目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 特點
- 1.3 應用
- 2. 封裝尺寸與極性
- 2.1 機械輪廓
- 2.2 極性識別
- 3. 電氣與光學特性
- 3.1 正向電壓
- 3.2 主波長
- 3.3 發光強度
- 3.4 其他參數
- 3.5 絕對最大額定值
- 4. 分檔系統
- 5. 典型光學特性曲線
- 5.1 正向電壓與正向電流關係
- 5.2 正向電流與相對強度關係
- 5.3 焊接溫度與相對強度和正向電流關係
- 5.4 正向電流與主波長關係
- 5.5 相對強度與波長關係
- 5.6 輻射圖案
- 6. 包裝資訊
- 6.1 承載帶與卷盤
- 6.2 標籤格式
- 6.3 防潮袋
- 6.4 紙箱
- 6.5 儲存條件
- 7. 可靠性測試項目與標準
- 8. SMT迴流焊接說明
- 8.1 建議迴流曲線
- 8.2 手工焊接
- 8.3 修復
- 8.4 注意事項
- 9. 處理注意事項與設計考量
- 9.1 環境條件
- 9.2 靜電放電(ESD)
- 9.3 電路設計
- 9.4 熱管理
- 10. 應用範例與設計說明
- 11. 原理概述
- 12. 發展趨勢
- LED規格術語詳解
- 一、光電性能核心指標
- 二、電氣參數
- 三、熱管理與可靠性
- 四、封裝與材料
- 五、質量控制與分檔
- 六、測試與認證
1. 產品概述
1.1 一般說明
此綠色LED採用綠色晶片製造,並封裝在尺寸為1.6mm x 0.8mm x 0.93mm的緊湊型表面貼裝封裝中。它設計用於一般指示器應用、符號顯示和開關背光。該LED具有60度的窄視角,使其適合需要聚焦光輸出的應用。它符合RoHS要求,濕度敏感等級為3(MSL 3)。該產品適用於所有SMT組裝和焊接製程。
1.2 特點
- 窄視角:60°(在50%發光強度下)
- 適用於所有表面黏著組裝和焊接製程
- 濕度敏感等級:等級3
- 符合RoHS規範
- 提供多種波長和強度分檔
1.3 應用
- 光學指示器
- 開關和符號顯示
- 一般用途
2. 封裝尺寸與極性
2.1 機械輪廓
LED封裝長度1.60mm,寬度0.80mm,高度0.93mm(除非另有說明,公差±0.2mm)。俯視圖顯示矩形輪廓,一側有小突起用於極性識別。底部視圖顯示兩個端子:端子1為陰極,端子2為陽極。建議的焊接墊佈局:陽極墊寬0.70mm,間隙0.30mm,陰極墊寬1.2mm,墊之間的外部距離為2.8mm。所有尺寸單位為毫米。
2.2 極性識別
極性標記在封裝上。在底部視圖中,陰極由一個小缺口或標記指示。用戶必須在組裝時確保正確方向,以避免反向偏壓損壞。
3. 電氣與光學特性
3.1 正向電壓
在20mA正向電流和25°C溫度下,正向電壓(VF)分為多個分檔:E0 (2.4-2.6V)、F0 (2.6-2.8V)、G0 (2.8-3.0V)、H0 (3.0-3.2V)、I0 (3.2-3.4V)、J0 (3.4-3.6V)。典型值約為3.2V。最大絕對正向電流為30mA DC,峰值脈衝電流為60mA(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)。
3.2 主波長
主波長(λD)在20mA和25°C下測量。可用的分檔包括D00 (515-520nm)、E00 (520-525nm)、F00 (525-530nm)、G00 (530-535nm)和J00 (535-540nm? 典型值530nm)。涵蓋範圍從515nm到535nm,典型值約為525-530nm。測量公差為±2nm。
3.3 發光強度
20mA下的發光強度(IV)分為I0 (350-530mcd)、K00 (530-800mcd)和L00 (800-1200mcd)分檔。K00分檔的典型強度約為530mcd。測量公差為±10%。
3.4 其他參數
- 光譜半波寬(Δλ):典型15nm。
- 視角(2θ1/2):60°。
- 反向電流(IR)在VR=5V時:最大10μA。
- 熱阻(RTHJ-S):典型450°C/W。
3.5 絕對最大額定值
在Ts=25°C時:功耗108mW;正向電流30mA;峰值正向電流60mA(脈衝);ESD (HBM) 1000V;工作溫度-40至+85°C;儲存溫度-40至+85°C;結溫95°C。必須注意不要超過這些限制,特別是結溫和功耗。
4. 分檔系統
LED根據正向電壓、主波長和發光強度進行分檔。這使得客戶可以選擇參數嚴格控制的器件,以獲得一致性能。標籤上的分檔代碼包括VF、WLD(波長)和光通量/IV的欄位。典型分檔結構如下:
- 正向電壓分檔:E0 (2.4-2.6V)、F0 (2.6-2.8V)、G0 (2.8-3.0V)、H0 (3.0-3.2V)、I0 (3.2-3.4V)、J0 (3.4-3.6V)。
- 波長分檔:D00 (515-520nm)、E00 (520-525nm)、F00 (525-530nm)、G00 (530-535nm)、J00 (535-540nm?典型530nm)。
