目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性与合规性
- 1.2 目标应用
- 2. 技术参数:深度客观解读
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 正向电压分档
- 3.3 色度坐标分档
- 4. 性能曲线分析
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别与焊盘设计
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊参数
- 6.2 存储与湿度敏感性
- 6.3 手工焊接与维修注意事项
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 卷盘与载带规格
- 7.2 标签说明
- 8. 应用建议与设计考量
- 8.1 限流与保护
- 8.2 热管理
- 8.3 ESD防护
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 基于技术参数的常见问题解答
- 10.1 使用5V电源时,应选用多大阻值的电阻?
- 10.2 如果使用等于Vf的恒压源,是否可以不加限流电阻驱动此LED?
- 10.3 为什么开袋后的存储时间限制为7天?
- 11. 实际设计与使用案例
- 12. 工作原理简介
- 13. 技术发展趋势
1. 产品概述
19-217/T7D-CT2V1N/3T是一款紧凑型表面贴装LED,专为需要可靠指示灯或背光功能的现代电子应用而设计。这款单色纯白光LED采用封装在黄色扩散树脂中的InGaN芯片。其主要优势在于,相比传统的引线框架元件,其占板面积显著减小,从而提高了PCB上的元件密度,降低了存储要求,并最终有助于终端设备的小型化。其轻量化结构也使其非常适合便携式和空间受限的应用。
1.1 核心特性与合规性
该器件以8mm载带形式供应在7英寸直径的卷盘上,确保与标准自动化贴片组装设备兼容。它设计用于红外和气相回流焊接工艺。产品符合多项关键的环境与安全标准:无铅、符合欧盟RoHS指令、满足欧盟REACH要求,并被归类为无卤产品,溴(Br)和氯(Cl)含量均低于900 ppm,且总和低于1500 ppm。这使得它适用于具有严格环保法规的市场。
1.2 目标应用
该LED用途广泛,适用于多个领域。常见应用包括汽车仪表板和开关的背光、电话和传真机等通信设备中的指示灯和背光功能、LCD、开关和符号的平面背光,以及需要小型、明亮白光光源的通用指示灯用途。
2. 技术参数:深度客观解读
本节详细分解了LED的电气、光学和热学极限及特性,这些是进行可靠电路设计和系统集成的根本。
2.1 绝对最大额定值
绝对最大额定值定义了可能导致器件永久性损坏的应力极限。这些值不适用于连续工作。关键额定值包括:最大反向电压(VR)为5V,连续正向电流(IF)为30mA,以及仅在脉冲条件下(占空比1/10,频率1kHz)允许的峰值正向电流(IFP)为40mA。最大功耗(Pd)为110mW。根据人体模型(HBM),器件可承受150V的静电放电(ESD)。工作温度范围(Topr)为-40°C至+85°C,存储温度(Tstg)范围为-40°C至+90°C。针对两种工艺规定了焊接温度极限:回流焊为260°C持续10秒,手工焊接为350°C最多持续3秒。
2.2 光电特性
光电特性是在Ta=25°C、IF=20mA的标准测试条件下测量的。发光强度(Iv)的典型范围为360.0 mcd至900.0 mcd,容差为±11%。视角(2θ1/2)为130度,提供宽广的光束。正向电压(VF)范围为2.70V至3.70V。当施加5V反向电压(VR)时,反向电流(IR)最大为50 μA。必须注意,该器件并非设计用于反向偏置工作;VR额定值仅用于IR测试目的。
3. 分档系统说明
为确保生产一致性,LED会根据性能进行分档。该系统允许设计人员选择满足其应用特定最低性能标准的元件。
3.1 发光强度分档
根据在IF=20mA下测量的最小和最大强度值,发光输出被分为四个分档代码(T2, U1, U2, V1)。例如,分档代码T2涵盖的强度范围为360.0 mcd至450.0 mcd,而分档代码V1涵盖最高范围,从715.0 mcd到900.0 mcd。设计人员必须考虑每个分档内±11%的容差。
3.2 正向电压分档
正向电压被分为五个代码(10, 11, 12, 13, 14),每个代码代表0.2V的范围。代码10涵盖2.70V至2.90V,代码14涵盖3.50V至3.70V。适用±0.1V的容差。从特定电压分档中选择LED有助于设计更一致的限流电路,尤其是在并联LED阵列中。
3.3 色度坐标分档
纯白光的颜色一致性通过在CIE 1931色度图上的色度坐标分档来控制。规格书定义了四个分档代码(1, 2, 3, 4),每个代码在(x, y)坐标平面上都是一个四边形区域。例如,Bin 1的边界点为(0.274, 0.226)、(0.274, 0.258)、(0.294, 0.286)和(0.294, 0.254)。这些坐标的容差为±0.01。这确保了发出的白光落在可预测且狭窄的颜色范围内。
4. 性能曲线分析
虽然PDF在特定页面引用了典型的光电特性曲线和CIE色度图,但文本内容并未提供确切的图形数据(例如,IV曲线、相对强度与电流的关系、强度与温度的关系)。在完整的规格书中,这些曲线对于理解器件在非标准条件下的行为至关重要。设计人员通常使用这些曲线来推断不同驱动电流或环境温度下的性能,了解光谱功率分布,并在色度图上可视化相对于定义的分档和普朗克轨迹的色点。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用紧凑的SMD(表面贴装器件)封装。尺寸图标注了关键尺寸,包括长度、宽度和高度,除非另有说明,标准公差为±0.1mm。具体尺寸定义了PCB上所需的占位面积以及板上方所需的间隙。
