目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标市场与应用
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 相对强度 vs. 波长
- 4.2 指向性图
- 4.3 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)
- 4.4 相对强度 vs. 正向电流
- 4.5 热性能曲线
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 引脚成型(如适用于预成型引脚)
- 6.2 焊接参数
- 6.3 关键焊接注意事项
- 6.4 清洗
- 6.5 存储条件
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 7.2 标签说明
- 8. 应用说明与设计考量
- 8.1 热管理
- 8.2 电流驱动
- 8.3 光学设计
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(基于技术参数)
- 11. 实际应用案例
- 12. 技术原理介绍
- 13. 行业趋势
1. 产品概述
本文档详细阐述了一款高亮度、亮绿色LED灯珠的技术规格。该器件属于专为要求卓越光输出应用而设计的系列产品。它采用InGaN芯片技术,并封装于水清树脂中,从而产生鲜艳、强烈的绿色光。产品设计以可靠性和坚固性为核心属性,适用于集成到各种电子组件中。
1.1 核心优势
该LED为设计者和制造商提供了多项关键优势。它提供多种视角选择,以适应不同的光学要求。元件以编带盘装形式提供,兼容自动化贴片组装工艺,有助于提升生产效率。此外,产品符合主要环境和安全法规,包括RoHS、欧盟REACH,且为无卤素制造,确保其满足全球对电子元器件的严格标准。
1.2 目标市场与应用
该LED主要面向消费电子和显示背光市场。其主要应用包括作为电视机、电脑显示器、电话及其他需要清晰、明亮绿色信号的计算机设备中的指示灯或背光源。
2. 深入技术参数分析
LED的性能在特定测试条件下定义,通常环境温度(Ta)为25°C。理解这些参数对于正确的电路设计和热管理至关重要。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了器件的应力极限,超出此极限可能导致永久性损坏。它们不适用于正常工作条件。
- 连续正向电流(IF):25 mA。超过此电流可能导致结温过高并加速性能衰减。
- 峰值正向电流(IFP):100 mA(占空比1/10,频率1 kHz)。此额定值仅适用于脉冲操作。
- 反向电压(VR):5 V。施加更高的反向电压可能导致击穿。
- 功耗(Pd):90 mW。这是封装能够耗散的最大功率。
- 工作与存储温度:工作温度范围:-40°C 至 +85°C;存储温度范围:-40°C 至 +100°C。
- 焊接温度(Tsol):最高260°C,最长5秒,定义了回流焊温度曲线的耐受范围。
2.2 光电特性
这些是在标准测试电流IF=20mA下测得的典型性能参数。
- 发光强度(Iv):范围从5000 mcd(最小值)到8000 mcd(典型值)。这种高强度是本系列产品的显著特征。
- 视角(2θ1/2):典型值为30度,表明光束具有中等聚焦度。
- 峰值波长(λp):518 nm,主波长(λd):525 nm,将其颜色归类为亮绿色。
- 正向电压(VF):范围从2.7V(最小值)到3.7V(最大值),在20mA电流下典型值为3.3V。此参数对于驱动器设计至关重要。
- 反向电流(IR):在VR=5V时,最大为50 µA。
3. 分档系统说明
产品采用分档系统,根据关键光学和电气参数对单元进行分类,以确保批量生产的一致性。标签CAT、HUE和REF对应这些分档。
- CAT:发光强度等级。根据测得的发光输出对单元进行排序。
- HUE:主波长等级。此分档通过将具有相似峰值发射波长的LED分组,确保颜色一致性。
- REF:正向电压等级。LED根据其正向压降进行分组,以简化限流电路设计。
4. 性能曲线分析
规格书提供了几条特性曲线,说明了器件在不同条件下的行为。
4.1 相对强度 vs. 波长
此光谱分布曲线显示发射峰位于518 nm(绿色),典型光谱带宽(Δλ)为35 nm,定义了色纯度。
4.2 指向性图
一个极坐标图,说明了光的空间分布,与30度视角相关,显示了强度如何从中心轴衰减。
4.3 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)
此曲线是非线性的,是二极管的典型特征。它显示了施加的正向电压与产生的电流之间的关系。在20mA电流下,3.3V的典型VF是一个关键工作点。
4.4 相对强度 vs. 正向电流
此图表明光输出(强度)随正向电流增加而增加,但在较高电流下,由于热效应和效率下降,关系可能变为亚线性。
4.5 热性能曲线
相对强度 vs. 环境温度:显示随着环境温度升高,光输出会下降,这是在高温环境中应用的关键因素。
