目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性 (Ts=25°C)
- 3. 分档系统说明
- 3.1 光通量分档
- 3.2 正向电压分档
- 3.3 色度分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 正向电流与正向电压关系 (I-V曲线)
- 4.2 正向电流与相对光通量关系
- 4.3 结温与相对光谱功率关系
- 4.4 相对光谱功率分布
- 5. 机械与包装信息
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 焊盘布局与钢网设计
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 湿度敏感性与烘烤
- 6.2 存储条件
- 6.3 回流焊温度曲线
- 7. 应用说明与设计考量
- 7.1 ESD (静电放电) 防护
- 7.2 电路设计
- 7.3 操作注意事项
- 8. 型号命名规则
- 9. 典型应用场景
- 10. 基于技术参数的常见问题
- 10.1 推荐工作电流是多少？
- 10.2 为什么焊接前需要烘烤？
- 10.3 如何为我的设计选择正确的电压档位？
- 10.4 可以直接用3.3V或5V电源驱动这颗LED吗？
1. 产品概述
3020系列是一款紧凑型、高性能的表面贴装器件 (SMD) LED，主要设计用于背光应用。这款单芯片、0.2W的白色LED在效率、可靠性和成本效益之间取得了平衡，适用于各种需要稳定白光输出的消费电子产品、标识牌和指示灯应用。
2. 技术参数详解
2.1 绝对最大额定值
以下参数定义了LED的工作极限。超出这些值可能导致永久性损坏。
- 正向电流 (IF):90 mA (连续)
- 正向脉冲电流 (IFP):120 mA (脉冲宽度 ≤10ms，占空比 ≤1/10)
- 功耗 (PD):297 mW
- 工作温度 (Topr):-40°C 至 +80°C
- 存储温度 (Tstg):-40°C 至 +80°C
- 结温 (Tj):125°C
- 焊接温度 (Tsld):230°C 或 260°C，持续10秒 (回流焊)
2.2 光电特性 (Ts=25°C)
这些是标准测试条件下的典型性能参数。
- 正向电压 (VF):3.2 V (典型值)，3.4 V (最大值) (IF=60mA时)
- 反向电压 (VR):5 V
- 反向电流 (IR):10 μA (最大值)
- 视角 (2θ1/2):110° (典型值)
3. 分档系统说明
为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED会根据关键参数进行分档。
3.1 光通量分档
对于显色指数 (CRI) 80+的冷白型号，光通量在正向电流60mA下测量。
- 代码 C9:16 lm (最小值) 至 17 lm (最大值)
- 代码 D1:17 lm (最小值) 至 18 lm (最大值)
光通量测量容差为 ±7%。
3.2 正向电压分档
LED也会根据其在指定电流下的正向压降进行分档。
- 代码 B:2.8 V 至 2.9 V
- 代码 C:2.9 V 至 3.0 V
- 代码 D:3.0 V 至 3.1 V
- 代码 E:3.1 V 至 3.2 V
- 代码 F:3.2 V 至 3.3 V
- 代码 G:3.3 V 至 3.4 V
电压测量容差为 ±0.08V。
3.3 色度分档
文档定义了特定的色度区域 (例如，Wa, Wb, Wc...)，在CIE 1931色度图上标明了10000-20000K色温范围内的坐标边界 (x, y)。这确保了同一档位的LED具有几乎相同的感知颜色。允许的坐标误差为 ±0.005。
4. 性能曲线分析
4.1 正向电流与正向电压关系 (I-V曲线)
I-V曲线显示了流过LED的电流与其两端电压之间的关系。它是非线性的，这是二极管的典型特征。典型的正向电压 (Vf) 在60mA下指定。设计人员使用此曲线来选择合适的限流电阻或设计恒流驱动器。
4.2 正向电流与相对光通量关系
此曲线说明了光输出如何随正向电流增加而增加。虽然输出随电流增加而增加，但由于热效应增强，效率通常在较高电流下会降低。在推荐值60mA或接近该值下工作，可确保亮度和寿命之间的最佳平衡。
4.3 结温与相对光谱功率关系
此图展示了结温对LED光谱输出的影响。随着温度升高，光谱功率分布可能发生偏移，从而可能影响色点 (尤其是白光LED) 和整体光输出。适当的热管理对于保持一致的性能至关重要。
4.4 相对光谱功率分布
光谱曲线绘制了每个波长下发射的光强度。对于这款白光LED，曲线显示在蓝色区域有一个宽峰 (来自芯片的主发射)，并结合了来自荧光粉涂层的更宽的黄绿色区域。组合输出产生白光。不同的相关色温 (CCT)，如2600-3700K (暖白)、3700-5000K (中性白) 和5000-10000K (冷白)，具有不同的光谱形状。
5. 机械与包装信息
5.1 外形尺寸
LED封装标称尺寸为3.0mm (长) x 2.0mm (宽) x 0.8mm (高)。提供了带公差的详细机械图纸：.X尺寸公差为 ±0.10mm，.XX尺寸公差为 ±0.05mm。
5.2 焊盘布局与钢网设计
