目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 特性與核心優勢
- 1.2 目標市場與應用
- 2. 技術參數深度客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- -40°C 至 +100°C。元件在此範圍內儲存不會劣化。
- ):
- FF=20mA 時,2.6 至 3.6 伏特。這是 LED 導通電流時兩端的電壓降。
- 在 20mA 下測量。每個等級的公差為 ±0.1 伏特。VD6:
- D10:d3.4V - 3.6V
- 280 mcd (最小) - 355 mcd (最大)
- 355 mcd - 450 mcd
- 450 mcd - 560 mcd
- D
- 在 20mA 下以奈米 (nm) 測量。每個等級的公差為 ±1 nm。
- AC:
- AD:
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
- 此曲線顯示流經 LED 的電流與其兩端電壓之間的指數關係。對於在驅動電路中選擇適當的限流電阻至關重要。
- 陰極 (負極) 通常由封裝上的標記指示,例如凹口、圓點或切角。在組裝過程中,正確的極性方向至關重要。
- 150°C 至 200°C。
- 最長 120 秒。
- 最高 260°C。
- 液相線以上時間:
- 應針對特定的 PCB 設計、元件及使用的錫膏來表徵溫度曲線。
- 已開封包裝:
- 對於從原包裝取出的元件,儲存環境不應超過 30°C 和 60% RH。建議在 168 小時 (7 天) 內完成紅外線迴焊。若儲存時間超過此期限,應在焊接前以約 60°C 烘烤至少 48 小時。
- 空的元件凹穴以頂部蓋帶密封。
- )、串聯電阻 (R
- ) 及 LED 組成。電阻值使用歐姆定律計算:R
- S
- F
- F
- F
- ) 是基於人眼色彩感知 (CIE 圖表) 的計算值,代表與 LED 感知顏色相匹配的純光譜色的單一波長。對於像此藍光 LED 這樣的單色 LED,兩者通常接近但並不完全相同。
- 不建議這樣做。順向電壓 (V
1. 產品概述
本文件提供一款表面黏著元件 (SMD) 發光二極體 (LED) 的完整技術規格。此元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝製程設計,其微型化外型非常適合空間受限的應用。該 LED 採用 InGaN (氮化銦鎵) 半導體材料產生藍光,並封裝於水色透明透鏡內。
1.1 特性與核心優勢
此 LED 符合有害物質限制 (RoHS) 指令。它以業界標準的 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑的捲盤上供應,便於與自動化取放設備相容。此元件設計為與積體電路 (IC) 相容,並可承受標準紅外線 (IR) 迴焊製程。它已預先處理以符合 JEDEC (聯合電子元件工程委員會) 濕度敏感等級 3 的要求。
1.2 目標市場與應用
此 LED 適用於廣泛的電子設備。主要應用領域包括通訊裝置、辦公室自動化設備、家用電器及工業控制系統。其典型用途為狀態指示燈、訊號或符號照明,以及前面板背光。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
所有額定值均在環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。超過這些限制可能導致永久性損壞。
- 功率消耗 (Pd):108 mW。這是元件能以熱形式消散的最大功率。
- 峰值順向電流 (IF(PEAK)):100 mA。這是最大允許的瞬間順向電流,通常在脈衝條件下 (1/10 工作週期,0.1ms 脈衝寬度)。
- 直流順向電流 (IFF):
- 30 mA。這是建議用於可靠運作的最大連續順向電流。操作溫度範圍:
- -40°C 至 +100°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。儲存溫度範圍:
-40°C 至 +100°C。元件在此範圍內儲存不會劣化。
2.2 電氣與光學特性
- 這些參數定義了 LED 在 Ta=25°C 正常操作條件下的典型性能。V發光強度 (IVF):
- 在順向電流 (IF) 為 20mA 時,280 至 560 毫燭光 (mcd)。強度是使用近似 CIE 明視覺響應曲線的感測器與濾光片測量。視角 (2θ
- 1/2P):120 度 (典型值)。這是發光強度降至其軸向 (中心軸) 值一半時的全角。
- 峰值發射波長 (λdP):F468 奈米 (nm) 典型值。這是光譜功率分佈達到最大值的波長。
- 主波長 (λD
- ):F在 IFF=20mA 時,465 至 475 nm。這是人眼感知的單一波長,源自 CIE 色度圖。
- 光譜線半高寬 (Δλ):R20 nm 典型值。這表示發射光的光譜純度或頻寬。順向電壓 (VRF
):
在 I
FF=20mA 時,2.6 至 3.6 伏特。這是 LED 導通電流時兩端的電壓降。
逆向電流 (I
- R):
- 在逆向電壓 (VR
- ) 5V 下,最大 10 μA。此元件並非為逆向操作設計;此參數僅供測試用途。3. 分級系統說明
- LED 根據關鍵性能參數進行分級,以確保同一生產批次內的一致性。3.1 順向電壓 (V
- F) 等級
在 20mA 下測量。每個等級的公差為 ±0.1 伏特。VD6:
2.6V (最小) - 2.8V (最大)
- D7:2.8V - 3.0V
