目錄
1. 產品概述
本文件提供 323-2SYGD/S530-E2 LED 燈珠的完整技術規格。此元件為一款表面黏著元件(SMD)LED,專為需要特定顏色特性之可靠照明的應用而設計。此 LED 的主要功能是在施加順向電流時發光,將電能轉換為黃綠色光譜內的可見光。
1.1 核心特性與優勢
此 LED 提供多項關鍵特性,使其適用於各種電子應用。它提供多種視角選擇,讓設計師能根據特定需求選擇合適的光束模式。產品以捲帶包裝供應,便於大量生產中的自動化組裝流程。其設計可靠且堅固,確保在整個使用壽命期間性能一致。此元件符合多項重要的環境與安全標準,包括 RoHS(有害物質限制)指令、歐盟 REACH 法規,並歸類為無鹵素產品,對溴(Br)和氯(Cl)含量有嚴格限制。
1.2 目標市場與應用
此 LED 系列專為要求更高亮度等級的應用而設計。主要目標市場包括消費性電子和顯示技術。明確提及的典型應用為電視機、電腦顯示器、電話以及一般電腦周邊設備。其特性使其適用於緊湊型電子設備中的狀態指示燈、背光照明和一般用途照明。
2. 技術規格與客觀解讀
本節詳細說明定義 LED 性能範圍的關鍵電氣、光學和熱參數。除非另有說明,所有規格均在環境溫度(Ta)25°C 的標準測試條件下量測。
2.1 元件選擇與材料組成
此 LED 採用 AlGaInP(磷化鋁鎵銦)半導體晶片材料。此材料系統以在黃、橙、紅和綠光譜區域產生高效率發光而聞名。發光顏色指定為亮黃綠色。用於 LED 封裝透鏡的樹脂為綠色擴散型,有助於散射光線並達到指定的視角。
2.2 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。這些並非建議的操作條件。連續順向電流(IF)不得超過 25 mA。允許較高的峰值順向電流(IFP)60 mA,但僅限於脈衝條件下,工作週期為 1/10,頻率為 1 kHz。LED 可承受的最大反向電壓(VR)為 5 V。封裝的總功耗(Pd)限制為 60 mW。元件可在 -40°C 至 +85°C 的環境溫度下工作,並可在 -40°C 至 +100°C 的溫度下儲存。焊接溫度耐受度為 260°C,最長持續時間為 5 秒。
2.3 電光特性
這些參數描述 LED 在正常工作條件下的性能,通常在順向電流(IF)為 20 mA 時量測。發光強度(Iv)的典型值為 80 mcd(毫燭光),最小值為 40 mcd。視角(2θ1/2)定義為強度降至峰值一半的角度,典型值為 60 度。峰值波長(λp)典型值為 575 nm,主波長(λd)典型值為 573 nm,確認了黃綠色座標。光譜輻射頻寬(Δλ)典型值為 20 nm。在 20 mA 下,順向電壓(VF)範圍從最小值 1.7 V、典型值 2.0 V 到最大值 2.4 V。當施加 5 V 反向偏壓時,反向電流(IR)的最大限制為 10 μA。規格書亦註明量測不確定度:發光強度為 ±10%,主波長為 ±1.0 nm,順向電壓為 ±0.1 V。
3. 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。
3.1 光譜與角度分佈
相對強度 vs. 波長曲線顯示光譜功率分佈,峰值約在 575 nm 處,具有典型頻寬。指向性曲線說明了空間輻射模式,顯示光強如何隨與中心軸的角度變化而變化,這與 60 度視角相關。
3.2 電氣與熱特性
順向電流 vs. 順向電壓(IV 曲線)展示了二極體的指數關係。相對強度 vs. 順向電流曲線顯示光輸出隨電流增加而增加,但在較高電流下可能因發熱和效率下降而變得次線性。相對強度 vs. 環境溫度和順向電流 vs. 環境溫度曲線對於熱管理至關重要。它們顯示發光輸出隨著環境溫度升高而降低,且順向電壓具有負溫度係數(隨溫度升高而降低)。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
規格書包含 LED 封裝的詳細尺寸圖。關鍵註明所有尺寸單位為毫米。一個重要限制是法蘭的高度必須小於 1.5 mm(0.059 英寸)。未指定尺寸的一般公差為 ±0.25 mm。該圖定義了 PCB(印刷電路板)佈局所需的機體尺寸、引腳間距和整體佔位面積。
4.2 極性識別與安裝
雖然提供的文本中未明確詳述,但標準 LED 封裝具有陽極和陰極標記,通常以較長的引腳、透鏡上的平坦邊緣或機體上的標記來表示。正確的極性對於操作至關重要。
5. 焊接與組裝指南
正確的處理對於確保可靠性和防止損壞至關重要。
5.1 引腳成型
