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 電氣及光學特性
- 3. 分級系統規格
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級(僅限綠色)
- 4. 機械及包裝資料
- 4.1 外形尺寸
- 4.2 極性識別
- 4.3 包裝規格
- 5. 焊接及組裝指引
- 5.1 儲存條件
- 5.2 引腳成型
- 5.3 焊接工序
- 5.4 清潔
- 6. 驅動電路設計及應用須知
- 6.1 推薦驅動方法
- 6.2 靜電放電(ESD)保護
- 6.3 應用範圍及限制
- 7. 性能曲線及熱考慮
- 7.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
- 7.2 發光強度 vs. 正向電流
- 7.3 發光強度 vs. 環境溫度
- 7.4 光譜分佈
- 8. 技術比較及設計考慮
- 8.1 與表面貼裝器件(SMD)LED比較
- 8.2 關鍵設計考慮
1. 產品概覽
呢份文件提供咗T-1(3mm)直徑通孔LED燈珠嘅完整技術規格。呢款元件專為狀態指示同信號傳遞應用而設計,有紅同綠兩種顏色選擇,配備白色擴散透鏡。其特點係功耗低、效率高,並且符合無鉛同RoHS環保標準。佢採用緊湊、符合業界標準嘅T-1封裝,適合需要可靠視覺回饋嘅各種電子設備。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED燈珠嘅主要優勢包括其喺通孔封裝中經證實嘅可靠性、相對於尺寸而言出色嘅發光強度,以及確保良好可見度嘅寬闊視角。設計上具有靈活性,理論上每種顏色都有多種強度同視角可供選擇。目標市場廣泛,涵蓋通訊設備、電腦周邊、消費電子產品同家用電器,呢啲領域都需要耐用、長壽命嘅指示燈。
2. 技術參數深入分析
透徹理解電氣同光學參數,對於成功設計電路同達到預期性能至關重要。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅應力極限,唔建議喺呢啲極限之外操作。紅綠兩款嘅關鍵額定值相同:最大功耗為78mW,連續直流正向電流(IF)為30mA,脈衝條件下(佔空比≤1/10,脈衝寬度≤10µs)嘅峰值正向電流為120mA。器件可喺-30°C至+85°C嘅環境溫度下工作,儲存溫度為-40°C至+100°C。當喺距離LED本體2.0mm處測量時,引腳可承受260°C嘅焊接溫度,最長5秒。
2.2 電氣及光學特性
呢啲參數喺標準測試條件下測量,即環境溫度25°C,正向電流20mA,呢個係標準工作點。
- 發光強度(Iv):軸向光輸出。兩種顏色嘅典型值都係65毫坎德拉(mcd),最低為38 mcd,最高可達310 mcd,表明分級系統處理緊顯著嘅性能差異。
- 視角(2θ1/2):定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角。呢款燈珠具有非常寬闊嘅120度視角,提供極佳嘅離軸可見度。
- 正向電壓(VF):LED喺20mA電流下嘅壓降。紅綠LED嘅範圍都係2.0V至2.6V。設計師計算串聯電阻值時必須考慮呢個範圍。
- 峰值及主波長:對於紅色LED,峰值發射波長(λP)為660nm,主波長(λd)為638nm。對於綠色LED,λP為565nm,而λd則根據分級,範圍由569nm至574nm不等。
- 譜線半寬度(Δλ):紅色約為20nm,綠色約為15nm,描述咗發射光嘅光譜純度。
- 反向電流(IR):喺5V反向電壓下,最大為100µA。必須注意,呢款器件並非為反向操作而設計;呢個測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統規格
為咗管理半導體製造中嘅自然差異,LED會根據性能分級。咁樣可以確保同一生產批次內嘅一致性。
3.1 發光強度分級
發光強度使用兩個字母代碼(例如BC、DE、FG、HJ)進行分級。紅綠LED嘅分級係分開嘅。例如,分級BC涵蓋38至65 mcd,而分級HJ則涵蓋180至310 mcd。每個分級界限嘅容差為±15%。呢個系統允許設計師根據應用嘅亮度要求選擇合適嘅強度等級。
3.2 主波長分級(僅限綠色)
綠色LED會根據主波長進行額外分級,以確保顏色一致性。分級代號為H06(565-568nm)、H07(568-570nm)、H08(570-572nm)同H09(572-574nm)。每個分級界限嘅容差為±1nm。呢種精確分級對於需要特定色點或多個綠色LED之間顏色匹配嘅應用至關重要。
4. 機械及包裝資料
4.1 外形尺寸
LED符合標準T-1(3mm)徑向引腳封裝。關鍵尺寸包括本體直徑、引腳間距同總長度。引腳間距喺引腳從封裝本體伸出嘅位置測量。除非另有說明,公差通常為±0.25mm。法蘭下方允許最大樹脂凸出為1.0mm。設計師喺創建PCB封裝或面板開孔時,應參考規格書中嘅詳細尺寸圖以獲取準確尺寸。
4.2 極性識別
極性由引腳長度表示。較長嘅引腳係陽極(正極),較短嘅引腳係陰極(負極)。呢個係徑向引腳LED嘅標準慣例。此外,陰極側可能喺LED透鏡嘅塑膠法蘭上有一個平面標記。
4.3 包裝規格