- 強度分檔:I0 (350-530mcd)、K00 (530-800mcd)、L00 (800-1200mcd)。
5. 典型光學特性曲線
5.1 正向電壓與正向電流關係
正向電壓隨正向電流增加而增加,呈現典型二極體曲線。在20mA時,VF約為3.0-3.2V。曲線在低電流時急劇上升,在高電流時逐漸增加。
5.2 正向電流與相對強度關係
相對強度隨正向電流增加而增加,直至最大額定值。曲線呈線性至略微超線性關係。
5.3 焊接溫度與相對強度和正向電流關係
隨著焊接溫度(或環境溫度)升高,相對強度降低。必須降低正向電流以保持結溫低於95°C。這些曲線有助於熱設計。
5.4 正向電流與主波長關係
隨著正向電流增加,由於加熱和能帶變窄,主波長略微向長波長方向偏移(紅移)。
5.5 相對強度與波長關係
光譜分佈在520-530nm附近出現峰值,半波寬約為15nm。
5.6 輻射圖案
輻射圖案具有方向性,在50%強度時視角為60°,適合聚焦指示應用。
6. 包裝資訊
6.1 承載帶與卷盤
LED封裝在寬度8.0mm、口袋間距4.0mm的承載帶中。帶子繞在直徑178mm、輪轂直徑60mm、寬度8.0mm的卷盤上。每個卷盤包含3000件。進給方向已標示,帶上帶有極性標記。
6.2 標籤格式
標籤包括零件編號、規格編號、批號、分檔代碼(VF、波長、光通量/IV)、數量和生產日期。分檔代碼可追溯電氣和光學特性。
6.3 防潮袋
卷盤密封在帶有乾燥劑和濕度指示卡的防潮袋中。包裝上標有ESD注意事項。
6.4 紙箱
多個卷盤裝在紙箱中運輸。
6.5 儲存條件
打開鋁袋前:儲存在≤30°C和≤75%RH條件下,交貨後保質期1年。打開後:儲存在≤30°C和≤60%RH條件下,必須在168小時內使用。若超過儲存條件,需要在60±5°C下烘烤至少24小時。
7. 可靠性測試項目與標準
LED已通過以下可靠性測試(樣本數22件,允收標準0/1):
- 迴流焊接:最高260°C,10秒,2次(JESD22-B106)。
- 溫度循環:-40°C至100°C,100次循環(JESD22-A104)。
- 熱衝擊:-40°C至100°C,300次循環(JESD22-A106)。
- 高溫儲存:100°C,1000小時(JESD22-A103)。
- 低溫儲存:-40°C,1000小時(JESD22-A119)。
- 壽命測試:25°C,IF=20mA,1000小時(JESD22-A108)。
失效標準:正向電壓變化在±10%以內(U.S.L x 1.1),反向電流小於U.S.L x 2.0,光通量保持率≥70%(L.S.L x 0.7)。
8. SMT迴流焊接說明
8.1 建議迴流曲線
此LED相容於無鉛迴流焊接。曲線必須遵循以下參數:升溫速率≤3°C/s;預熱從150°C至200°C,持續60-120秒;217°C(TL)以上時間60-150秒;峰值溫度(TP)260°C,最長10秒;冷卻速率≤6°C/s。從25°C到峰值的總時間應≤8分鐘。
8.2 手工焊接
若需手工焊接:烙鐵溫度<300°C,時間<3秒,僅一次。
8.3 修復
應避免修復。若無法避免,使用雙頭烙鐵,並預先檢查LED特性未受損。
8.4 注意事項
- 請勿將LED安裝在翹曲的PCB上。
- 迴流焊接後冷卻期間請勿施加機械應力或振動。
- 請勿快速冷卻器件。
9. 處理注意事項與設計考量
9.1 環境條件
LED不應暴露於高濃度硫化物(>100ppm)或鹵化物(溴<900ppm,氯<900ppm,總鹵素<1500ppm)。來自固定材料的揮發性有機化合物(VOCs)可能滲入矽膠封裝並導致變色;請使用相容材料。
9.2 靜電放電(ESD)
此LED對ESD敏感(HBM 1000V)。在處理、儲存和組裝期間使用適當的ESD保護。
9.3 電路設計
務必使用限流電阻,避免超過絕對最大電流。驅動電路不得施加反向電壓或過電流。熱設計至關重要:確保足夠的散熱,使結溫低於95°C。
9.4 熱管理
由於熱阻為450°C/W,在20mA時功耗約64-72mW,導致溫度比環境溫度升高約29-32°C。在較高電流時,需要降額。
10. 應用範例與設計說明
此綠色LED非常適合消費電子、工業控制和汽車內飾中的狀態指示燈、按鈕背光和符號照明。其窄視角提供高軸向亮度。為實現均勻照明,可使用多個LED並保持適當間距。設計PCB時,請遵循建議的焊接墊尺寸。務必考慮溫度和電流的降額曲線。若防潮袋打開超過168小時或乾燥劑變色,則需要預烘烤。LED應存放在乾燥、防靜電的環境中。
11. 原理概述
綠色LED基於氮化鎵(GaN)或氮化銦鎵(InGaN)晶片,當電子在p-n結中與電洞複合時發光。半導體的能帶決定主波長,綠色通常約為520nm。器件封裝在透明矽膠或環氧樹脂中,以保護晶片並提供光學透鏡效果,從而達到所需的視角。
12. 發展趨勢
綠色LED不斷向更高效率和更好的色彩穩定性發展。當前趨勢包括更小封裝尺寸(如0603)、更高發光效率和改進的熱管理。綠色LED在顯示器背光和汽車照明中的應用持續增長。此1608封裝因其尺寸、亮度和成本之間的平衡,在一般指示應用中仍然受歡迎。
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。 |