目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款通孔安裝LED指示燈嘅規格。呢個元件由一粒黃綠色AlInGaP LED晶片組成,封裝喺一個黑色塑膠直角座入面,配備綠色霧面透鏡。呢個設計係專為電路板指示燈(CBI)而設,組裝方便,而且可以增強同電路板嘅視覺對比度。
1.1 核心特點同目標市場
呢個元件嘅主要優點包括為簡化PCB組裝而設計、低功耗、高效率,以及符合無鉛同RoHS標準。黑色外殼顯著提高咗對比度,令指示燈更加顯眼。佢適用於廣泛嘅電子應用,包括電腦周邊設備、通訊裝置、消費電子產品同工業設備。
2. 技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致元件永久損壞嘅極限。關鍵參數包括最大功耗52mW、連續正向電流(IF)20mA,以及脈衝條件下嘅峰值正向電流60mA。工作溫度範圍指定為-30°C至+85°C。喺環境溫度高於30°C時,正向電流嘅降額因子係0.27 mA/°C。引腳焊接溫度唔可以超過260°C,最多5秒,並且要距離LED本體至少2.0mm。
2.2 電氣同光學特性
喺標準測試電流IF=10mA同環境溫度TA=25°C下測量,呢個元件表現出典型性能。發光強度(Iv)典型值為19 mcd,最小值為8.7 mcd,最大值為50 mcd,並分為特定級別。正向電壓(VF)典型值為2.5V,最大值為2.5V。主波長(λd)典型值為569 nm,定義咗黃綠色,光譜半寬為15 nm。視角(2θ1/2)係寬廣嘅100度,係霧面透鏡嘅特徵。
3. 分級表規格
產品根據關鍵光學參數進行分級,以確保應用中嘅一致性。
3.1 發光強度分級
發光強度分為四個級別代碼(L3、L2、L1、M1),喺IF=10mA時,定義嘅最小值同最大值範圍由8.7 mcd到50 mcd。每個級別界限嘅公差為±15%。
3.2 主波長分級
色調或顏色係通過主波長分級來控制。代碼H06到H09涵蓋咗由566.0 nm到574.0 nm嘅範圍,每個級別界限嘅公差嚴格為±1 nm,確保精確嘅顏色匹配。
4. 性能曲線分析
雖然文件中參考咗特定嘅圖形數據,但呢類元件嘅典型曲線會顯示正向電流同發光強度之間嘅關係、正向電壓隨溫度嘅變化,以及峰值約為572 nm嘅光譜功率分佈。呢啲曲線對於設計師理解元件喺唔同工作條件下嘅行為,以及優化驅動電路以確保喺溫度變化下性能一致至關重要。
5. 機械同包裝資訊
5.1 外形尺寸
呢個元件採用標準T-1(直徑3.0mm)LED封裝,安裝喺一個直角黑色塑膠座入面。關鍵尺寸包括引腳間距同電路板到透鏡嘅距離。除非另有說明,所有尺寸公差為±0.25mm。座體材料註明為黑色塑膠。
5.2 包裝規格
元件以13英寸卷盤供應,用於自動組裝。每個卷盤包含350件。載帶由黑色導電聚苯乙烯合金製成,厚度為0.50 mm ±0.06 mm。提供詳細嘅卷盤同載帶尺寸,以確保同標準貼片設備兼容。
6. 焊接同組裝指引
6.1 儲存同處理
LED應該儲存喺唔超過30°C同70%相對濕度嘅環境中。如果從原裝防潮包裝中取出,應該喺三個月內使用,或者儲存喺受控嘅乾燥環境中(例如,使用乾燥劑或氮氣)。
6.2 引腳成型
如果需要,必須喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。彎曲時唔可以用LED本體作為支點。呢個操作必須喺室溫下同焊接工序之前進行。
6.3 焊接工序
提供咗手動焊接同波峰焊接嘅清晰指引。必須保持焊接點同透鏡/底座之間至少有2mm嘅距離。透鏡絕對唔可以浸入焊料中。
- 手動焊接:烙鐵溫度最高350°C,每個引腳唔超過3秒。
- 波峰焊接:預熱最高120°C,最多100秒,然後喺最高260°C嘅焊波中唔超過5秒。
