目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 特點
- 1.2 應用
- 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
- 4. 機械及包裝資料
- 4.1 外形尺寸
- 4.2 包裝規格
- 5. 焊接及組裝指引
- 5.1 儲存
- 5.2 清潔
- 5.3 引腳成型
- 5.4 焊接製程
- 6. 應用及設計建議
- 6.1 驅動方法
- 6.2 ESD (靜電放電) 保護
- 6.3 應用適用性
- 7. 性能曲線及典型特性
- 8. 技術比較及設計考量
- 8.1 主要區別
- 8.2 設計檢查清單
- 9. 常見問題 (FAQs)
- 9.1 我可以唔用限流電阻驅動呢款 LED 嗎?
- 9.2 峰值波長同主波長有咩區別?
- 9.3 點解發光強度分級界限有 15% 嘅公差?
- 9.4 我可以對呢款 LED 使用紅外回流焊嗎?
- 10. 實際應用示例
- 10.1 狀態指示燈面板
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款通孔式LED燈珠嘅規格。呢啲LED採用3.1mm直徑封裝,配備水清透鏡,並使用AlInGaP技術製造以產生黃色光。佢哋設計用於靈活安裝喺印刷電路板或面板上,適合多個行業嘅各種狀態指示應用。
1.1 特點
- 無鹵素產品 (Cl<900ppm, Br<900ppm; Cl+Br<1500ppm)。
- 高發光強度輸出。
- 低功耗。
- 高效率。
- 可靈活安裝喺印刷電路板或面板上。
- 兼容集成電路 / 低電流要求。
- 3.1 mm 直徑封裝。
- AlInGaP 黃色燈珠及水清透鏡。
1.2 應用
- 通訊設備
- 電腦周邊設備
- 消費電子產品
- 家用電器
- 工業設備
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
器件絕對唔可以喺超出呢啲限制嘅情況下操作,否則可能會造成永久損壞。所有額定值均喺環境溫度 (TA) 為 25°C 時指定。
- 功耗:75 mW
- 峰值正向電流:60 mA (1/10 佔空比,0.1ms 脈衝寬度)
- 直流正向電流:30 mA
- 電流降額:從 50°C 開始線性降額,每°C 0.4 mA
- 工作溫度範圍:-40°C 至 +100°C
- 儲存溫度範圍:-55°C 至 +100°C
- 引腳焊接溫度:最高 260°C,最長 5 秒,測量點距離 LED 主體 2.0mm。
2.2 電氣及光學特性
以下係喺 TA=25°C 同正向電流 (IF) 為 20mA 下測量嘅典型性能參數,除非另有說明。
- 發光強度 (Iv):最小 140 mcd,典型 320 mcd,最大 1150 mcd。分級代碼標示喺每個包裝袋上。保證值包含 ±15% 嘅測試公差。
- 視角 (2θ1/2):45 度。呢個係發光強度降至軸向(中心)強度一半時嘅全角。
- 峰值發射波長 (λP):591 nm (典型值)。
- 主波長 (λd):範圍由 582 nm 至 596 nm,視乎具體分級 (參閱第 4 節)。
- 譜線半寬度 (Δλ):15 nm (典型值)。
- 正向電壓 (VF):喺 IF=20mA 時典型值為 2.4V,最小值為 2.05V。
- 反向電流 (IR):喺反向電壓 (VR) 為 5V 時,最大值為 100 µA。重要提示:呢款器件並非設計用於反向操作;呢個測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統規格
LED 會根據發光強度同主波長進行分級,以確保應用中嘅一致性。
3.1 發光強度分級
單位:mcd @ IF=20mA。每個分級界限嘅公差為 ±15%。