5.2 极性识别与焊盘设计
封装包含标记或结构特征(如切角或圆点)以指示阴极(负极)端子,这对于组装过程中的正确方向至关重要。通常会提供PCB上推荐的焊盘图形(焊盘布局),以确保正确的焊接和机械稳定性。
6. 焊接与组装指南
正确的处理和焊接对于保持LED性能和可靠性至关重要。
6.1 回流焊参数
该器件额定用于无铅回流焊,峰值温度为260°C,持续10秒。应遵循推荐的温度曲线,逐步加热和冷却器件,以最大限度地减少热冲击。同一器件不应进行超过两次的回流焊。
6.2 存储与湿度敏感性
LED包装在带有干燥剂的防潮袋中。在准备使用元件之前,不得打开袋子。开袋后,未使用的LED应在≤30°C和≤60%相对湿度(RH)下存储,并在168小时(7天)内使用。如果超过此时间窗口,或者干燥剂指示剂显示饱和,则在使用前需要在60 ±5°C下烘烤24小时,以去除吸收的水分,防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。
6.3 手工焊接与维修注意事项
如果必须进行手工焊接,烙铁头温度必须低于350°C,每个端子的接触时间不应超过3秒。建议使用低功率烙铁(≤25W)。焊接每个端子之间应至少观察2秒的冷却间隔。强烈不建议在初次焊接后进行维修。如果不可避免,应使用专用的双头烙铁同时加热两个端子,以防止对LED芯片造成机械应力。必须事先评估因维修导致特性退化的可能性。
7. 包装与订购信息
7.1 卷盘与载带规格
元件以8mm宽载带形式供应在7英寸直径的卷盘上。每卷包含3000片。提供了详细的卷盘尺寸和载带凹穴尺寸,以确保与自动化组装设备送料器的兼容性。
7.2 标签说明
包装标签包含多个代码:CPN(客户产品编号)、P/N(产品编号)、QTY(包装数量)、CAT(发光强度等级/分档)、HUE(色度坐标与主波长等级)、REF(正向电压等级/分档)和LOT No(批次号,用于追溯)。
8. 应用建议与设计考量
8.1 限流与保护
LED是电流驱动器件。必须串联一个外部限流电阻,以防止热失控和烧毁。即使正向电压的微小增加也可能导致电流大幅、可能具有破坏性的增加。电阻值应根据电源电压、LED的正向电压(为安全起见,使用分档或规格书中的最大值)和所需的正向电流(不超过30mA连续电流)来计算。
8.2 热管理
尽管功耗较低(最大110mW),但PCB上的有效热管理对于保持长期可靠性和稳定的光输出非常重要,尤其是在高环境温度或高驱动电流下工作时。确保LED焊盘周围有足够的铜面积有助于散热。
8.3 ESD防护
\p该器件的ESD额定值为150V(HBM),具有中等敏感性。在处理、组装和测试过程中应遵守标准的ESD预防措施。这包括使用接地工作站、腕带和导电容器。
9. 技术对比与差异化
19-217 LED的关键差异化优势在于其结合了非常小的外形尺寸、130度的宽视角以及符合现代环保标准(RoHS、REACH、无卤)。与较大的通孔LED相比,它能显著节省空间。针对强度、电压和颜色定义的明确分档结构为设计人员提供了可预测的性能,这在需要视觉一致性的应用(如背光阵列或状态指示灯)中是一个关键优势。
10. 基于技术参数的常见问题解答
10.1 使用5V电源时,应选用多大阻值的电阻?
使用欧姆定律(R = (电源电压 - Vf) / If),并假设最坏情况下的Vf为3.7V(来自Bin 14),目标If为20mA,计算如下:R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65欧姆。应选择最接近的标准值(例如,68欧姆),并检查电阻的额定功率(P = I^2 * R)。
10.2 如果使用等于Vf的恒压源,是否可以不加限流电阻驱动此LED?
不可以。强烈不建议这样做。正向电压有一个范围,并且随温度变化。设置为标称Vf值的恒压源不调节电流。微小的变化可能导致电流过大,超过绝对最大额定值,并导致立即或逐渐失效。
10.3 为什么开袋后的存储时间限制为7天?
SMD元件的塑料封装会吸收空气中的水分。在高温回流焊接过程中,这些被困住的水分会迅速汽化,产生内部压力,可能导致封装破裂或内部分层——这种现象称为“爆米花”效应。7天的限制是针对此湿度敏感性等级计算出的安全暴露时间。
11. 实际设计与使用案例
考虑设计一个带有多个白色指示灯LED的控制面板。为确保亮度均匀,应指定来自同一发光强度分档的LED(例如,全部来自U1:450-565 mcd)。为简化公共电源电压的限流电路设计,应指定来自相同或相近正向电压分档的LED。130度的宽视角确保指示灯可以从各个角度清晰可见,无需二次光学元件。小封装尺寸允许它们靠近开关或标签放置。无卤和RoHS合规性对于在全球市场销售最终产品至关重要。
12. 工作原理简介
这款LED是一种半导体光子器件。其核心是由氮化铟镓(InGaN)材料制成的芯片。当施加超过二极管阈值电压的正向电压时,电子和空穴在半导体有源区复合,以光子——光的形式释放能量。InGaN层的特定成分决定了发射光的波长。在本例中,芯片发出的蓝光部分被周围扩散树脂中包含的黄色荧光粉转换为更长波长的光,从而产生“纯白色”光的感知。扩散树脂还有助于散射光线,形成宽视角。
13. 技术发展趋势
LED技术的总体趋势继续朝着更高效率(每瓦更多流明)、更高显色指数和更小型化方向发展。对于SMD指示灯型LED,重点在于在更小的封装中实现更高的亮度、扩展色域,并进一步提高可靠性和热性能。在LED封装内集成驱动电路或保护功能也是一个发展领域。正如本器件遵循无卤标准所体现的,环保合规性仍然是整个电子行业元件选择的关键驱动力。
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。 |