- D8:3.0V - 3.2V
- D9:3.2V - 3.4V
D10:d3.4V - 3.6V
3.2 發光強度 (I
- V) 等級
- 在 20mA 下以毫燭光 (mcd) 測量。每個等級的公差為 ±11%。T1:
280 mcd (最小) - 355 mcd (最大)
T2:
355 mcd - 450 mcd
U1:
450 mcd - 560 mcd
3.3 主波長 (λ
D
) 等級
在 20mA 下以奈米 (nm) 測量。每個等級的公差為 ±1 nm。
AC:
465.0 nm (最小) - 470.0 nm (最大)
AD:
470.0 nm - 475.0 nm
4. 性能曲線分析
提供典型特性曲線以說明關鍵參數之間的關係。這些曲線對於電路設計和性能預測至關重要。
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
此曲線顯示流經 LED 的電流與其兩端電壓之間的指數關係。對於在驅動電路中選擇適當的限流電阻至關重要。
4.2 發光強度 vs. 順向電流
- 此圖表展示光輸出 (以 mcd 為單位) 如何隨順向電流增加。通常在建議操作範圍內呈現近乎線性的關係,有助於設計師達到所需的亮度水平。4.3 光譜功率分佈
- 此曲線繪製相對光強度與波長的關係,顯示峰值約在 468nm,光譜半高寬約為 20nm,定義了藍色光的特性。5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸此 LED 符合 EIA (電子工業聯盟) 標準 SMD 封裝外型。除非另有說明,所有尺寸均以毫米為單位,一般公差為 ±0.2mm。圖面包含本體長度、寬度、高度及引腳間距等關鍵尺寸。
- 5.2 建議 PCB 焊接墊佈局提供適用於紅外線或氣相迴焊的焊墊圖案。此圖顯示 PCB 上建議的銅焊墊尺寸與間距,以確保形成適當的焊點、機械穩定性及熱管理。
5.3 極性識別
陰極 (負極) 通常由封裝上的標記指示,例如凹口、圓點或切角。在組裝過程中,正確的極性方向至關重要。
6. 焊接與組裝指南6.1 紅外線迴焊溫度曲線
提供符合 J-STD-020B 標準的無鉛焊接製程建議溫度曲線。關鍵參數包括:預熱溫度:
150°C 至 200°C。
預熱時間:
最長 120 秒。
峰值溫度:
最高 260°C。
液相線以上時間:
最長 10 秒 (最多允許兩次迴焊循環)。
應針對特定的 PCB 設計、元件及使用的錫膏來表徵溫度曲線。
- 6.2 儲存條件
- 密封包裝:
- 儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度 (RH)。若儲存在原裝含乾燥劑的防潮袋中,保存期限為一年。
已開封包裝:
對於從原包裝取出的元件,儲存環境不應超過 30°C 和 60% RH。建議在 168 小時 (7 天) 內完成紅外線迴焊。若儲存時間超過此期限,應在焊接前以約 60°C 烘烤至少 48 小時。
6.3 清潔CC若焊接後需要清潔,請在常溫下使用酒精類溶劑 (如乙醇或異丙醇) 清洗,時間少於一分鐘。避免使用未指定的化學液體。S6.4 手工焊接 (烙鐵)S若需手工焊接,請將烙鐵頭溫度限制在最高 300°C,且每個引腳的焊接時間最長為 3 秒。此操作僅應執行一次。CC7. 包裝與訂購資訊F7.1 載帶與捲盤規格FLED 以 8mm 寬的凸版載帶包裝,捲繞於 7 英吋 (178mm) 直徑的捲盤上。每捲盤包含 5000 個元件。載帶凹穴尺寸及捲盤軸心/凸緣尺寸詳見圖面,符合 ANSI/EIA-481 規範。F7.2 包裝注意事項F.
空的元件凹穴以頂部蓋帶密封。
- 剩餘批次的最小包裝數量為 500 個。每捲盤最多允許連續缺失兩個元件 (燈)。
- 8. 應用建議8.1 典型應用電路
- LED 是電流驅動元件。當並聯驅動多個 LED 時,為確保亮度均勻,應與每個 LED 串聯一個限流電阻。一個簡單的驅動電路由電壓源 (VCC
)、串聯電阻 (R
S
) 及 LED 組成。電阻值使用歐姆定律計算:R
S
= (VPCCd- V
F
) / IFFF,其中 V
F
是 LED 在所需電流 I
F
下的順向電壓。
8.2 設計考量
熱管理:
1. 確保 PCB 設計允許充分的散熱,特別是在接近最大電流或功率額定值操作時。光學設計:F120° 的寬視角使此 LED 適合需要廣角照明或多角度可見性的應用。若需要更集中的光束,請考慮使用透鏡或導光板。F靜電防護:
2. 雖然未明確說明,但在處理和組裝過程中應遵守標準的靜電放電 (ESD) 預防措施。9. 技術比較與差異化F此 LED 的主要差異化特點包括其相對較高的發光強度 (最高 560 mcd) 與非常寬的 120 度視角的結合。InGaN 技術提供了高效的藍光發射。其與自動化組裝和標準紅外線迴焊製程的相容性,使其成為大批量生產中具成本效益的選擇。詳細的分級結構允許設計師為需要顏色或亮度一致性的應用選擇具有嚴格參數公差的元件。V10. 常見問題 (基於技術參數)d10.1 峰值波長與主波長有何不同?
3. 峰值波長 (λP
4. ) 是 LED 發射最多光功率的物理波長。主波長 (λD
) 是基於人眼色彩感知 (CIE 圖表) 的計算值,代表與 LED 感知顏色相匹配的純光譜色的單一波長。對於像此藍光 LED 這樣的單色 LED,兩者通常接近但並不完全相同。
10.2 我可以用 3.3V 電源不接電阻驅動此 LED 嗎?
不建議這樣做。順向電壓 (V
F
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。 |