目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數深入解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 光電特性 (Ta=25°C)
- 3. 分級系統說明
- 3.1 輻射強度分級
- 3.2 主波長分級
- 3.3 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對強度 vs. 波長
- 4.2 指向性圖案
- 4.3 順向電流 vs. 順向電壓(IV 曲線)
- 4.4 相對強度 vs. 順向電流
- 4.5 熱特性
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸圖
- 5.2 極性識別與引線框架
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 引腳成型
- 6.2 儲存條件
- 6.3 焊接建議
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明
- 7.3 生產標示 / 料號編碼
- 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. 實務設計案例研究
- 此 LED 基於氮化銦鎵 (InGaN) 半導體晶片。當施加順向電壓時,電子和電洞被注入到主動區域,在那裡它們復合,以光子(光)的形式釋放能量。InGaN 合金的特定成分決定了能隙能量,進而定義了發射光的波長——在本例中為藍光(約 468-470nm)。環氧樹脂封裝用於保護晶片,作為塑造光輸出的主要透鏡,並為引腳提供機械支撐。
- LED 產業持續專注於提高發光效率(每瓦流明)、改善顯色性並降低成本。對於像 7343 系列這樣的指示燈和標誌燈,趨勢包括在保持或增加輸出的同時進一步小型化、增強 24/7 運作的可靠性,以及開發更嚴格的分級公差以實現無縫的大面積顯示器。基礎的 InGaN 技術也是白光 LED(透過螢光粉轉換)和高功率照明應用的基礎,推動了持續的製程改進,使所有 LED 產品類別受益。
1. 產品概述
7343/B1C2-A PSA/MS 是一款高亮度藍光 LED 燈珠,專為需要卓越發光強度的應用而設計。它採用 InGaN 晶片,產生典型主波長為 470nm 的藍光。元件採用流行的 T-1 3/4 圓形封裝,提供緊湊且多功能的尺寸,適用於廣泛的電子組裝。
核心優勢:此 LED 系列專為可靠性和穩健性而設計。主要特色包括多種視角選擇、提供捲帶包裝以利自動化組裝,以及符合 RoHS 環保標準,確保產品不含危害物質。
目標市場:主要針對商業與工業標誌應用。其高亮度與色彩一致性,使其成為要求嚴苛的視覺顯示系統的理想選擇。
2. 技術參數深入解析
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。不保證在此條件下運作。
- 逆向電壓 (VR):5 V - 超過此逆向偏壓電壓可能導致接面崩潰。
- 連續順向電流 (IF):30 mA - 可靠長期運作的最大直流電流。
- 峰值順向電流 (IFP):100 mA - 僅允許在脈衝條件下(工作週期 1/10,1kHz)以處理暫態突波。
- 功率消耗 (Pd):110 mW - 在 Ta=25°C 時封裝可消耗的最大功率,計算方式為 VF * IF。
- 工作與儲存溫度:-40°C 至 +85°C / -40°C 至 +100°C。此寬廣範圍確保在惡劣環境下的功能性。
- 靜電放電 (HBM):1000 V - 表示對靜電放電具有中等敏感度;需要適當的處理程序。
- 焊接溫度 (Tsol):260°C 持續 5 秒 - 定義迴流焊接溫度曲線的耐受度。
2.2 光電特性 (Ta=25°C)
這些參數在標準測試條件下(IF=20mA)量測,定義了元件的性能。
- 發光強度 (Iv):2850 - 7150 mcd(毫燭光)。此寬廣範圍透過分級系統管理(見第 3 節)。高最小值表示明亮的輸出。
- 視角 (2θ1/2):23 度(典型值)。這是一個相對較窄的光束角,集中光輸出以進行定向照明。
- 峰值波長 (λp):468 nm(典型值)。光譜發射最強的波長。
- 主波長 (λd):465 - 475 nm。人眼感知的波長,同樣透過分級管理。
- 光譜頻寬 (Δλ):25 nm(典型值)。定義色彩純度;較小的頻寬表示更單一的顏色。
- 順向電壓 (VF):2.8 - 3.6 V(在 20mA 下)。LED 運作時的跨元件壓降,對驅動器設計至關重要。
- 逆向電流 (IR):最大 50 μA(在 VR=5V 下)。量測關閉狀態下接面的漏電流。
3. 分級系統說明
為確保生產中的色彩與亮度一致性,LED 會根據性能分級。
3.1 輻射強度分級
LED 根據在 20mA 下量測的發光強度分為四個等級(P、Q、R、S)。例如,S 級提供最高輸出(5650-7150 mcd)。設計師必須考慮 ±10% 的量測公差。
3.2 主波長分級
兩個波長等級(1 和 2)確保色彩均勻性。等級 1 涵蓋 465-470nm,等級 2 涵蓋 470-475nm,量測公差為 ±1.0nm。