正向电流 vs. 环境温度:通常用于推导降额指南,指示随着温度升高,应如何降低最大允许连续电流以防止过热。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用标准的7344表面贴装器件(SMD)封装。关键尺寸说明包括:所有尺寸单位为毫米;凸缘高度必须小于1.5mm;除非另有说明,一般公差为±0.25mm。尺寸图为焊盘设计提供了精确的测量数据。
5.2 极性识别
阴极通常由封装上的视觉标记指示,例如凹口、绿点或切角。规格书的封装图指定了确切的标记,以确保组装时方向正确。
6. 焊接与组装指南
正确的操作对于保持LED性能和可靠性至关重要。
6.1 引脚成型(如适用于预成型引脚)
- 弯曲点必须距离环氧树脂透镜至少3mm,以避免对芯片产生应力。
- 成型必须在焊接前且在室温下进行。
- PCB孔必须与LED引脚完美对齐,以避免安装应力。
6.2 焊接参数
手工焊接:烙铁头温度最高300°C(针对30W烙铁),焊接时间最长3秒,保持焊点到环氧树脂透镜的最小距离为3mm。
波峰焊/浸焊:预热温度最高100°C(最长60秒),焊锡槽温度最高260°C,持续5秒,同样遵守3mm距离规则。推荐的焊接温度曲线图说明了时间与温度的关系。
6.3 关键焊接注意事项
- 在高温阶段避免对引脚施加应力。
- 不要进行超过一次的焊接(浸焊/手工焊)。
- 焊接后冷却至室温期间,保护LED免受冲击/振动。
- 使用最低的有效焊接温度。
6.4 清洗
如有必要,仅在室温下使用异丙醇清洗,时间≤1分钟。除非经过预先验证,否则避免使用超声波清洗,因为它可能损坏内部结构。
6.5 存储条件
存储于≤30°C且相对湿度≤70%的环境中。从发货起,保质期为3个月。如需更长时间存储(最长1年),请使用带干燥剂的氮气密封容器。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED采用防静电、防潮袋包装。这些袋子放入内盒中,然后内盒再装入外箱。标准包装数量为每袋200-500片,每内盒5袋,每外箱10个内盒。
7.2 标签说明
包装上的标签包括:CPN(客户部件号)、P/N(制造商部件号:7344-15SUGC/S400-A5)、QTY(数量)、CAT/HUE/REF(分档代码)和LOT No.(可追溯批号)。
8. 应用说明与设计考量
8.1 热管理
这是一个关键的设计因素。在较高的环境温度下,必须适当降低电流。设计者必须参考降额曲线(隐含在正向电流 vs. 环境温度图中),以确保结温保持在安全限值内,从而保护LED寿命并维持光输出。
8.2 电流驱动
推荐使用恒流驱动器,而非带串联电阻的恒压源,以获得最佳的稳定性和效率。驱动器应针对3.3V的典型VF进行设计,且不得超过25 mA的绝对最大连续电流。
8.3 光学设计
在设计透镜或导光板时,应考虑30度的视角。如需更宽的照明,可能需要二次光学元件。
9. 技术对比与差异化
与标准指示灯LED相比,该器件的主要区别在于其极高的发光强度(5000-8000 mcd),使其适用于需要高可见度或作为紧凑光源的应用。其符合无卤素和REACH标准,对于面向全球市场的环保设计也是一个显著优势。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:推荐的工作电流是多少?
答:光电特性在20mA下测试,这是标准推荐工作点。它在远低于25mA最大值的同时,提供了规定的发光强度。
问:我可以用5V电源驱动这个LED吗?
答:不能直接驱动。由于其典型VF为3.3V,使用5V电源时,必须串联一个限流电阻以降低多余电压并设定正确的电流。电阻值必须根据欧姆定律计算(R = (电源电压 - VF) / IF)。
问:温度如何影响亮度?
答:如性能曲线所示,发光强度随环境温度升高而降低。在高温环境下,需要适当的散热或电流降额。
问:部件号中的"S400"表示什么?
答:虽然此处未明确定义,但在常见的行业惯例中,此类后缀通常表示特定的分档组合(例如,针对强度和波长)或编带/盘装规格。确切的含义应参考具体的产品目录进行确认。
11. 实际应用案例
场景:网络路由器状态指示灯背光。设计者需要一个明亮、可靠的绿色LED来指示"电源开启"或"网络活动"。他们选择此LED是因为其高亮度。他们设计了一个与7344封装尺寸匹配的PCB焊盘。计算了一个使用3.3V电源轨和串联电阻的简单驱动电路,以提供18mA电流(略微保守)。在组装过程中,他们遵循波峰焊温度曲线。最终产品提供了一个清晰、明亮的绿色指示灯,即使在光线充足的房间内也清晰可见。
12. 技术原理介绍
该LED基于InGaN(氮化铟镓)半导体技术。当在p-n结上施加正向电压时,电子和空穴复合,以光子的形式释放能量。InGaN合金的特定成分决定了带隙能量,进而决定了发射光的波长——在本例中为绿色。水清环氧树脂既充当保护性封装材料,也作为初级透镜,塑造光输出光束。
13. 行业趋势
指示灯和背光LED的趋势继续朝着更高效率(每瓦更多光输出)、通过更严格的分档提高颜色一致性以及在恶劣条件下增强可靠性的方向发展。同时,也强烈要求完全符合RoHS和REACH等不断发展的环境法规。小型化仍然是一个关键趋势,尽管对于高功率或高亮度应用,封装必须在尺寸与有效散热能力之间取得平衡。
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。 |