目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高性能、表面貼裝藍光LED嘅規格,專為需要緊湊外形同可靠運作嘅現代電子應用而設計。呢個元件嘅特點係其極薄嘅外形,適合空間受限嘅設計,例如超薄顯示器、背光模組同便攜式消費電子產品。
呢個元件嘅核心優勢包括符合RoHS同環保產品標準,確保環境友好。佢採用咗InGaN(氮化銦鎵)半導體晶片,以產生高效率藍光而聞名。封裝完全兼容標準自動化貼片組裝設備,並且適用於無鉛(Pb-free)紅外線回流焊接製程,符合當代製造要求。
目標市場涵蓋廣泛嘅行業,包括但不限於消費電子產品(智能手機、平板電腦、手提電腦)、汽車內飾照明、狀態指示燈、面板照明,以及需要明亮可靠藍色點光源嘅一般裝飾照明。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
器件嘅操作限制喺環境溫度(Ta)為25°C下定義。最大連續功耗為76毫瓦(mW)。為確保長期可靠運作,直流正向電流唔應該超過20 mA。對於脈衝應用,喺特定條件下:1/10佔空比同0.1毫秒脈衝寬度,允許峰值正向電流為100 mA。元件嘅額定工作溫度範圍為-20°C至+80°C,並且可以喺-30°C至+100°C嘅環境中儲存。至關重要嘅係,佢可以承受峰值溫度為260°C、持續10秒嘅紅外線回流焊接,呢個係無鉛組裝嘅標準。
2.2 電氣及光學特性
關鍵性能參數喺Ta=25°C同標準測試電流(IF)為10 mA下測量。
- 發光強度(Iv):範圍從最小18.0毫坎德拉(mcd)到典型值90.0 mcd。呢個係使用傳感器同濾光片組合測量,近似標準CIE明視覺人眼響應曲線。
- 視角(2θ1/2):指定咗130度嘅寬視角。呢個定義為發光強度下降到其軸向(同軸)值一半時嘅離軸角度。
- 峰值波長(λP):光譜發射最強嘅波長通常為468納米(nm)。
- 主波長(λd):呢個參數源自CIE色度圖,定義咗LED嘅感知顏色。範圍從465.0 nm到475.0 nm。
- 光譜帶寬(Δλ):光譜線半寬度為25 nm,表示圍繞峰值發射嘅波長範圍。
- 正向電壓(VF):喺10 mA時,LED兩端嘅壓降範圍從2.75伏特(最小)到3.35伏特(最大)。
- 反向電流(IR):施加5V反向電壓(VR)時,漏電流最大為10微安培(μA)。必須注意,器件並非設計用於反向偏壓下操作;呢個測試條件僅用於特性表徵。
靜電放電(ESD)注意事項:LED對靜電同電壓浪湧敏感。喺處理同組裝期間,必須遵循適當嘅ESD處理程序,包括使用接地手帶、防靜電手套同接地設備,以防止損壞。
3. 分級系統解說
為確保生產同應用嘅一致性,LED會根據關鍵參數分為唔同性能等級。咁樣可以讓設計師選擇符合特定電路同光學要求嘅元件。
3.1 正向電壓分級
單元根據其喺10 mA時嘅正向電壓分為唔同等級(J8、J9、J10、J11)。每個等級嘅公差為±0.1V。
- J8:2.75V - 2.90V
- J9:2.90V - 3.05V
- J10:3.05V - 3.20V
- J11:3.20V - 3.35V
3.2 發光強度分級
LED根據其喺10 mA時嘅發光強度輸出分級(M1、M2、N1、N2、P1、P2、Q1),每個等級嘅公差為±15%。呢個範圍從18.0 mcd(M1最小)到90.0 mcd(Q1最大)。
3.3 主波長分級
顏色一致性通過波長等級AC同AD控制,每個等級嘅公差為±1 nm。
- AC:465.0 nm - 470.0 nm
- AD:470.0 nm - 475.0 nm
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用咗特定圖形曲線(例如,圖1為光譜發射,圖6為視角),但提供嘅數據允許進行關鍵分析。正向電流(IF)同發光強度(Iv)之間嘅關係通常喺較低電流時係超線性嘅,喺較高電流時變得更線性然後飽和。設計師必須喺指定嘅直流電流限制內操作,以避免加速老化。正向電壓具有負溫度係數,意味住隨著結溫升高,佢會輕微下降。光譜特性(峰值同主波長)亦都依賴於溫度,通常隨著溫度升高而向更長波長(紅移)偏移,呢個係半導體光源嘅基本特性。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝尺寸
器件採用EIA標準封裝,具有超薄幾何形狀。關鍵尺寸係其高度為0.80 mm(最大)。其他關鍵尺寸包括長度同寬度,呢啲對於呢種封裝類型係標準嘅,確保與自動化組裝兼容。除非另有說明,所有尺寸公差通常為±0.10 mm。詳細嘅尺寸圖對於PCB焊盤圖案設計至關重要。
5.2 極性識別及焊盤設計
元件具有陽極同陰極端子。極性通常通過封裝上嘅標記表示,例如凹口、圓點或切角。規格書包含建議嘅焊接焊盤尺寸,以確保可靠嘅焊點、正確對齊同回流過程中有足夠嘅散熱。遵循呢啲建議對於製造良率同長期可靠性至關重要。
6. 焊接及組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
為無鉛組裝製程提供咗建議嘅紅外線(IR)回流溫度曲線。呢個曲線基於JEDEC標準,以確保可靠安裝。關鍵參數包括:
- 預熱:150°C至200°C。
- 預熱時間:最多120秒,以允許均勻加熱同溶劑蒸發。
- 峰值溫度:最高260°C。
- 液相線以上時間:元件暴露喺峰值溫度嘅時間最多為10秒。回流焊接最多應進行兩次。
6.2 手動焊接
如果需要手動焊接,必須極度小心。烙鐵頭溫度唔應該超過300°C,並且與LED端子嘅接觸時間僅限於單次操作最多3秒。過度熱量會不可逆轉地損壞LED晶片或塑料封裝。
6.3 清潔
唔應該使用未指定嘅化學清潔劑,因為佢哋可能會損壞LED封裝。如果焊接後需要清潔(例如,去除助焊劑殘留物),推薦嘅方法係將組裝好嘅電路板浸入常溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。
7. 儲存及處理
適當嘅儲存對於保持可焊性同防止回流期間濕氣引起嘅損壞("爆米花效應")至關重要。
- 密封包裝:LED喺其原始防潮屏障袋中連同乾燥劑,應儲存喺≤30°C同≤90%相對濕度(RH)下。喺呢啲條件下嘅保質期為一年。
- 已開封包裝:一旦屏障袋被打開,元件就會暴露喺環境濕度中。佢哋應儲存喺≤30°C同≤60% RH下。強烈建議喺打開後一週內完成紅外線回流焊接過程。
- 延長儲存(已開封):對於超過一週嘅儲存,元件應放入帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣吹掃嘅乾燥器中。
- 烘烤:儲存喺原始包裝外超過一週嘅元件,必須喺焊接前以大約60°C烘烤至少20小時,以驅除吸收嘅濕氣。
8. 包裝及訂購資料
產品以適合自動化組裝機器嘅帶狀及捲盤形式供應。
- 帶寬:8 mm。
- 捲盤直徑:7英寸。
- 每捲數量:4000件。
- 最小訂購量(MOQ):剩餘數量為500件。
- 包裝標準:符合ANSI/EIA-481-1-A-1994規格。載帶中嘅空位用蓋帶密封。
9. 應用備註及設計考慮
9.1 典型應用場景
呢款LED設計用於普通電子設備,包括:
- 消費設備(路由器、充電器、電器)上嘅狀態同指示燈。
- 按鍵、符號或小型LCD面板嘅背光。
- 汽車內飾中嘅裝飾照明。
- 需要緊湊藍色光源嘅一般用途照明。
9.2 電路設計考慮
- 限流:LED係電流驅動器件。當從電壓源驅動時,必須串聯一個限流電阻來設定工作電流並防止熱失控。電阻值使用歐姆定律計算:R = (V電源- VF) / IF。為保守設計,使用規格書中嘅最大VF。
- 功耗:確保IF同VF嘅乘積唔超過76 mW嘅絕對最大額定功率,考慮最壞情況嘅工作溫度。
- 反向電壓保護:由於LED具有較低嘅反向擊穿電壓,電路設計應防止施加反向偏壓。喺交流或雙向信號應用中,可能需要並聯保護二極管。
- 熱管理:雖然功率低,但確保焊盤周圍有足夠嘅PCB銅面積有助於散熱,保持LED性能同壽命,特別係喺高環境溫度環境中。
- ESD保護:如果LED位於暴露位置,例如面板指示燈,請喺輸入線路上加入ESD保護器件(例如,TVS二極管)。
10. 技術比較及差異
呢個元件嘅主要區別因素係其0.80 mm嘅超薄外形。與通常為1.0 mm或更高嘅標準SMD LED相比,呢個允許集成到越來越薄嘅終端產品中。與舊技術相比,使用InGaN晶片提供更高效率同更明亮嘅藍光輸出。佢適用於標準無鉛紅外線回流焊接,使其成為許多現有設計嘅直接替代品,無需更改組裝過程即可降低元件高度。全面嘅分級系統為設計師提供靈活性,可以為其特定應用選擇成本優化或性能優化嘅等級。
11. 常見問題 (FAQs)
Q1:峰值波長同主波長有咩區別?
