目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款通孔安裝式LED燈珠組件嘅規格。產品由一粒配備擴散透鏡嘅白色LED組成,安裝喺一個黑色塑膠直角支架(外殼)入面。呢個設計專為用作電路板指示燈(CBI)而設,為電子設備提供清晰嘅視覺狀態指示。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED組件嘅主要優勢包括:通孔設計同支架令電路板組裝更簡便、黑色外殼提供更佳視覺對比度、以及高效率同低功耗。佢係一款符合RoHS指令嘅無鉛產品。發出嘅光係白色,由InGaN(氮化銦鎵)晶片產生,並透過白色透鏡擴散,形成均勻嘅外觀。
目標應用涵蓋多個關鍵電子領域,包括電腦、通訊設備、消費電子產品同工業設備,呢啲領域都需要可靠同清晰嘅狀態指示。
2. 技術參數:深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅極限。佢哋係喺環境溫度(TA)為25°C時指定嘅。
- 功耗:最大108 mW。呢個係器件可以安全散發嘅總熱功率。
- 正向電流:30 mA直流正向電流係最大連續電流。100 mA嘅更高峰值正向電流只允許喺脈衝條件下(佔空比 ≤ 1/10,脈衝寬度 ≤ 10ms)使用。
- 熱降額:當環境溫度每升高1°C超過30°C時,最大允許直流正向電流必須線性降低0.45 mA。
- 溫度範圍:器件嘅工作溫度範圍為-40°C至+85°C,儲存環境溫度範圍為-40°C至+100°C。
- 焊接溫度:喺引腳焊接期間,距離器件主體2.0mm位置嘅溫度唔可以超過260°C超過5秒。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺TA=25°C同正向電流(IF)為20 mA(標準測試條件)下測量嘅典型性能參數。
- 發光強度(Iv):範圍從最小140 mcd到最大520 mcd,典型值為300 mcd。特定單元嘅實際強度會分級(見第4節)。測量包括±15%嘅測試公差。
- 視角(2θ1/2):定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角。水平面為130度,垂直面為120度,表示一個寬闊嘅視錐。
- 色度座標(x, y):白光嘅色點喺CIE 1931色度圖上定義。典型座標係x=0.30,y=0.29。具體色調等級喺分級表中定義。
- 正向電壓(VF):典型值為3.2V,喺20 mA時範圍為2.8V至3.6V。呢個參數對於設計限流電路至關重要。
- 反向電流(IR):當施加5V反向電壓(VR)時,典型最大值為10 μA。器件唔係設計用於反向偏壓下工作。
3. 分級系統說明
為確保應用中嘅一致性,LED會根據關鍵光學參數進行分類(分級)。
3.1 發光強度分級
LED根據其喺20 mA下測量嘅發光強度,分為用字母(G、H、J、K、L)表示嘅等級。每個等級都有定義嘅最小同最大強度範圍。等級界限適用±15%嘅公差。例如,等級'J'涵蓋240 mcd至310 mcd嘅強度。
3.2 色調(顏色)分級
白色色點亦會分級。規格書提供咗幾個色調等級(B1、B2、C1、C2、D1、D2)嘅色度座標範圍。每個等級由CIE色度圖上嘅一個四邊形區域定義,由四對(x, y)座標指定。色座標測量有±0.01嘅允許誤差。
4. 機械同包裝資料
4.1 外形尺寸同物料
產品採用直角通孔設計。支架(外殼)由黑色塑膠(物料:PA9T)製成。LED燈本身係白色。除非另有說明,所有尺寸公差為±0.25mm。確切嘅機械圖紙請參考原始規格書。
3.2 包裝規格
LED以袋裝形式包裝,每袋400、200或100粒。七袋呢啲袋裝入一個內箱,總共2,800粒。然後八個內箱裝入一個外運紙箱,每個外箱總共22,400粒。請注意,每個運輸批次中,只有最後一包可能唔係完整包裝。
5. 焊接同組裝指引
正確處理對於確保可靠性同防止損壞至關重要。
5.1 儲存同清潔