提供了详细的焊盘布局 (封装尺寸) 和推荐的钢网开孔图纸，以指导PCB设计和锡膏印刷，从而实现最佳的焊接良率和可靠性。正确的焊盘设计对于回流焊过程中的自对准和牢固的机械结合至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 湿度敏感性与烘烤
根据IPC/JEDEC J-STD-020C标准，此LED系列被归类为湿度敏感器件。如果原装防潮袋被打开且元件暴露在环境湿度中，则必须在回流焊前进行烘烤，以防止 "爆米花" 损坏。
- 烘烤条件:60°C，持续24小时。
- 烘烤后:1小时内焊接或在干燥环境 (<20% RH) 中存储。
- 烘烤温度不得超过60°C。
6.2 存储条件
- 未开封包装袋:温度 5-30°C，湿度 <85% RH。
- 已开封包装袋:温度 5-30°C，湿度 <60% RH。存储在带干燥剂的密封容器或氮气柜中。
- 车间寿命:打开包装袋后12小时内使用。
6.3 回流焊温度曲线
提供了针对无铅和有铅焊接工艺的推荐温度曲线。所有温度均指LED封装体顶面的测量值。
- 无铅工艺曲线:峰值温度通常为230°C或260°C，并控制液相线以上时间 (TAL)。
- 有铅工艺曲线:较低的峰值温度，以及相应的TAL。
遵循这些曲线可防止热冲击，并确保可靠的焊点，同时不损坏LED的内部结构或硅胶封装体。
7. 应用说明与设计考量
7.1 ESD (静电放电) 防护
白光LED对静电放电敏感。ESD可能导致立即失效 (LED损坏) 或潜在损坏，导致亮度降低、颜色偏移和寿命缩短。
防护措施:
- 使用接地的防静电工作站和地板。
- 操作人员必须佩戴防静电腕带、手套和服装。
- 使用离子风机中和静电荷。
- 使用防静电包装和操作材料。
- 确保焊接设备正确接地。
7.2 电路设计
正确的电气设计对于LED的性能和寿命至关重要。
- 驱动方式:强烈推荐使用恒流驱动器而非恒压源，以确保稳定的光输出并保护LED免受电流尖峰影响。
- 限流:当使用电压源时，必须为每个LED串串联一个电阻以限制电流。首选的电路设计是为每个串单独设置一个电阻，而不是在多个并联串之间共享一个电阻，因为这可以提高电流匹配度和可靠性。
- 极性:组装时务必注意正确的阳极/阴极极性，以防止反向偏压损坏。
- 上电顺序:先将LED连接到驱动器输出端，然后再给驱动器输入端通电，以避免电压瞬变。
7.3 操作注意事项
物理操作可能会损坏LED。
- 避免手指接触:请勿用裸手触摸硅胶透镜，因为油脂和湿气会污染表面，降低光输出。
- 避免镊子挤压:请勿用镊子挤压硅胶本体，因为这可能会压碎键合线或芯片，导致立即失效。
- 正确拾取:使用真空拾取工具，吸嘴尺寸应与封装内径相匹配，以避免压在柔软的硅胶上。
- 避免掉落:掉落可能会弯曲引脚，导致焊接困难和贴装问题。
- 回流焊后:焊接后请勿将PCB直接堆叠在一起，以免划伤透镜并可能压坏LED。
8. 型号命名规则
产品命名规则允许精确识别LED特性:
格式:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□
- 封装代码 (例如，34):34对应3020封装尺寸。其他代码如285、3014、3030、5050、3528等。
- 芯片数量代码:"S" 表示单颗小功率芯片 (如此0.2W产品)。
- 颜色代码:"W" 用于冷白 (>5000K)。其他代码：L (暖白)、C (中性白)、R (红) 等。
- 光学代码:"00" 表示无主透镜，"01" 表示带透镜。
- 光通量分档代码:例如，C9, D1。
- 正向电压分档代码:例如，B, C, D, E, F, G。
9. 典型应用场景
3020 0.2W白光LED非常适合需要薄型、均匀背光且亮度适中的应用。
- LCD背光:用于家电、工业控制和汽车内饰中的中小型LCD显示屏的侧入式或直下式背光单元。
- 标识牌与装饰照明:需要均匀白光照射的导光板和槽形字。
- 通用指示灯照明:电子设备中的状态指示灯、面板照明和装饰点缀。
10. 基于技术参数的常见问题
10.1 推荐工作电流是多少？
技术参数和分档数据均在60mA下指定。这是推荐的典型工作电流，以平衡亮度、效率和长期可靠性。不应超过90mA连续电流的绝对最大值。
10.2 为什么焊接前需要烘烤？
LED封装会吸收空气中的湿气。在回流焊的快速加热过程中，这些湿气会瞬间汽化，产生内部压力，可能导致封装分层、硅胶开裂或键合线断裂，从而导致失效。烘烤可以去除这些吸收的湿气。
10.3 如何为我的设计选择正确的电压档位？
选择与驱动器输出电压范围相匹配的电压档位。在并联配置中使用来自更严格电压档位 (例如，全部来自 "D" 档) 的LED，与混合使用不同正向电压的档位相比，将实现更好的电流均分和更均匀的亮度。
10.4 可以直接用3.3V或5V电源驱动这颗LED吗？
不可以。正向电压会变化 (根据档位从2.8V到3.4V不等)。将其直接连接到像3.3V这样的固定电压源，可能会导致某些LED (那些Vf较低的) 电流过大，而其他LED (那些Vf较高的) 电流不足。您必须使用恒流驱动器，或根据特定电源电压和LED正向电压计算得出的串联限流电阻。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |