目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性 (Ta = 25°C)
- 3. 分級系統
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 3.3 正向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對發光強度 vs. 正向電流
- 4.2 發光強度 vs. 環境溫度
- 4.3 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
- 4.4 光譜分佈
- 4.5 輻射圖案
- 4.6 正向電流降額曲線
- 5. 機械及封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 迴流焊接溫度曲線
- 6.2 手動焊接
- 6.3 濕度敏感性及儲存
- 7. 包裝及訂購資料
- 7.1 載帶及捲盤規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 可靠性及品質保證
- 10. 技術比較及差異
- 11. 常見問題 (FAQs)
- 11.1 建議嘅工作電流係幾多？
- 11.2 點樣解讀標籤上嘅分級代碼？
- 11.3 我可唔可以唔用限流電阻嚟驅動呢粒LED？
- 11.4 呢粒LED適唔適合戶外使用？
- 12. 實戰設計案例分析
- 13. 工作原理
- 14. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款採用P-LCC-2封裝嘅表面貼裝頂視LED嘅規格。器件採用白色封裝體同無色透明窗口，提供寬廣視角，好適合指示燈應用。佢專為兼容現代組裝工藝而設計，包括氣相迴流焊、紅外迴流焊同波峰焊，並且適用於自動貼片設備。產品以8mm載帶及捲盤形式供應，符合無鉛同RoHS要求。
呢個LED系列主要應用係作為光學指示燈。佢嘅寬廣視角同透過內部反射器設計實現嘅優化光耦合，令佢特別適合同光管一齊使用。低正向電流需求亦令佢成為電池供電或對功耗敏感嘅便攜式電子設備嘅絕佳選擇。
2. 技術參數
2.1 絕對最大額定值
器件絕對唔可以喺呢啲極限值以外操作，否則可能會造成永久損壞。
- 反向電壓 (VR):5 V
- 連續正向電流 (IF):50 mA
- 峰值正向電流 (IFP):100 mA (佔空比 1/10, 1 kHz)
- 功耗 (Pd):120 mW
- 靜電放電 (ESD) HBM:2000 V
- 工作溫度 (Topr):-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +90°C
- 焊接溫度 (Tsol):迴流焊：260°C 持續10秒；手動焊：350°C 持續3秒。
2.2 電光特性 (Ta= 25°C)
喺標準測試條件下量度嘅典型性能參數。
- 發光強度 (Iv):360 - 900 mcd (IF= 20mA)
- 視角 (2θ1/2):120° (IF= 20mA)
- 峰值波長 (λp):632 nm (IF= 20mA)
- 主波長 (λd):621 - 631 nm (IF= 20mA)
- 光譜帶寬 (Δλ):20 nm (IF= 20mA)
- 正向電壓 (VF):1.75 - 2.35 V (IF= 20mA)
- 反向電流 (IR):最大 10 μA (VR= 5V)
備註:公差規定為：發光強度 ±11%，主波長 ±1nm，正向電壓 ±0.1V。
3. 分級系統
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，器件會根據關鍵參數分級。
3.1 發光強度分級
分級由代碼定義（例如 T2, U1），並標明喺 IF=20mA 時嘅最小同最大發光強度值。
- T2:360 - 450 mcd
- U1:450 - 565 mcd
- U2:565 - 715 mcd
- V1:715 - 900 mcd
3.2 主波長分級
波長分組用於控制紅光嘅感知顏色（色調）。
- F組，代碼 FF1:621 - 626 nm
- F組，代碼 FF2:626 - 631 nm
3.3 正向電壓分級
正向電壓分級有助於電流調節嘅電路設計。
- B組，代碼 0:1.75 - 1.95 V
- B組，代碼 1:1.95 - 2.15 V
- B組，代碼 2:2.15 - 2.35 V