6.4 清潔
如有需要,建議使用異丙醇或類似嘅醇基溶劑進行清潔。
7. 應用同設計建議
7.1 驅動電路設計
LED係電流驅動裝置。為確保使用多個LED時亮度均勻,強烈建議每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻(電路模型A)。唔建議將LED直接並聯而冇獨立電阻(電路模型B),因為每個LED正向電壓(Vf)特性嘅輕微差異會導致電流分配同亮度出現顯著差異。
7.2 靜電放電(ESD)保護
LED容易受到靜電放電損壞。喺處理同組裝過程中必須實施適當嘅ESD控制措施。包括使用接地腕帶、防靜電墊、接地工作站同離子風機,以中和可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。
7.3 典型應用場景
呢款指示燈適用於多種應用,包括電腦主機板或周邊設備上嘅狀態指示燈、網絡設備中嘅信號燈、消費電器中嘅電源/功能指示燈,以及工業控制系統中嘅面板燈。當指示燈需要從機箱前面或側面可見,同時垂直安裝喺PCB上時,直角外形尤其有用。
8. 技術比較同設計考慮
同非霧面或窄視角LED相比,呢款元件提供更寬、更柔和嘅光線發射,非常適合狀態指示。黑色座體喺明亮同昏暗嘅環境照明條件下都能提供優越嘅對比度。設計師必須根據電源電壓同所需正向電流(通常為10-20mA)仔細考慮限流電阻值,同時亦要考慮電阻中嘅功耗。對於單個指示燈喺呢啲功率水平下,PCB上嘅熱管理通常唔係問題,但佈局仍應避免將發熱元件直接放置喺LED旁邊。
9. 常見問題(基於技術參數)
問:峰值波長同主波長有咩唔同?
答:峰值波長(λP)係光譜輸出最大時嘅波長(典型值572 nm)。主波長(λd)係根據人眼嘅顏色感知(CIE圖表)得出,係最能代表感知顏色嘅單一波長(典型值569 nm)。對於顏色定義,λd更為相關。
問:我可唔可以連續以20mA驅動呢個LED?
答:可以,20mA係最大連續直流正向電流額定值。然而,為咗最長嘅使用壽命同可靠性,如果應用嘅亮度要求允許,建議喺或低於典型測試電流10mA下操作。
問:我應該點樣解讀發光強度分級代碼?
答:包裝上印有嘅分級代碼(例如L2)表示嗰批LED嘅保證光輸出範圍。例如,L2級別保證喺10mA時,Iv介乎12.6同19 mcd之間。選擇特定級別可以確保你產品中多個單元嘅亮度一致性。
10. 實用設計案例研究
考慮設計一個路由器前面板狀態指示燈。PCB垂直安裝喺機箱內部。使用呢款直角LED可以讓佢直接焊接喺垂直PCB上,透鏡透過機箱上嘅窗口指向側面。設計師為5V電源選擇一個限流電阻,以實現約15mA嘅正向電流,從而產生明亮清晰嘅指示燈。寬廣嘅100度視角確保從裝置前面嘅廣泛範圍都能睇到光線。綠色霧面透鏡提供舒適、唔刺眼嘅光線,適合室內環境。
11. 工作原理
呢個元件基於半導體中嘅電致發光原理運作。當喺AlInGaP(磷化鋁銦鎵)晶片上施加正向偏壓時,電子同電洞喺有源區複合,以光子形式釋放能量。半導體材料嘅特定成分決定咗帶隙能量,從而定義咗發射光嘅顏色——喺呢個情況下係黃綠色。霧面環氧樹脂透鏡散射光線,創造出更寬、更均勻嘅視角。
12. 技術趨勢
使用AlInGaP材料製造琥珀色、黃色同綠色LED代表咗一種成熟且高效率嘅技術。更廣泛嘅LED行業持續發展嘅重點在於提高效率(每瓦流明)、改善顯色性,以及實現更高功率密度。對於指示燈類型嘅LED,趨勢包括進一步小型化、集成內置電阻或IC以簡化驅動,以及通過先進嘅分級同製造工藝開發更寬視角同更精確嘅顏色一致性。直角通孔封裝因其機械穩固性同喺各種電子產品中手動或自動組裝嘅便利性而仍然流行。
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。 |