目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢與目標市場
- 2. 技術參數深入解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性 (Ta=25°C)
- 3. 分級系統說明
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 UY(亮黃色)晶片曲線
- 4.2 SYG(亮黃綠色)晶片曲線
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 引腳成型
- 6.2 焊接參數
- 6.3 儲存條件
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實務設計與使用案例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢
1. 產品概述
1259-7 系列是一款專為指示燈與背光應用設計的緊湊型 LED 燈珠。它將兩顆匹配的 AlGaInP 半導體晶片整合於單一封裝內,能實現均勻的光輸出與寬廣的 40 度視角。本產品提供兩種主要配置:雙色型與雙極型。雙色燈珠通常在霧面封裝中結合兩種不同顏色(例如:亮黃色與亮黃綠色),而雙極型燈珠則在透明封裝中呈現單一顏色(透明白光或透明彩色)。此設計提供了固態可靠性、長使用壽命與低功耗,適合整合至現代電子裝置中。
1.1 核心優勢與目標市場
此 LED 燈珠的主要優勢包括其雙晶片架構帶來的一致性亮度、與低壓積體電路的相容性,以及符合主要環保法規,如 RoHS、歐盟 REACH 與無鹵素標準(Br <900 ppm,Cl <900 ppm,Br+Cl < 1500 ppm)。其主要目標市場為消費性電子產品與電腦周邊設備,這些領域需要可靠、緊湊的指示燈。
2. 技術參數深入解析
本節將根據規格書,對 LED 的關鍵規格進行詳細、客觀的分析。
2.1 絕對最大額定值
為避免永久性損壞,裝置不得在超出這些限制的條件下運作。對於 UY(亮黃色)與 SYG(亮黃綠色)晶片,最大連續順向電流 (IF) 均為 25 mA。最大逆向電壓 (VR) 為 5 V。每顆晶片的功耗 (Pd) 限制為 60 mW。工作溫度範圍 (Topr) 為 -40°C 至 +85°C,儲存溫度 (Tstg) 範圍為 -40°C 至 +100°C。針對迴焊製程,焊接溫度 (Tsol) 規定為 260°C,最長 5 秒。
2.2 電光特性 (Ta=25°C)
這些參數定義了 LED 在典型條件下的性能。兩顆晶片的順向電壓 (VF) 典型值均為 2.0V,在測試電流 20mA 下,範圍為 1.7V 至 2.4V。在 5V 下的最大逆向電流 (IR) 為 10 µA。發光強度 (IV) 是關鍵指標:UY 晶片的典型值為 125 mcd(最小值 63 mcd),而 SYG 晶片的典型值為 80 mcd(最小值 40 mcd)。兩者的視角 (2θ1/2) 典型值均為 40 度。UY 晶片的主波長 (λd) 典型值為 589 nm(峰值波長 λp 為 591 nm),SYG 晶片則為 573 nm(峰值波長 λp 為 575 nm)。UY 的光譜頻寬 (Δλ) 為 15 nm,SYG 為 20 nm。針對順向電壓 (±0.1V)、發光強度 (±10%) 與主波長 (±1.0nm) 標註了量測不確定度。
3. 分級系統說明
規格書中引用了關鍵參數的分級系統,以標籤表示,例如 CAT(發光強度等級)、HUE(主波長等級)與 REF(順向電壓等級)。此系統確保了生產批次內的顏色與亮度一致性。設計人員必須查閱製造商的詳細分級圖表(本摘要未提供),以根據其應用對顏色與亮度的公差要求,選擇適當的代碼。
4. 性能曲線分析
圖形數據提供了在不同條件下 LED 行為的更深入見解。
4.1 UY(亮黃色)晶片曲線
相對強度對波長曲線顯示出一個以 591 nm 為中心的窄發射峰。指向性圖案確認了 40 度視角。順向電流對順向電壓 (I-V) 曲線呈現出二極體的典型指數關係。相對強度對順向電流曲線顯示,光輸出隨電流增加而線性增加,直至額定最大值。相對強度對環境溫度曲線顯示,輸出會隨著溫度升高而降低,這是 LED 的常見特性。在恆定電壓條件下的順向電流對環境溫度曲線,會因二極體的負溫度係數而顯示電流隨溫度增加。
4.2 SYG(亮黃綠色)晶片曲線
為 SYG 晶片提供了類似的曲線,其發射峰約在 575 nm。額外包含了一條色度座標對順向電流曲線,這對於理解當以不同於測試條件(20mA)的電流驅動 LED 時可能發生的任何潛在色偏至關重要。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
此 LED 採用標準的 5mm 圓形徑向引腳封裝。關鍵尺寸包括本體直徑、引腳間距與總高度。法蘭高度規定小於 1.5mm。除非另有說明,標準尺寸公差為 ±0.25mm。詳細的尺寸圖對於 PCB 焊盤設計至關重要。
5.2 極性識別
對於雙極型 LED,較長的引腳通常表示陽極 (+)。對於雙色 LED,共陰極配置是標準的,中間引腳為共陰極,兩個外側引腳分別是兩顆不同顏色晶片的陽極。必須查閱規格書中的圖表以確認確切的接腳定義。
6. 焊接與組裝指南
正確的操作對於可靠性至關重要。
6.1 引腳成型
彎折必須在距離環氧樹脂燈珠本體底部至少 3mm 處進行。成型必須在焊接前且在室溫下完成,以避免應力引起的損壞或破裂。PCB 孔位對齊必須精確,以防止安裝應力。
6.2 焊接參數
手動焊接:烙鐵頭溫度 ≤300°C(最大 30W),時間 ≤3 秒,焊接點距離燈珠本體至少 3mm。波峰焊/浸焊:預熱 ≤100°C,時間 ≤60 秒,焊錫槽 ≤260°C,時間 ≤5 秒,同樣遵守 3mm 距離規則。建議進行單次焊接。焊接溫度曲線圖建議採用升溫、峰值與冷卻的順序,以最小化熱衝擊。
6.3 儲存條件
LED 應儲存在 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度的環境中。自出貨起的保存期限為 3 個月。如需更長時間儲存(最長 1 年),請使用帶有氮氣環境與乾燥劑的密封容器。避免在潮濕環境中溫度劇烈變化,以防止凝露。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以抗靜電袋包裝(每袋 200-500 顆)。五袋裝入一個內盒,十個內盒裝入一個外箱。包裝材料具有防潮性。