A1:峰值波長(λP)係光譜功率輸出最高嘅物理波長。主波長(λd)係從色度學計算出嘅值,代表與LED感知顏色相匹配嘅純單色光嘅單一波長。λd對於基於顏色嘅應用更相關。
Q2:我可以連續以20 mA驅動呢個LED嗎?
A2:可以,20 mA係最大額定直流正向電流。然而,為咗最大壽命同考慮實際熱條件,以較低電流(例如,10-15 mA)驅動通常係一個好做法,因為喺呢啲水平下發光效率通常仍然很高。
Q3:點解焊接前需要烘烤?
A3:塑料SMD封裝可以從空氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中,呢啲被困住嘅濕氣會迅速蒸發,產生內部壓力,可能導致封裝破裂或內部界面分層——呢種現象稱為"爆米花效應"。烘烤可以去除呢啲濕氣。
Q4:我點樣解讀零件號中嘅分級代碼"10A"?
A4:後綴"10A"通常指定咗正向電壓、發光強度同主波長嘅性能等級組合。必須參考規格書中嘅分級代碼列表或與製造商核對,以了解該特定訂購代碼嘅VF、Iv同λd嘅確切保證範圍。
12. 實用設計範例
場景:為USB供電設備(5V電源)設計一個藍色電源狀態指示燈。
步驟1 - 選擇工作點:選擇12 mA嘅中等電流,以取得亮度同壽命之間嘅良好平衡。
步驟2 - 確定正向電壓:為保守設計,使用J11等級嘅最大VF:3.35V。
步驟3 - 計算串聯電阻:R = (5.0V - 3.35V) / 0.012A = 137.5 Ω。最接近嘅標準E24值係150 Ω。
步驟4 - 重新計算實際電流:使用典型VF為3.0V(來自J10等級),IF= (5.0V - 3.0V) / 150Ω ≈ 13.3 mA,呢個係安全嘅並且喺限制範圍內。
步驟5 - 驗證功率:LED中最壞情況功率:P = 3.35V * 13.3mA ≈ 44.6 mW,遠低於76 mW嘅最大值。
步驟6 - PCB佈局:將150Ω電阻與LED嘅陽極串聯。為LED嘅陰極焊盤提供一個小嘅銅澆注區域以輕微散熱。確保PCB絲印上嘅極性標記與LED嘅標記匹配。
13. 技術簡介
呢款LED基於生長喺基板(通常係藍寶石或碳化矽)上嘅InGaN(氮化銦鎵)半導體技術。當施加正向電壓時,電子同空穴喺半導體嘅有源量子阱區域中復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。InGaN合金嘅特定成分決定咗帶隙能量,從而決定咗發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下係藍色。水清透鏡環氧樹脂配方對呢個波長透明,並提供環境保護同機械穩定性。超薄外形係通過先進嘅封裝成型同晶片貼裝技術實現嘅。
14. 行業趨勢
消費電子產品中SMD LED嘅趨勢繼續朝向小型化同更高效率發展。呢個器件0.8mm嘅高度代表咗呢個方向嘅一步,使終端產品更薄。對於InGaN晶片,亦持續推動更高嘅發光效率(每電瓦輸入更多光輸出)。此外,對於需要精確同均勻色彩再現嘅應用,例如全彩色RGB顯示器同先進汽車照明,需要更緊嘅分級公差同更複雜嘅混色能力。將驅動電路同多個LED晶片集成到單一封裝中(例如,COB - 板上晶片)係另一個重要趨勢,儘管像呢款咁嘅分立LED對於點光源指示燈同靈活設計佈局仍然至關重要。
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。 |