如果需要彎曲引腳,必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3 mm 的位置進行。成型應始終在焊接之前進行。必須避免在成型過程中對 LED 封裝施加應力,以防止內部損壞或斷裂。引腳應在室溫下切割。PCB 孔必須與 LED 引腳完美對齊,以避免安裝應力,這種應力可能導致環氧樹脂和 LED 本身劣化。
5.2 儲存條件
LED 應儲存在 30°C 或以下、相對濕度(RH)70% 或以下的環境中。在此條件下,建議的儲存壽命為出貨後 3 個月。對於更長時間的儲存(長達一年),應將其保存在充滿氮氣並帶有吸濕材料的密封容器中。應避免在高濕度環境中溫度急劇變化,以防止凝結。
5.3 焊接製程
焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少 3 mm。提供了手動焊接和浸焊(波峰焊)的建議條件。對於手動焊接,使用最高 300°C 的烙鐵頭(適用於 30W 烙鐵),時間不超過 3 秒。對於浸焊,預熱最高至 100°C,持續最多 60 秒,然後在最高 260°C 的焊錫槽中浸焊 5 秒。通常會包含焊接溫度曲線圖,顯示時間與溫度的關係。當 LED 處於高溫時,不應對引腳施加應力。浸焊或手動焊接不應進行超過一次。焊接後,必須保護 LED 免受機械衝擊,直到其冷卻至室溫。不建議快速冷卻。始終建議使用能形成可靠焊點的最低可能焊接溫度。
5.4 清潔
如果需要清潔,請在室溫下使用異丙醇,時間不超過一分鐘,然後風乾。通常不建議使用超音波清洗。如果絕對必要,必須預先驗證其參數(功率、持續時間),以確保不會造成損壞,因為它可能導致晶片或封裝產生微裂紋。
6. 應用設計考量
6.1 熱管理
有效的散熱對於 LED 性能和壽命至關重要。應用設計必須考慮熱管理。應根據環境溫度,參考降額曲線適當降低工作電流。在最終應用中控制 LED 周圍的溫度對於維持指定的發光輸出和防止加速老化是必要的。
6.2 ESD(靜電放電)防護
LED 對靜電放電和突波電壓敏感,這些可能損壞半導體晶片。在組裝過程中必須遵循正確的 ESD 處理程序,包括使用接地工作站、腕帶和導電容器。
6.3 電流限制
LED 是電流驅動元件。必須使用串聯限流電阻或恆流驅動電路,以防止順向電流超過最大額定值,否則將導致快速失效。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 使用防潮和防靜電材料包裝。包裝層次為:LED 置於防靜電袋中。這些袋子再放入內箱。多個內箱裝入外箱以便運輸。
7.2 包裝數量與標籤說明
每袋最小包裝數量為 200 至 500 件。六袋裝入一個內箱。十個內箱構成一個外箱。包裝上的標籤包含多個代碼:CPN(客戶生產編號)、P/N(生產編號)、QTY(包裝數量)、CAT(發光強度等級)、HUE(主波長等級)、REF(順向電壓等級)和 LOT No(批次編號,用於追溯)。
8. 技術比較與差異化
雖然原始文件中未提供與其他產品的直接比較,但可以推斷出此 LED 的關鍵差異點。與舊技術相比,使用 AlGaInP 晶片技術通常在黃紅色光譜中提供更高的效率和更好的色彩飽和度。符合無鹵素和嚴格的 RoHS/REACH 標準對於瞄準全球市場(尤其是歐洲)的產品來說是一個顯著優勢。在 20 mA 下典型 80 mcd 的強度與 60 度視角的結合,提供了適合指示燈和背光角色的亮度與光束寬度的平衡。
9. 常見問題解答(基於技術參數)
問:峰值波長和主波長有什麼區別?
答:峰值波長(λp)是發射光功率最大的波長。主波長(λd)是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。對於此黃綠色 LED,它們非常接近(575 nm 對比 573 nm)。
問:我可以用 3.3V 電源驅動此 LED 而不使用電阻嗎?
答:不行。順向電壓典型值為 2.0V,但可能低至 1.7V。將其直接連接到 3.3V 會導致過大電流,很可能超過 25 mA 的最大值並損壞 LED。必須使用串聯電阻將電流限制在 20 mA 或以下。
問:為什麼儲存壽命限制為 3 個月?
答:這是為了防止塑膠封裝吸收濕氣。儲存期間吸收的濕氣在焊接過程中可能迅速膨脹("爆米花效應"),導致內部損壞。3 個月的限制是基於標準工業儲存環境的假設。對於更長時間的儲存,規定了氮氣袋方法。
問:焊接溫度是 260°C,但我的 PCB 上其他元件的額定溫度是 240°C。我該怎麼辦?
答:您必須遵循最嚴格的製程。您可能需要使用較低的焊接溫度曲線,並可能使用不同的焊錫合金,但這必須經過驗證,以確保在 LED 引腳上形成可靠的電氣和機械連接點。
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。 |