4. 性能曲線分析
圖形數據提供咗器件喺唔同條件下行為嘅深入分析。
4.1 相對發光強度 vs. 正向電流
呢條曲線顯示光輸出點樣隨正向電流增加。通常係非線性嘅，喺極高電流下效率可能會下降。設計師應該選擇一個平衡亮度、功耗同器件壽命嘅工作點。
4.2 發光強度 vs. 環境溫度
呢條曲線展示咗光輸出嘅熱降額。發光強度通常會隨環境溫度升高而降低。對於高環境溫度嘅應用，必須考慮呢個降額因素，以確保足夠亮度。
4.3 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)
I-V 曲線係二極管嘅特性。正向電壓呈現正溫度係數，意思係喺給定電流下，佢會隨溫度升高而輕微下降。
4.4 光譜分佈
光譜圖確認咗光嘅單色性質，中心位於峰值波長632 nm附近，呢個係可見光譜中嘅艷紅色區域。窄帶寬表示良好嘅色純度。
4.5 輻射圖案
極座標圖展示咗120°嘅寬廣視角，顯示近乎朗伯發射。呢個證實咗器件適合需要廣泛可見性嘅應用。
4.6 正向電流降額曲線
呢個圖表定義咗最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數。為防止過熱，當喺某個溫度以上（通常約60-70°C開始）操作時，必須降低電流。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝尺寸
P-LCC-2 封裝有特定嘅機械外形同焊盤佈局。關鍵尺寸包括總長度、寬度同高度，以及陰極識別標記位置。所有未指定嘅公差為 ±0.1 mm。設計師必須參考詳細嘅尺寸圖嚟創建PCB封裝。
5.2 極性識別
陰極通常由封裝上嘅視覺標記識別，例如凹口、圓點或切角。正確嘅方向對於電路操作至關重要。
6. 焊接及組裝指引
6.1 迴流焊接溫度曲線
器件額定峰值迴流溫度為260°C，最長持續10秒。適用於無鉛組裝嘅標準IPC/JEDEC J-STD-020溫度曲線。必須精確控制液相線以上嘅時間，以防止環氧樹脂封裝受到熱損壞。
6.2 手動焊接
如果需要手動焊接，烙鐵頭溫度唔應該超過350°C，並且每個引腳嘅接觸時間應限制喺3秒或更少。
6.3 濕度敏感性及儲存
產品以防潮包裝（帶乾燥劑嘅鋁袋）運輸。一旦密封袋打開，元件應喺指定時間內（無明確說明，但標準做法係喺≤30°C/60%RH下168小時，對應Level 3）使用，或者喺迴流焊前根據標準程序烘烤，以防止"爆米花"效應。
7. 包裝及訂購資料
7.1 載帶及捲盤規格
器件以8mm載帶供應。標準捲盤數量為2000件。其他最小包裝數量包括每捲250、500同1000件。提供詳細嘅載帶同捲盤尺寸，用於設置自動化處理設備。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含幾個代碼：
- CAT:對應發光強度分級代碼（例如 V1）。
- HUE:對應主波長分級代碼（例如 FF1）。
- REF:對應正向電壓分級代碼（例如 1）。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 通訊設備:電話、傳真機同路由器中嘅狀態指示燈以及按鍵或顯示器背光。
- 消費電子產品:音頻/視頻設備、電腦同周邊設備中嘅電源、靜音或連接指示燈。
- 工業控制:機器狀態、故障警報或操作模式嘅面板指示燈。
- 光管應用:寬廣視角同優化耦合令佢非常適合同成型光導管一齊使用，將光從PCB傳輸到前面板或顯示器。
- 通用指示:任何需要明亮、可靠、低功耗視覺指示燈嘅應用。
8.2 設計考慮因素
- 電流限制:務必使用串聯電阻或恆流驅動器將正向電流限制喺安全值，標準亮度通常為20mA，唔好超過絕對最大值50mA。
- 熱管理:喺高環境溫度環境或喺較高電流驅動時，確保足夠嘅PCB銅箔或其他散熱措施，以將結溫保持喺限制範圍內，請參考降額曲線。
- ESD保護:雖然額定為2000V HBM，但喺組裝同處理期間應遵守標準嘅ESD處理預防措施。
- 光學設計:對於光管應用，考慮LED嘅輻射圖案同光管入口點嘅設計，以最大化耦合效率。
9. 可靠性及品質保證
產品經過一系列全面嘅可靠性測試，置信水平為90%，LTPD為10%。測試項目同條件包括：
- 耐迴流焊接:260°C ±5°C，最少10秒。
- 溫度循環:-40°C 至 +100°C 之間300個循環。
- 熱衝擊:-10°C 至 +100°C 之間300個循環。
- 高低溫儲存:分別喺+100°C 同 -40°C 下1000小時。