- 分級 GH:140 – 240 mcd
- 分級 JK:240 – 400 mcd
- 分級 LM:400 – 680 mcd
- 分級 NP:680 – 1150 mcd
3.2 主波長分級
單位:nm @ IF=20mA。每個分級界限嘅公差為 ±1nm。
- 分級 H14:582.0 – 584.0 nm
- 分級 H15:584.0 – 586.0 nm
- 分級 H16:586.0 – 588.0 nm
- 分級 H17:588.0 – 590.0 nm
- 分級 H18:590.0 – 592.0 nm
- 分級 H19:592.0 – 594.0 nm
- 分級 H20:594.0 – 596.0 nm
4. 機械及包裝資料
4.1 外形尺寸
呢款 LED 採用標準 3.1mm 直徑圓形封裝,帶有兩條軸向引腳。
- 所有尺寸單位為毫米 (括號內為英寸公差)。
- 公差為 ±0.25mm (.010\"),除非另有說明。
- 法蘭下方突出嘅樹脂最大為 1.0 mm (.04\")。
- 引腳間距喺引腳從封裝主體伸出嘅位置測量。
4.2 包裝規格
- LED 以每防靜電袋 1000、500、200 或 100 件嘅數量包裝。
- 10 個包裝袋放入一個內箱,總共 10,000 件。
- 8 個內箱裝入一個外運輸箱,總共 80,000 件。
- 每個運輸批次中,只有最後一包可以係非滿包。
5. 焊接及組裝指引
5.1 儲存
建議嘅儲存環境溫度唔好超過 30°C,相對濕度唔好超過 70%。從原包裝取出嘅 LED 應喺三個月內使用。如需喺原包裝外長時間儲存,應存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。
5.2 清潔
如需清潔,請使用酒精類溶劑,例如異丙醇。
5.3 引腳成型
彎曲引腳嘅位置應距離 LED 透鏡底部至少 3mm。唔好用引線框架嘅底部作為支點。引腳成型必須喺常溫下進行,並且喺焊接之前完成。喺 PCB 組裝期間,使用盡可能小嘅壓接力,以避免機械應力。
5.4 焊接製程
保持透鏡底部到焊接點之間至少有 2mm 嘅間距。避免將透鏡浸入焊料中。當 LED 處於高溫時,唔好對引腳施加外部應力。
推薦條件:
- 電烙鐵:最高 350°C,最長 3 秒 (僅限一次)。
- 波峰焊:
- 預熱:最高 100°C,最長 60 秒。
- 焊料波:最高 260°C,最長 5 秒。
- 浸入位置:唔低於環氧樹脂燈泡底部 2mm。
警告:過高嘅溫度或時間會導致透鏡變形或造成災難性故障。紅外回流焊唔適合呢款通孔式 LED 產品。
6. 應用及設計建議
6.1 驅動方法
LED 係電流驅動器件。為確保並聯多個 LED 時亮度均勻,強烈建議為每個獨立 LED 串聯一個限流電阻 (電路 A)。唔建議為多個並聯 LED 使用單個電阻 (電路 B),因為各個 LED 正向電壓 (I-V) 特性嘅差異會導致電流分佈不均,從而亮度不均。
6.2 ESD (靜電放電) 保護
呢款 LED 容易受到靜電或電源浪湧嘅損壞。
- 操作時請佩戴導電腕帶或防靜電手套。
- 確保所有設備、工作站同儲物架都正確接地。
- 使用離子風機中和可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。
- 確保喺防靜電區域工作嘅人員經過適當培訓並獲得 ESD 認證。
6.3 應用適用性
呢款 LED 燈珠適用於室內外標誌牌以及普通電子設備。其無鹵素結構、寬廣嘅工作溫度範圍同堅固嘅封裝,使其成為苛刻環境中嘅可靠選擇。
7. 性能曲線及典型特性
規格書參考咗通常用於說明關鍵參數之間關係嘅典型特性曲線。設計師應根據提供嘅數據考慮以下幾點:
- 發光強度 vs. 電流:強度隨正向電流增加而增加,但受功率同電流嘅絕對最大額定值限制。
- 正向電壓 vs. 電流:VF 係喺 20mA 時指定嘅。設計驅動電路時要考慮典型嘅 2.4V 壓降同潛在變化。
- 溫度依賴性:直流正向電流必須喺環境溫度高於 50°C 時以每°C 0.4 mA 線性降額。發光強度通常隨結溫升高而降低。
- 光譜特性:主波長定義咗人眼感知嘅黃色。15nm 嘅光譜半寬度表明其具有 AlInGaP 技術典型嘅相對純淨嘅顏色發射。
8. 技術比較及設計考量
8.1 主要區別
- 材料技術:使用 AlInGaP (磷化鋁銦鎵) 產生黃色光,相比舊技術如 GaAsP,通常具有更高效率同更好嘅溫度穩定性。
- 無鹵素:符合限制鹵素材料 (Cl, Br) 嘅環保法規。
- 寬廣分級:廣泛嘅發光強度同波長分級允許設計師選擇所需嘅精確性能等級,以進行成本優化或性能匹配。
8.2 設計檢查清單
- 確認所需發光強度並選擇合適嘅分級 (GH, JK, LM, NP)。
- 確定應用是否需要特定嘅黃色調 (主波長分級 H14-H20)。
- 根據電源電壓、典型 VF (2.4V) 同所需工作電流 (≤ 30mA DC) 計算串聯電阻值。
- 喺 PCB 佈局中,確保保持建議嘅 LED 主體到焊盤 2mm 嘅間距。
- 規劃操作同組裝期間嘅 ESD 保護。
- 如果喺接近最高溫度或電流限制下操作,請考慮熱管理。
9. 常見問題 (FAQs)
9.1 我可以唔用限流電阻驅動呢款 LED 嗎?
No.LED 係一種具有非線性 I-V 曲線嘅二極管。將其直接連接到電壓源通常會導致過大電流流過,超出絕對最大額定值並損壞器件。對於恆壓驅動,串聯電阻係必須嘅。
9.2 峰值波長同主波長有咩區別?
峰值波長 (λP)係光譜功率分佈最高嘅波長。主波長 (λd)係從 CIE 色度圖推導出來嘅,代表最能匹配人眼感知光色嘅單一波長。對於呢類黃色單色 LED,兩者通常接近,但 λd 係顏色規格更相關嘅參數。
9.3 點解發光強度分級界限有 15% 嘅公差?
呢個公差考慮咗生產測試設備中嘅測量不確定性。意味住來自 \"JK\" 分級 (240-400 mcd) 嘅器件,喺客戶設施測試時可能低至 204 mcd 或高至 460 mcd,但仍然喺指定嘅分級系統內。設計師必須考慮亮度嘅呢個潛在變化範圍。
9.4 我可以對呢款 LED 使用紅外回流焊嗎?
No.規格書明確指出,紅外回流焊唔適合呢款通孔式 LED 燈珠。推薦嘅方法係使用電烙鐵手工焊接或波峰焊,並嚴格遵守提供嘅時間同溫度限制。
10. 實際應用示例
10.1 狀態指示燈面板
場景:設計一個帶有 10 個黃色狀態指示燈嘅控制面板,由 5V 直流電源軌供電。亮度均勻性很重要。
設計步驟:
- LED 選擇:選擇來自單一發光強度分級嘅 LED (例如,LM 分級用於中高亮度),以最小化差異。
- 電流設定:選擇一個安全工作電流。使用 20mA 嘅典型電流係標準做法,並且遠低於 30mA 嘅最大值。
- 電阻計算:對於每個 LED:
- 電源電壓 (Vs) = 5V
- LED 正向電壓 (Vf) = 2.4V (典型值)
- 所需電流 (If) = 0.020 A
- 電阻值 R = (Vs - Vf) / If = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 歐姆。
- 電阻功率 P = (Vs - Vf) * If = (2.6) * 0.02 = 0.052W。標準 1/8W (0.125W) 電阻已足夠。
- 佈局:將每個 LED 同其 130 歐姆電阻串聯放置喺 PCB 上。確保 LED 極性正確 (陽極通常通過電阻連接到正電源)。保持 2mm 焊盤間距。
- 組裝:生產期間遵循引腳成型、焊接同 ESD 指引。
呢種方法確保所有指示燈 LED 可靠、一致且持久地運行。
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。 |