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LED晶片規格書 - 尺寸1.6x0.8x0.4mm - 電壓2.6-3.5V - 功率0.105W - 白光 - 技術文件

詳細的白光SMD LED技術規格書,尺寸1.6x0.8x0.4mm,順向電壓範圍2.6-3.5V,功耗105mW。適用於光學指示燈、開關背光與顯示器。
smdled.org | PDF Size: 1.7 MB
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PDF文件封面 - LED晶片規格書 - 尺寸1.6x0.8x0.4mm - 電壓2.6-3.5V - 功率0.105W - 白光 - 技術文件

目錄

1. 產品概述

本文件提供一款專為表面黏著技術(SMT)應用所設計的微型白光發光二極體(LED)之全面性技術規格。此產品以其精巧的體積與寬廣的視角為特點,適用於需要可靠光學指示且空間受限的電子設計。

1.1 產品定位與核心優勢

此LED定位為高可靠性、通用型指示元件。其核心優勢源自其微型封裝尺寸1.6mm x 0.8mm x 0.4mm,允許高密度的PCB佈局。元件具備極寬的140度(典型值)視角,確保從各種角度皆清晰可見。它完全符合標準SMT組裝製程,包含回焊焊接,並遵循RoHS環保標準。濕度敏感等級為MSL 3,表示在多數製造環境下具有穩健的處理特性。

1.2 目標市場

主要目標市場包括消費性電子產品、工業控制、汽車內飾燈光與通用儀器儀表。具體應用範圍廣泛,涵蓋開關與符號背光、各式裝置上的狀態指示燈,以及在尺寸小巧與漫射光輸出至關重要的顯示面板上作為通用照明。

2. 深度技術參數分析

以下章節針對此LED於標準接面溫度25°C下量測所規定的關鍵電氣、光學與熱參數,提供詳細的分析。

2.1 光電特性

發光強度是在順向電流(IF)為5mA下規定。其被分選為數個等級,以代碼標示,例如1AP (90-120 mcd)、G20 (120-150 mcd)、1AW (150-200 mcd)、1AX (200-250 mcd)及1AY (250-300 mcd)。此分選允許設計師為多LED應用中統一外觀,選擇具有一致亮度等級的LED。主波長與顏色是透過使用藍光LED晶片結合螢光粉塗層來產生白光,其具體色度座標定義於分選系統中。F2.2 電氣參數

順向電壓(VF)是影響電源設計的關鍵參數。在IF=5mA時,VF被細分為十個範圍,從F1 (2.6-2.7V) 到 J1 (3.4-3.5V)。此精確的電壓分選有助於在串聯或並聯電路中進行電流匹配。當逆向電壓(VR)為5V時,保證逆向電流(IR)最大為10 µA,顯示出良好的二極體特性與對輕微逆向偏壓的保護能力。絕對最大額定值定義了操作極限:連續順向電流為30mA,峰值脈衝電流為60mA(於特定條件下),以及最大功耗為105mW。

2.3 熱特性F熱管理對於LED壽命與效能穩定性至關重要。從接面到焊點的熱阻(RθJ-S)規定為450 °C/W(典型值)。此數值量化了熱量從半導體接點傳導至PCB的效率。最大允許接面溫度(Tj)為95°C。超過此溫度會導致光輸出加速衰減並縮短工作壽命。工作與儲存溫度範圍規定為-40°C至+85°C,確保在嚴苛環境下的可靠性。F3. 分選系統說明F為確保生產中的顏色與亮度一致性,LED會根據關鍵參數進行分類(分選)。R3.1 順向電壓分選R如前所述,順向電壓分為十個不同的等級(F1, F2, G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1, J2)。設計師可以利用此資訊,在設計恆流驅動電路時,將具有相似VF的LED分組,以最小化並聯串中的電流不平衡。

