形數據,但呢類LED嘅典型性能曲線會包括正向電流(IF)同正向電壓(VF)之間嘅關係,顯示二極管嘅指數特性。另一條關鍵曲線會繪出發光強度(IV)對正向電流(IF)嘅關係,展示操作範圍內近乎線性嘅關係。環境溫度對發光強度嘅影響亦都好重要,通常顯示輸出會隨溫度升高而下降。光譜分佈曲線會以523 nm峰值為中心,典型半寬度(Δλ)為35 nm,定義咗綠色嘅純度。
5. 機械同封裝資料
器件採用流行嘅T-1(直徑3mm)插腳式封裝,配備白色擴散透鏡。關鍵尺寸註記包括:所有尺寸單位為毫米,除非另有說明,一般容差為±0.25mm。凸緣下方樹脂嘅最大突出量為1.0mm。引腳間距喺引腳從封裝本體伸出嘅位置測量。相比透明透鏡,擴散透鏡有助於實現更寬闊同更均勻嘅視角。
6. 焊接同組裝指引
6.1 引腳成型同處理
引腳成型必須喺正常室溫下進行,並且要喺焊接過程之前完成。彎曲位置應距離LED透鏡底座至少1.6mm。彎曲時唔可以用引線框架嘅底座作為支點,以避免應力傳遞到內部晶片同焊線。喺PCB組裝期間,應使用最小嘅夾緊力。
6.2 焊接過程
必須保持透鏡底座同焊點之間至少有1.6mm嘅間隙。避免將透鏡浸入焊料中,以防止環氧樹脂爬升,導致焊接問題。焊接後亦禁止糾正LED位置。推薦條件如下:
- 電烙鐵:溫度最高400°C,時間最多3秒(僅限一次)。
- 波峰焊:預熱最高120°C,最多60秒;焊波溫度最高260°C,最多5秒。
6.3 儲存同清潔
如果喺原包裝外儲存,建議三個月內使用。如需長期儲存,請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。如果需要清潔,請使用酒精類溶劑,例如異丙醇。
7. 包裝同訂購資料
標準包裝流程係:每個防靜電包裝袋裝1,000件。十個袋裝入一個內箱,每個內箱總共10,000件。八個內箱裝入一個外運紙箱,每個外箱總共80,000件。每個包裝袋上都會標示發光強度分級代碼,以便追溯。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款LED適用於普通電子設備,包括辦公自動化設備、通訊設備同家用電器。佢嘅高亮度令佢適合用作狀態指示燈、面板同開關嘅背光,以及需要清晰綠色信號嘅裝飾照明。
8.2 電路設計考慮
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串聯一個限流電阻(電路模型A)。並聯驅動多個LED而唔使用獨立電阻(電路模型B),會由於各個器件正向電壓(VF)嘅差異而導致顯著嘅亮度差異。串聯電阻值可以用歐姆定律計算:R = (V電源- VF) / IF,其中IF係所需驅動電流(例如20mA)。
8.3 關鍵應用注意事項
喺需要極高可靠性嘅應用中使用呢款LED之前,請諮詢供應商,特別係故障可能危及生命或健康嘅情況(例如航空、醫療系統、安全裝置)。
9. 靜電放電(ESD)同處理預防措施
LED對靜電放電同電壓浪湧敏感。建議處理時使用腕帶或防靜電手套。所有設備,包括電烙鐵同工作台,必須妥善接地。避免對引腳施加任何機械應力,特別係器件喺焊接期間受熱時。
10. 技術比較同區分
呢款器件喺同類產品中嘅主要區別在於,佢喺標準T-1封裝中提供高發光強度範圍(高達1900 mcd),以常見外形尺寸提供顯著亮度。採用InGaN(氮化銦鎵)技術實現高效綠光發射。為強度同波長定義嘅分級結構,讓設計師可以為需要嚴格顏色同亮度匹配嘅應用選擇部件,減少生產後校準嘅需要。
11. 常見問題解答(FAQs)
11.1 我可以唔用串聯電阻驅動呢款LED嗎?
唔可以。唔建議直接從電壓源驅動LED,因為佢係電流驅動器件。正向電壓嘅微小變化會導致電流大幅改變,可能超出最大額定值並損壞LED。串聯電阻對於穩定同安全操作至關重要。
11.2 點解發光強度有個範圍(680-1900 mcd)?
呢個範圍代表分級結構。由於製造過程存在差異,LED喺生產後會根據測量性能進行分類(分級)。規格書指明可用級別(NP同QR)嘅最小同最大界限。設計師喺為特定亮度水平設計時,應考慮級別內±15%嘅容差。
11.3 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(呢款LED為523 nm)。主波長(λd)係從CIE色度圖推導出來,代表單色光嘅單一波長,當與指定嘅白色參考光混合時,可以匹配LED嘅顏色。佢係感知顏色。主波長範圍係520-538 nm。
12. 設計同使用案例分析
場景:為需要10個均勻亮度綠色LED嘅工業設備設計一個多指示器狀態面板。設計步驟:1. 為確保一致性,從相同發光強度級別(例如QR)同窄主波長級別(例如G11)中選擇LED。 2. 電源為5V直流。 3. 使用典型VF值3.3V同目標IF值20 mA,計算串聯電阻:R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85歐姆。可以使用標準82歐姆或100歐姆電阻,稍微調整電流。 4. 實施電路模型A,每個LED使用一個電阻。 5. 喺PCB佈局期間,確保LED本體同焊盤之間有推薦嘅1.6mm間隙。 6. 嚴格遵循波峰焊設定檔。呢個方法確保可靠操作同外觀均勻。
13. 工作原理介紹
發光二極管(LED)係一種半導體p-n結二極管。當施加正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入結區域。當呢啲電荷載子復合時,能量以光子(光)嘅形式釋放。發出光嘅顏色(波長)由半導體材料嘅能帶隙決定。呢款特定LED使用InGaN(氮化銦鎵)化合物半導體,其能帶隙經過設計,對應於綠光發射。
14. 技術趨勢
LED行業喺效率(每瓦流明)方面持續進步,允許喺更低功耗下實現更高亮度。為咗滿足全綵顯示屏同建築照明等對一致性要求極高嘅應用需求,顏色同光通量嘅分級容差有收緊嘅趨勢。雖然T-1呢類插腳式封裝喺原型製作、業餘愛好者使用同某些工業應用中仍然流行,但表面貼裝器件(SMD)封裝由於體積更細小且適合自動化組裝,主導咗大批量生產。用於綠光同藍光LED嘅底層InGaN技術已經成熟,但喺效率同可靠性方面仍持續有漸進式改進。
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。 |