LED以抗靜電袋包裝,每袋500、200或100件。十個呢啲袋放入一個內箱,總共5,000件。最後,八個內箱裝入一個外運輸箱,形成一個標準運輸批次40,000件。請注意,喺一個運輸批次內,只有最後一個包裝可能係非滿裝。
5. 焊接及組裝指引
正確處理對於保持可靠性同防止損壞至關重要。
5.1 儲存條件
對於喺原包裝外嘅長期儲存,環境溫度不應超過30°C或相對濕度70%。從原包裝取出嘅LED應喺三個月內使用。如需延長儲存,應將其存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣吹掃嘅乾燥器中。
5.2 引腳成型
如果需要彎曲引腳,彎曲點必須距離LED透鏡底座至少3mm。唔可以用引線框架嘅底座作為支點。所有成型必須喺室溫下進行,並且喺焊接工序之前完成。喺插入PCB時,使用最小必要嘅壓緊力,以避免對LED本體施加過度嘅機械應力。
5.3 焊接工序
必須保持透鏡底座同焊點之間至少有2mm嘅間隙。透鏡絕對唔可以浸入焊料中。當LED處於高溫時,唔應該對引腳施加任何外部應力。
- 電烙鐵:最高溫度350°C,每支引腳最長時間3秒(僅限一次)。
- 波峰焊:預熱最高100°C,最長60秒。焊波溫度最高260°C,接觸時間最長5秒。浸入位置必須距離環氧樹脂透鏡底座不低於2mm。
- 重要提示:紅外線(IR)回流焊唔適用於呢款通孔LED產品。過高溫度或過長時間會導致透鏡變形或災難性故障。
5.4 清潔
如果焊接後需要清潔,只應使用酒精類溶劑,例如異丙醇(IPA)。
6. 驅動電路設計及應用須知
6.1 推薦驅動方法
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。規格書中標示為電路A嘅示意圖說明咗呢種配置。唔建議嘗試用單個電阻驅動多個並聯LED(電路B),因為每個LED嘅正向電壓(VF)特性稍有差異,會導致電流分配出現顯著差異,從而造成亮度不均。
6.2 靜電放電(ESD)保護
呢啲LED容易受到靜電放電損壞。應喺處理區域實施全面嘅ESD控制程序:
- 人員必須佩戴接地腕帶或抗靜電手套。
- 所有設備、工作站同儲物架必須妥善接地。
- 建議使用離子風機(離子風扇)來中和處理過程中因摩擦而可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。
- 對喺ESD保護區域工作嘅人員進行定期培訓同認證至關重要。
6.3 應用範圍及限制
呢款LED燈珠適用於室內外標誌牌同普通電子設備中嘅一般指示應用。寬闊視角使其成為前面板狀態燈嘅理想選擇。設計師應確保工作點(電流)保持喺絕對最大額定值之內,並考慮環境溫度對光輸出同壽命嘅影響。該器件唔適用於反向偏壓操作或作為照明用途嘅光源。
7. 性能曲線及熱考慮
雖然提供嘅文本中未列出具體曲線數據點,但呢類元件嘅典型規格書包含對設計至關重要嘅圖形表示。
7.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
I-V曲線顯示咗電流同電壓之間嘅指數關係。對於給定電流,紅色LED(波長較高)嘅曲線通常比綠色LED嘅正向電壓稍低,儘管規格書指定兩者範圍相同。呢條曲線對於選擇合適嘅串聯電阻值至關重要,以便喺指定嘅VF範圍同電源電壓變化下達到所需工作電流。
7.2 發光強度 vs. 正向電流
呢條曲線喺相當大嘅範圍內通常係線性嘅。光輸出與正向電流成正比。然而,喺高於推薦嘅連續電流下工作會因熱量增加而降低效率,並可能縮短器件壽命。20mA測試點係比較亮度嘅標準。
7.3 發光強度 vs. 環境溫度
LED光輸出隨著結溫升高而降低。雖然器件可喺-30°C至+85°C下工作,但發光強度喺較低溫度時最高。對於喺高環境溫度或高驅動電流下運行嘅應用,可能需要考慮熱管理(例如用於通過引腳散熱嘅PCB銅面積)以保持穩定嘅光輸出。
7.4 光譜分佈
光譜輸出圖顯示咗跨波長嘅相對強度。佢會喺指定嘅峰值波長(λP- 紅色660nm,綠色565nm)處達到峰值。窄光譜半寬度表明相對純淨嘅顏色發射,呢個係無螢光粉轉換嘅標準指示LED嘅特徵。
8. 技術比較及設計考慮
8.1 與表面貼裝器件(SMD)LED比較
呢款通孔LED嘅主要優勢係其機械穩固性同易於手動組裝及原型製作,使其成為小批量生產、愛好者項目或需要高抗振可靠性應用嘅理想選擇。SMD LED佔用空間更小,更適合自動化、大批量PCB組裝。T-1封裝通常也比類似尺寸嘅SMD同類產品允許更高嘅最大功耗,因為其較長嘅引腳可作為散熱路徑。
8.2 關鍵設計考慮
- 電流限制:務必使用串聯電阻。根據電源電壓(VCC)、LED嘅正向電壓範圍(VF)同所需正向電流(IF)計算其值。使用公式:R = (VCC- VF) / IF。據此選擇合適功率額定值嘅電阻。
- 亮度匹配:對於需要多個外觀相同LED嘅應用,應向製造商指定相同嘅強度同波長分級代碼,以確保視覺一致性。
- 視角:120度視角非常寬闊。如果需要更定向嘅光束,則需要視角更窄嘅透鏡。
- 長期儲存:遵守儲存指引,以防止吸濕,否則可能導致後續焊接時出現爆米花現象(封裝開裂)。
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。 |