3.2 光通量分選

發光強度分為五個主要組別(1AP, G20, 1AW, 1AX, 1AY)。這允許選擇亮度匹配的LED,對於指示燈陣列或背光條等視覺均勻性至關重要的應用來說至關重要。3.3 色座標分選白光顏色定義於CIE 1931色度圖內。規格書提供等級代碼(例如B3a、B3b、B4a、B4b等)以及相應的(x, y)座標對集合,這些座標對定義了色度圖上的一個四邊形區域。落入這些區域內的LED具有一致的白光色溫與色調。對於需要精確顏色匹配的應用(例如多LED顯示器或顏色感知關鍵的狀態指示燈),此分選至關重要。J4. 性能曲線分析

雖然PDF參考了典型的光學特性曲線,但具體圖表並未包含在所提供文字中。然而,根據列表數據,我們可以推斷標準的性能趨勢。

4.1 IV特性曲線

典型的LED電流-電壓(I-V)曲線會顯示指數關係。順向電壓分選指出了不同生產單元間開啟電壓的輕微變化。曲線將顯示,在超過開啟電壓(約2.6V)後,電流會隨著電壓的小幅增加而迅速增加,這凸顯了在實際設計中限流電路的必要性。

4.2 溫度依存性FLED性能對溫度敏感。通常,順向電壓會隨接面溫度升高而降低(負溫度係數),同時光輸出也會降低。規定的最大接面溫度95°C與熱阻值是對此依存性建模的關鍵。設計師必須確保足夠的PCB銅箔面積或其他散熱方法,以將Tj維持在安全限度內,以獲得最佳光輸出與壽命。

4.3 頻譜分佈

作為螢光粉轉換的白光LED,其頻譜功率分佈將包含來自藍光LED晶片的主峰(通常在450-460nm附近)以及螢光粉發出、位於黃綠光區域的更寬次峰。兩者的組合產生了白光。精確的頻譜形狀與相關色溫(CCT)由螢光粉組成控制,並體現於提供的色座標分選數據中。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED被封裝在一個緊湊的表面黏著封裝內,整體尺寸為1.60mm (長) ± 0.20mm x 0.80mm (寬) ± 0.20mm x 0.40mm (高)。詳細的機械圖示顯示了頂視、側視與底視圖。底視圖清楚顯示了陽極與陰極兩個端子,這對於正確的PCB焊墊設計至關重要。

5.2 焊墊設計與極性識別

文件提供了建議的焊墊圖案。每個端子的焊墊尺寸通常為0.80mm x 0.80mm,兩者間距為0.80mm。遵循此建議可確保在回焊過程中形成正確的焊點與機械穩定性。極性清楚標示於元件本體上;根據圖示,陰極側可能以凹口、圓點或綠色標記表示。正確的方向對於電路功能至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 SMT回焊焊接參數

本產品適用於所有標準SMT組裝製程。雖然具體的回焊曲線參數(預熱、恆溫、回焊峰值溫度、冷卻)未在所提供的摘錄中詳細說明,但標準的無鉛(RoHS)回焊曲線(峰值溫度通常不超過260°C)是適用的。濕度敏感等級為3要求元件若在回焊前暴露於環境條件超過規定時間(通常168小時),則必須進行烘烤,以防止焊接過程中發生爆米花效應開裂。J6.2 處理注意事項與儲存條件

處理時應遵守標準的ESD(靜電放電)防護措施,因為元件的ESD耐受電壓為1000V(HBM)。元件應儲存於其原始的防潮包裝中,溫度介於-40°C至+85°C之間,且相對濕度低於MSL 3規定的水平。在放置或清潔過程中避免對LED透鏡施加機械應力。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED以捲盤上的壓紋載帶方式供應,這是自動化SMT貼片機的標準包裝。規格書包含載帶凹穴與捲盤本身的詳細尺寸,以確保與送料器的相容性。此包裝方法可在運輸與組裝過程中保護元件免受物理損壞與污染。

7.2 標籤規格

捲盤標籤包含用於追溯性與正確使用的關鍵資訊,包括料號、電壓與發光強度分選代碼、數量、日期碼與批號。了解此標籤對於庫存控制與確保在生產中使用正確的元件型號至關重要。

8. 應用建議

8.1 典型應用情境

此LED非常適合用於:

光學指示器:

可攜式裝置、家電與工業設備中的電源狀態、電量水平或操作模式指示燈。

開關與符號背光:

在低光源條件下,為控制面板上的按鈕、鍵盤或圖形符號提供照明,以增強可見性。

顯示器背光:

作為需要均勻、漫射照明的小型分段或點矩陣顯示器之光源。

通用裝飾照明:

消費性產品中的低功率重點照明。

8.2 設計考量

關鍵設計因素包括:

電流驅動:

10. 常見問題

10.1 基於技術參數的常見問題

11. 實際應用案例

11.1 設計與應用範例

案例一:多標示按鈕面板:

一台工業機械的控制面板使用20個此類LED為各種按鈕標示提供背光。透過指定來自相同發光強度分選等級(例如1AW)與嚴格順向電壓分選等級(例如G1)的LED,設計師可以為所有並聯連接的LED使用單一的限流電阻值,無需複雜的驅動電子設備即可在整個面板上實現均勻照明。

案例二:穿戴式裝置狀態指示燈:

在一款緊湊的健身追踪器中,使用一顆此類LED作為充電與通知指示燈。微型1.6x0.8mm的佔用面積適合極度有限的內部空間。寬廣的視角確保即使在裝置以不同角度佩戴在手腕上時,燈光仍清晰可見。低工作電流(5-10mA)最大限度地減少了對電池續航力的影響。F12. 工作原理介紹

12.1 LED技術之客觀解說F發光二極體是一種當電流通過時會發光的半導體裝置。這種現象稱為電致發光,發生於裝置內部的電子與電洞重新結合,並以光子的形式釋放能量。光的顏色取決於半導體材料的能帶隙。此特定產品是一款白光LED,通常是通過將藍光LED晶片與黃色螢光粉塗層結合而產生。來自晶片的藍光激發螢光粉,使其發出黃光。藍光與黃光的組合被人眼感知為白光。此方法效率高,並可通過調整螢光粉組成來調節白光色溫。F13. 發展趨勢

13.1 LED產業趨勢之客觀綜覽

LED產業持續朝著更高效率(每瓦更多流明)、更小封裝尺寸以及改善顯色性發展。對於指示燈與微型照明應用,趨勢包括:

提升整合度:

將多個LED晶片整合或將控制IC整合至封裝內。J增強可靠性:

改進材料與封裝以承受更高溫度與更嚴苛的環境,特別是針對汽車與工業用途。

顏色一致性:

螢光粉技術與分選製程的進步,從生產端就提供了更嚴格的顏色容差,降低了需要精確顏色匹配的終端使用者成本。柔性與非傳統基板:

開發可安裝在柔性或曲面PCB上的LED,開闢了新的設計可能性。雖然此特定元件是一個標準的剛性SMT零件,但它代表了正在進行的微型化趨勢,使這些更廣泛的趨勢得以實現。以上為完整翻譯與本地化內容,確保技術含義準確,用詞符合繁體中文習慣,並滿足所有JSON格式規範。

. Working Principle Introduction

.1 Objective Explanation of LED Technology

A Light Emitting Diode is a semiconductor device that emits light when an electric current passes through it. This phenomenon, called electroluminescence, occurs when electrons recombine with electron holes within the device, releasing energy in the form of photons. The color of the light is determined by the energy band gap of the semiconductor material. This specific product is a white LED, which is commonly created by combining a blue LED chip with a yellow phosphor coating. The blue light from the chip excites the phosphor, causing it to emit yellow light. The combination of blue and yellow light is perceived by the human eye as white. This method is efficient and allows for tuning the white color temperature by adjusting the phosphor composition.

. Development Trends

.1 Objective Overview of LED Industry Trends

The LED industry continues to evolve towards higher efficiency (more lumens per watt), smaller package sizes, and improved color rendering. For indicator and miniature lighting applications, trends include:

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。