3.3 順向電壓分級
從 2.8V 到 3.6V 的四個電壓組(0、1、2、3)有助於設計高效的限流電路和預測功耗,公差為 ±0.1V。
4. 性能曲線分析
規格書提供了幾條特性曲線,對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。
4.1 相對強度 vs. 波長
此曲線顯示在 468nm 附近有一個尖銳的峰值,確認了藍光發射,典型頻寬為 25nm。在其他光譜區域的發射極少。
4.2 指向性圖案
極座標圖說明了 23 度的視角,顯示光強度如何隨著與中心軸夾角的增加而減弱。這對於標誌中的光學設計至關重要。
4.3 順向電流 vs. 順向電壓(IV 曲線)
該曲線展示了典型的二極體指數關係。順向電壓隨電流對數增加。在 20mA 的典型工作點,VF 約為 3.2V。
4.4 相對強度 vs. 順向電流
光輸出在達到最大額定值前與電流幾乎呈線性關係。然而,驅動 LED 超過其指定電流會導致效率下降和加速老化。
4.5 熱特性
相對強度 vs. 環境溫度:由於半導體內非輻射復合增加,發光輸出會隨著環境溫度升高而降低。有效的熱管理對於維持亮度至關重要。
順向電流 vs. 環境溫度:對於恆定電壓驅動,順向電流會因 VF 下降而隨溫度升高而增加。這凸顯了恆流驅動器對於穩定運作的重要性。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸圖
機械圖指定了 T-1 3/4 封裝尺寸。關鍵尺寸包括總直徑、引腳間距和環氧樹脂透鏡幾何形狀。除非另有說明,所有尺寸均以毫米為單位,標準公差為 ±0.25mm。法蘭下方的樹脂最大突出量為 1.5mm。
5.2 極性識別與引線框架
陰極通常透過透鏡上的平面、較短的引腳或圖紙上的其他標記來識別。安裝時必須觀察正確的極性,以防止逆向偏壓損壞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 引腳成型
- 彎曲必須在距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm 處進行,以防止應力裂紋。
- 在焊接前成型引腳。
- 避免對封裝施加應力;未對齊的 PCB 孔可能誘發應力並降低性能。
- 在室溫下剪斷引腳。
6.2 儲存條件
- 建議儲存:≤ 30°C 且相對濕度 ≤ 70%。
- 出貨後保存期限:在此條件下為 3 個月。
- 如需更長時間儲存(最長 1 年),請使用帶有氮氣和乾燥劑的密封容器。
- 避免在潮濕環境中溫度劇烈變化,以防止凝結。
6.3 焊接建議
手工焊接:烙鐵頭溫度 ≤ 300°C(最大 30W),焊接時間 ≤ 3 秒,與環氧樹脂燈泡保持 ≥ 3mm 距離。
波峰/浸焊:預熱 ≤ 100°C 持續 ≤ 60 秒,焊錫槽溫度 ≤ 260°C 持續 ≤ 5 秒,與燈泡保持 ≥ 3mm 距離。
一般規則:在高溫製程中避免對引腳施加應力。不要焊接(浸焊或手工焊)超過一次。焊接後讓 LED 自然冷卻。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以防靜電袋包裝,以防止 ESD 損壞。包裝層級為:每袋 200-500 顆 -> 每內箱 5 袋 -> 每主(外)箱 10 個內箱。
7.2 標籤說明
袋子/紙箱上的標籤包括:CPN(客戶產品編號)、P/N(產品編號)、QTY(數量)、CAT(強度與電壓等級)、HUE(波長等級)、REF(參考)和 LOT No.(追溯碼)。
7.3 生產標示 / 料號編碼
料號 7343/B1C2-A PSA/MS 遵循結構化格式,其中元素表示系列、顏色(藍色)、發光強度等級、電壓組、視角和透鏡類型。這允許精確訂購所需的性能特性。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 彩色圖形標誌與訊息看板:高亮度和飽和的藍色使其非常適合全彩 RGB 顯示器或單色藍色訊息顯示。
- 可變訊息標誌 (VMS):用於高速公路或公共資訊顯示,在各種照明條件下的可靠性和可見度至關重要。
- 商業戶外廣告:適用於大型顯示器,其中單個像素的亮度有助於整體圖像清晰度和衝擊力。
8.2 設計考量
- 電流驅動:始終使用設定為 ≤ 30mA 直流的恆流驅動器,以確保穩定的光輸出和長壽命。在高環境溫度下需考慮降額使用。
- 熱管理:雖然封裝的熱路徑有限,但確保 PCB 上有良好的氣流或散熱可以減緩溫升,保持強度和壽命。
- 光學設計:23 度的視角提供定向光。對於更寬的照明,可能需要二次光學元件(擴散片、透鏡)。
- 靜電放電保護:在連接 LED 的 PCB 線路上實施 ESD 保護,特別是在容易發生靜電放電的環境中。
9. 技術比較與差異化
與通用的 5mm 藍光 LED 相比,7343/B1C2-A 提供顯著更高的發光強度(數千 mcd 對比數百 mcd),使其適用於可見度至關重要的應用。其結構化的分級系統與未分級或寬鬆分級的替代品相比,為大規模顯示器提供了更好的色彩和亮度一致性。穩固的封裝和詳細的處理規格表明這是一款為工業可靠性而非業餘愛好者使用而設計的產品。
10. 常見問題(基於技術參數)
Q1:我可以連續以 30mA 驅動此 LED 嗎?
