目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 熱特性
- 2.3 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度 (IV) 等級
- 3.2 主波長 (WD) 等級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械與包裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 建議 PCB 焊墊圖形
- 5.3 捲帶包裝
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 紅外線迴焊溫度曲線
- 6.2 手工焊接
- 6.3 清潔
- 7. 儲存與操作注意事項
- 7.1 儲存條件
- 7.2 應用備註
- 8. 驅動方法與設計考量
- 9. 典型應用情境
- 10. 技術比較與差異化
- 11. 常見問題 (基於技術參數)
- 12. 設計導入案例研究
- 13. 工作原理簡介
- 14. 技術趨勢
1. 產品概述
本文件詳述一款高亮度、表面黏著式橘光 LED 的規格。此元件專為自動化組裝製程設計,適用於各種空間受限、需要可靠狀態指示或背光功能的電子應用。
1.1 核心優勢
- 符合 RoHS 環保標準。
- 採用 8mm 捲帶包裝於 7 吋捲盤,適合高效能自動化取放組裝。
- 標準化 EIA 封裝佔位面積確保設計相容性。
- 邏輯位準相容的驅動需求。
- 設計可承受標準紅外線 (IR) 迴焊溫度曲線。
- 預處理至 JEDEC 濕度敏感等級 3,確保可靠性。
1.2 目標市場
此 LED 專為整合至通訊設備、辦公室自動化裝置、家電產品及工業控制系統而設計。其主要功能包括狀態指示、符號照明以及前面板背光。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
操作條件不得超過這些限制,以防止元件永久損壞。
- 功率消耗 (Pd):最大 75 mW。
- 峰值順向電流 (IF(PEAK)):80 mA (脈衝,工作週期 1/10,脈衝寬度 0.1ms)。
- 連續順向電流 (IFF):
- 最大 30 mA DC。操作與儲存溫度範圍:
-40°C 至 +100°C。
2.2 熱特性
- 對於熱管理設計至關重要,以確保使用壽命與穩定性能。j最大接面溫度 (TJ
- ):115°C。熱阻,接面至環境 (RθJA
):
典型值 140 °C/W。此值表示每消耗一瓦功率所上升的溫度。a2.3 電氣與光學特性F典型性能參數於環境溫度 (T
- AV) 25°C、順向電流 (IF
- ) 20mA 下量測。發光強度 (IV):
- 140 - 450 毫燭光 (mcd)。實際值由分級等級決定。P視角 (2θ1/2
- ):d典型值 120 度。此寬廣視角提供寬闊且均勻的照明。峰值發射波長 (λ
- P):
- 典型值 609 nm。F主波長 (λD
- ):R598 - 610 nm。定義光線的感知顏色。光譜線半寬度 (Δλ):R典型值 15 nm。衡量色彩純度的指標。
順向電壓 (V
F
):V1.7 - 2.5 伏特。設計限流電路時必須考量此範圍。
逆向電流 (IFR
- ):於逆向電壓 (V
- R) 5V 下,最大 10 μA。注意:此元件並非設計用於逆向偏壓操作。
- 3. 分級系統說明元件依性能分級,以確保同一生產批次內的一致性。
- 3.1 發光強度 (IV
- ) 等級於 I
F
= 20mA 下分級。每個等級內的公差為 ±11%。FR2:
- 140.0 - 180.0 mcdS1:
- 180.0 - 224.0 mcdS2:
- 224.0 - 280.0 mcdT1:
- 280.0 - 355.0 mcdT2:
355.0 - 450.0 mcd
3.2 主波長 (WD) 等級
於 I
F
= 20mA 下分級。每個等級內的公差為 ±1 nm。
P:
598 - 601 nm
Q:
601 - 604 nm
R:
604 - 607 nm
S:
607 - 610 nm
4. 性能曲線分析
圖形數據提供了在不同條件下元件行為的深入見解。規格書中包含的典型曲線圖示了順向電流與發光強度的關係、順向電壓對順向電壓的關係,以及光譜功率分佈。分析這些曲線對於預測在實際應用中(溫度和驅動電流可能波動)的性能至關重要。
5. 機械與包裝資訊
5.1 封裝尺寸
此元件符合標準表面黏著封裝,尺寸約為 3.2mm x 1.6mm x 1.4mm。除非另有說明,所有尺寸公差為 ±0.2mm。透鏡為透明,光源顏色為使用 AlInGaP 技術的橘光。
- 5.2 建議 PCB 焊墊圖形提供建議的焊墊佈局,適用於紅外線或氣相迴焊,以確保在組裝過程中形成良好的焊點、機械穩定性以及最佳的散熱效果。
- 5.3 捲帶包裝LED 以業界標準的凸版載帶 (寬度 8mm) 供應,捲繞於直徑 7 吋 (178mm) 的捲盤上。標準捲盤數量為 5000 顆。包裝遵循 ANSI/EIA-481 規範,使用頂部蓋帶密封元件口袋。
- 6. 焊接與組裝指南6.1 紅外線迴焊溫度曲線
- 對於無鉛製程,建議採用符合 J-STD-020B 規範的溫度曲線。關鍵參數包括預熱區 (150-200°C,最長 120 秒) 以及峰值本體溫度不超過 260°C,最長 10 秒。應針對特定的 PCB 組裝件進行溫度曲線特性分析。6.2 手工焊接
若需進行手工焊接,請使用烙鐵頭溫度不超過 300°C 的烙鐵。接觸時間應限制在最多 3 秒,且每個焊墊僅應執行一次,以避免對 LED 封裝造成熱損傷。
6.3 清潔
若需進行組裝後清潔,僅可使用指定的溶劑,如室溫下的乙醇或異丙醇。浸泡時間應少於一分鐘。避免使用未指定的化學清潔劑,因其可能損壞 LED 封裝材料。
7. 儲存與操作注意事項F7.1 儲存條件密封包裝:儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度 (RH)。請在打開防潮袋後一年內使用。
已開封包裝 / 暴露元件:
儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH。元件應在暴露於環境空氣後 168 小時 (1 週) 內進行紅外線迴焊,以防止在迴焊過程中因濕氣造成損壞 ("爆米花效應")。
- 長期儲存 (已開封):儲存於帶有乾燥劑的密封容器中,或於氮氣環境中儲存。
- 烘烤:暴露超過 168 小時的 LED,在焊接前需要以約 60°C 烘烤至少 48 小時。
- 7.2 應用備註此 LED 適用於一般用途電子設備。對於需要極高可靠性或故障可能危及安全的應用 (例如航空、醫療、運輸),在使用前必須進行特定的資格認證與諮詢。
- 8. 驅動方法與設計考量LED 是電流驅動元件。為確保一致的發光強度與長期可靠性,必須使用恆流源驅動,或透過限流電阻串聯電壓源驅動。設計時必須考量順向電壓 (V
F
) 範圍 (1.7V 至 2.5V) 以及最大連續電流額定值 30mA。超過電流、功率或溫度的絕對最大額定值將導致性能下降並縮短使用壽命。在 PCB 上進行適當的熱管理至關重要,特別是在高環境溫度或接近最大電流操作時,需考量 R
θJA
為 140°C/W。
9. 典型應用情境此橘光 SMD LED 非常適合用於:狀態指示燈:F消費性電子產品、網路硬體及工業面板中的電源開啟、待機、充電或故障指示。F背光:F前面板和控制介面上圖示、符號或小文字的照明。F裝飾照明:
家電產品中需要溫暖橘色光暈的低亮度重點或情境照明。
信號燈具:
非關鍵性的視覺信號應用,其中高亮度與寬視角具有優勢。
10. 技術比較與差異化
此 LED 的關鍵差異化因素包括其使用 AlInGaP (磷化鋁銦鎵) 半導體材料,與舊技術相比,為橘/紅色光提供了高效率與良好的色彩穩定性。120 度視角提供了非常寬廣的發光模式,相較於窄視角 LED,在需要廣泛可見度的應用中表現更優異。其與標準 IR 迴焊製程的相容性以及 JEDEC MSL3 等級,使其成為現代化、大批量 SMT 組裝線的穩健選擇。
11. 常見問題 (基於技術參數)問:使用 5V 電源時,我應該使用多大的電阻值?
答:使用歐姆定律 (R = (V電源F- V
F
) / I
F
),並假設典型 V
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。 |