- 直流工作壽命:20mA，25°C 下1000小時。
- 高溫/高濕度 (85/85):85°C 同85%相對濕度下1000小時。
呢啲測試驗證咗器件喺電子產品中遇到嘅典型環境同操作壓力下嘅穩健性。
10. 技術比較及差異
呢款P-LCC-2 LED喺幾個與指示燈應用相關嘅關鍵領域表現出眾。同更簡單嘅芯片LED相比，成型嘅P-LCC封裝提供更優越嘅機械保護、更易於貼片機處理，以及更一致嘅光學界面。當需要離軸可見性時，120度嘅寬廣視角相比窄視角LED具有顯著優勢。使用AlGaInP半導體材料製造紅色芯片，相比舊技術如GaAsP，提供更高嘅發光效率同更好嘅溫度穩定性，從而產生更明亮、更一致嘅紅光輸出。針對強度、波長同電壓嘅全面分級系統，允許喺最終產品中實現更緊密嘅顏色同亮度匹配，呢點對於多指示燈面板或美學應用至關重要。
11. 常見問題 (FAQs)
11.1 建議嘅工作電流係幾多？
標準測試條件同典型應用電流係20mA。呢個提供咗亮度同效率之間嘅良好平衡。器件可以喺其絕對最大值50mA下操作，但呢個會產生更多熱量並降低長期可靠性，除非實施適當嘅熱管理。
11.2 點樣解讀標籤上嘅分級代碼？
CAT代碼（例如 V1）表示發光強度範圍。HUE代碼（例如 FF1）表示主波長範圍，控制紅色嘅確切色調。REF代碼（例如 1）表示正向電壓範圍。為確保組裝中多個器件嘅性能一致，請指定或要求相同分級代碼嘅元件。
11.3 我可唔可以唔用限流電阻嚟驅動呢粒LED？
No.LED係電流驅動器件。將佢直接連接到電壓源會導致過大電流流過，可能會立即損壞LED。必須使用串聯電阻或有源恆流電路。
11.4 呢粒LED適唔適合戶外使用？
工作溫度範圍擴展到-40°C 至 +85°C，涵蓋咗許多戶外條件。然而，並未指定長時間直接暴露喺紫外線陽光同天氣（雨、濕度）下。對於戶外使用，LED應放置喺保護鏡片或外殼後面，並且整個組件應適當密封並評級適合環境暴露。
12. 實戰設計案例分析
場景:為一個有24個端口嘅網絡交換機設計狀態指示燈面板，每個端口都需要一個紅色鏈路/活動LED。LED必須從寬廣角度可見，顏色同亮度一致，並且設計必須節能。
實施:
- 元件選擇:選擇呢款P-LCC-2艷紅色LED，因為佢具有120°寬廣視角、低20mA驅動電流，並且有嚴格性能分級可供選擇。
- 電路設計:每個LED由微控制器嘅GPIO引腳通過一個100Ω串聯電阻驅動（計算基於3.3V電源同典型VF為2.0V，結果約13mA）。呢個低於20mA測試點，但提供充足亮度同時節省電力。
- PCB佈局:LED以網格形式放置。使用規格書中推薦嘅PCB封裝。保持LED下方有一個小嘅禁入區域，以防止焊料芯吸。
- 光學設計:設計一個定制成型嘅光管陣列，將光從PCB上每個SMD LED引導到前面板上嘅單獨透明窗口。LED嘅寬廣視角確保咗高效耦合到光管中。
- 分級:為確保外觀均勻，喺採購訂單中指定來自單一發光強度分級（例如 U2）同單一主波長分級（例如 FF1）嘅LED。
- 熱考慮:考慮到24個LED可能同時亮起，總功耗較低（約0.75W）。PCB上唔需要特殊熱管理。
13. 工作原理
呢款LED係一種半導體光子器件。其核心係一個由生長喺襯底上嘅磷化鋁鎵銦（AlGaInP）外延層製造嘅芯片。當施加超過二極管開啟閾值（約1.8V）嘅正向電壓時，電子同空穴被注入穿過p-n結。呢啲電荷載流子喺半導體嘅有源區內復合，以光子形式釋放能量。AlGaInP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係約632 nm嘅艷紅色。產生嘅光然後通過芯片表面提取，並由P-LCC封裝嘅內部反射器同透明環氧樹脂透鏡整形同導向，以實現所需嘅寬廣視角。
14. 技術趨勢
指示燈LED市場持續演變。總體趨勢包括追求更高嘅發光效率（每瓦電輸入產生更多光輸出），從而喺便攜式同IoT設備中實現更低電流下更明亮嘅指示燈，以提高能源效率。仲有向小型化發展嘅趨勢，對於空間受限嘅應用，比P-LCC-2更細嘅封裝變得普遍。喺更高溫度迴流焊溫度曲線下增強可靠性係另一個重點領域，與先進嘅PCB組裝工藝保持一致。此外，將控制電子器件（例如恆流驅動器甚至簡單邏輯）直接集成到LED封裝中（"智能LED"）係一個增長趨勢，簡化咗最終用戶嘅電路設計。雖然呢款特定器件代表咗成熟可靠嘅技術，但材料、封裝同集成方面嘅持續發展塑造咗指示燈元件嘅未來格局。
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。 |