A:可以,30mA 是連續順向電流的絕對最大額定值。為了獲得最佳壽命和可靠性,建議在或低於典型的 20mA 測試條件下運作,特別是在高溫環境中。
Q2:峰值波長和主波長有什麼區別?
A:峰值波長 (λp) 是光譜輸出曲線的物理峰值(468nm)。主波長 (λd) 是與感知顏色相匹配的單一波長(典型值 470nm)。設計師應使用主波長進行色彩規格制定。
Q3:如何為我的應用選擇正確的等級?
A:對於陣列中的均勻外觀,請指定嚴格的主波長等級(例如,僅等級 1)。為了獲得最大亮度,請指定最高的強度等級(S)。您的供應商可以根據規格書範圍提供分級元件。
Q4:為什麼焊接距離(距離燈泡 3mm)如此重要?
A:環氧樹脂透鏡和內部接合線對熱敏感。焊接過程中過多的熱量可能導致環氧樹脂破裂、透鏡變形或接合線斷裂,從而導致立即或潛在的故障。
11. 實務設計案例研究
情境:為戶外電信機櫃設計一個高亮度藍色狀態指示燈。
選擇:選擇 7343/B1C2-A 的 S 級(最高強度)和 1 級(一致的藍色),以在陽光下獲得最大的可見度。
設計一個使用線性穩壓器的簡單恆流電路,從 12V 電源驅動 20mA,基於典型的 VF 3.2V 計算串聯電阻。添加一個暫態電壓抑制器以進行突波保護。佈局:
PCB 佔位符合規格書圖紙。一個散熱焊盤圖案將陰極焊盤連接到一個小的銅澆注區域以進行輕微散熱。LED 與其他元件的距離 ≥ 3mm,以便進行手工焊接。結果:
一個可靠、明亮的指示燈,滿足了環境和可見度要求。12. 技術原理介紹
此 LED 基於氮化銦鎵 (InGaN) 半導體晶片。當施加順向電壓時,電子和電洞被注入到主動區域,在那裡它們復合,以光子(光)的形式釋放能量。InGaN 合金的特定成分決定了能隙能量,進而定義了發射光的波長——在本例中為藍光(約 468-470nm)。環氧樹脂封裝用於保護晶片,作為塑造光輸出的主要透鏡,並為引腳提供機械支撐。
13. 產業趨勢與發展
LED 產業持續專注於提高發光效率(每瓦流明)、改善顯色性並降低成本。對於像 7343 系列這樣的指示燈和標誌燈,趨勢包括在保持或增加輸出的同時進一步小型化、增強 24/7 運作的可靠性,以及開發更嚴格的分級公差以實現無縫的大面積顯示器。基礎的 InGaN 技術也是白光 LED(透過螢光粉轉換)和高功率照明應用的基礎,推動了持續的製程改進,使所有 LED 產品類別受益。
The LED industry continues to focus on increasing luminous efficacy (lumens per watt), improving color rendering, and reducing costs. For indicator and signage lamps like the 7343 series, trends include further miniaturization while maintaining or increasing output, enhanced reliability for 24/7 operation, and the development of even tighter binning tolerances to enable seamless large-area displays. The underlying InGaN technology is also the foundation for white LEDs (via phosphor conversion) and high-power lighting applications, driving continuous process improvements that benefit all LED product categories.
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。 |