儲存時,環境溫度唔應超過30°C或相對濕度70%。從原包裝取出嘅LED應喺三個月內使用。如需喺原包裝外更長時間儲存,應將佢哋存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。如果需要清潔,只應使用酒精類溶劑,例如異丙醇。
5.2 引腳成型同PCB組裝
如果需要彎曲引腳,必須喺常溫下同焊接前進行。彎曲點應距離LED透鏡底座至少3mm。唔可以用引線框架嘅底座作為支點。喺PCB組裝期間,應使用最小可能嘅壓接力,以避免對元件造成過度機械應力。
5.3 焊接工序
必須保持透鏡/支架底座同焊接點之間至少有2mm嘅間隙。透鏡/支架唔可以浸入焊料中。當LED因焊接而處於高溫時,唔應對引腳施加任何外部應力。
推薦焊接條件:
- 電烙鐵:溫度:最高350°C。時間:最多3秒(僅一次)。位置:距離底座不少於2mm。
- 波峰焊:預熱:最高120°C,最多100秒。焊波:最高260°C,最多5秒。浸入位置:距離底座不低於2mm。
過高溫度或時間會導致透鏡變形或造成災難性故障。
6. 應用建議同設計考量
6.1 驅動方法
LED係電流驅動器件。為確保多個LED並聯時亮度均勻,強烈建議為每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻。如果並聯驅動多個LED而冇獨立電阻(如非推薦電路圖所示),由於每個LED正向電壓(I-V特性)嘅自然差異,可能會導致亮度差異。
6.2 靜電放電(ESD)保護
呢啲LED容易受到靜電或電源浪湧損壞。為防止ESD損壞:人員喺處理LED時應使用導電腕帶或防靜電手套;處理同組裝過程中使用嘅所有設備、器件同機器必須妥善接地。
6.3 典型應用場景
呢款LED燈珠適用於室內外標誌應用,以及普通電子設備中嘅狀態指示。直角支架令佢非常適合PCB安裝方向垂直於觀看方向嘅應用,例如前面板指示燈。
7. 技術比較同差異化
雖然規格書提供咗單一零件號嘅規格,但呢類產品喺市場上嘅關鍵差異化因素通常包括:使用專用支架以方便組裝同提高對比度;寬視角適合多方向觀看;為設計一致性而設嘅明確發光強度同顏色分級結構;以及涵蓋焊接、處理同驅動嘅清晰詳細應用說明,有助於提高設計可靠性。
8. 常見問題(基於技術參數)
問:黑色外殼有咩作用?
答:黑色塑膠外殼作為LED嘅支架,簡化PCB組裝。更重要嘅係,佢為發出嘅白光提供高對比度背景,令指示燈視覺上更清晰。
問:點樣選擇正確嘅限流電阻?
答:使用歐姆定律:R = (供電電壓 - VF) / IF。為穩健設計,使用規格書中嘅最大正向電壓(VF)(3.6V),以確保電流唔超過20mA。例如,使用5V供電:R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70歐姆。標準68或75歐姆電阻會係合適嘅。
問:我可唔可以直接用電壓源驅動呢個LED?
答:唔可以。唔建議直接用電壓源驅動LED,好可能會因電流過大而損壞佢。LED必須用限流源驅動,最簡單嘅方法就係使用上述串聯電阻。
問:包裝袋上標記嘅分級代碼係咩意思?
答:佢表示嗰袋LED嘅發光強度等級(例如G、H、J)。設計師可以喺訂購時指定分級代碼,以確保其產品中所有LED具有一致嘅亮度水平。
9. 工作原理介紹
呢款LED基於InGaN(氮化銦鎵)半導體技術。當正向電壓施加喺LED嘅陽極同陰極之間時,電子同空穴喺半導體嘅有源區內復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。InGaN層嘅特定成分決定咗發出光嘅波長,喺呢個情況下係藍色/紫外光譜。呢啲光然後激發封裝內部嘅磷光塗層,磷光體將光下轉換,產生被感知為白光嘅寬光譜。擴散透鏡散射呢啲光,形成均勻、無眩光嘅發射模式。
10. 發展趨勢
指示燈LED技術嘅總體趨勢繼續朝向更高效率(每單位電功率更多光輸出)、改善白色LED嘅顏色一致性同顯色指數(CRI)、以及開發更細小封裝同時保持或改善光學性能。另一個重點係喺更廣泛環境條件下增強可靠性同使用壽命。正如呢份規格書所示,清晰分級、穩固機械設計同全面應用指引嘅原則,仍然係為工業同消費電子產品提供可靠元件嘅基礎。
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。 |