7.2 標籤說明
包裝標籤包含:CPN(客戶料號)、P/N(製造商料號)、QTY(數量)、CAT(發光強度分級)、HUE(主波長分級)、REF(順向電壓分級)與 LOT No.(追溯碼)。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
主要應用包括電視、顯示器、電話與電腦的狀態指示燈。雙色版本適用於雙狀態信號指示(例如:電源開啟/待機),而高亮度透明版本則是面板照明的理想選擇。
8.2 設計考量
務必使用限流電阻與 LED 串聯。根據電源電壓、LED 順向電壓(依據設計餘裕使用典型值或最大值)與期望的順向電流(正常操作 ≤20mA)計算電阻值。在設計高環境溫度應用時,需考慮 LED 的溫度降額。確保 PCB 佈局根據焊接指南,在 LED 燈珠周圍提供足夠的間隙。
9. 技術比較與差異化
1259-7 系列的關鍵差異化特色在於其雙晶片單一封裝設計,可在標準 5mm 規格中實現雙色功能或亮度均勻性。相較於單晶片 5mm LED,它提供了設計靈活性(雙色)或更均勻的發光模式。其 AlGaInP 技術在黃/綠光譜範圍內提供了比舊技術更高的效率。符合現代環保法規(RoHS、REACH、無鹵素)是標準要求,但仍是關鍵的選擇標準。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以持續以 25mA 驅動此 LED 嗎?
答:雖然絕對最大額定值為 25mA,但電光特性是在 20mA 下定義的。為了確保長期可靠運作並管理接面溫度,建議在 20mA 或以下操作。
問:主波長與峰值波長有何不同?
答:峰值波長 (λp) 是光譜功率最高的單一點。主波長 (λd) 是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。在應用中,λd 對於顏色規格更為相關。
問:如何解讀發光強度分級 (CAT)?
答:CAT 代碼對應於特定的 mcd 值範圍。您必須向製造商索取分級文件,以了解每個 CAT 代碼的確切最小/最大值,從而確保滿足您的亮度要求。
11. 實務設計與使用案例
案例:網路路由器的雙色狀態指示燈。設計師使用雙色 1259-7 (UY/SYG) 來指示網路活動(閃爍綠光)與錯誤狀態(恆亮黃光)。他們使用微控制器在兩個陽極接腳(共用一個共陰極)之間切換電流。在 5V 電源下,每個陽極支路使用一個 100Ω 電阻,產生約 (5V - 2.0V)/100Ω = 30mA 的電流。為了遵循 20mA 的建議,他們將電阻增加到 150Ω,產生約 20mA 的電流。寬廣的視角確保了從各個角度都能清晰可見。
12. 工作原理簡介
此 LED 基於 AlGaInP(磷化鋁鎵銦)半導體材料。當順向電壓施加於 p-n 接面時,電子與電洞重新結合,以光子的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量,這直接對應於發射光的波長(顏色)——黃色(約 589 nm)或黃綠色(約 573 nm)。環氧樹脂透鏡塑造了光輸出,並提供機械與環境保護。
13. 技術趨勢
指示燈 LED 的趨勢是朝向更高效率(每瓦更多流明)、更小的封裝尺寸(例如:0402、0201 SMD)與整合解決方案(例如:內建 IC 用於序列或控制的 LED)。雖然像 5mm 這樣的徑向引腳封裝在某些穿孔應用中仍然流行,但表面黏著元件 (SMD) 封裝因其更小的佔位面積與適合自動化組裝,主導了新的設計。環保合規性與更廣的色域持續是關鍵的發展驅動力。
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出的光通量,越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出的總光量,俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光強降至一半時的角度,決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),如2700K/6500K | 光的顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力,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,如"5-step" | 顏色一致性的量化指標,步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(奈米),如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓,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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向電壓,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) | 熱量從晶片傳到焊點的阻力,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),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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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,確保顏色落在極小範圍內。 | 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,每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(如鉛、汞)。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |