目录
- 1. 产品概述
- 2. 主要特性与规格
- 3. 绝对最大额定值
- 4. 电气与光学特性
- 4.1 发光强度与视角
- 4.2 色度与正向电压
- 4.3 测试标准与操作注意事项
- 5. 分档系统说明
- 5.1 正向电压 (VF) 分档
- 5.2 发光强度 (IV) 分档
- 6. 性能曲线分析
- 7. 机械与封装信息
- 7.1 包装规格
- 8. 焊接与组装指南
- 8.1 回流焊接
- 8.2 手工焊接
- 8.3 清洗
- 9. 存储与操作
- 10. 应用设计说明
- 10.1 驱动电路设计
- 10.2 应用范围与可靠性免责声明
- 10.3 应用中的ESD保护
- 11. 技术对比与设计考量
- 12. 常见问题解答 (FAQ)
- 13. 实际应用示例
- 14. 工作原理与技术
- 15. 行业趋势
1. 产品概述
本文档提供了一款采用标准表面贴装器件 (SMD) 封装的高亮度白光发光二极管 (LED) 的完整技术规格。该元件专为自动化组装工艺设计，符合无铅 (Pb-free) 和RoHS环保标准，属于绿色产品。其主要应用于需要可靠、紧凑的指示灯或背光照明功能的通用电子设备。
2. 主要特性与规格
该LED采用12mm编带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，完全兼容现代电子制造中使用的高速自动贴片设备。其设计可承受标准的红外 (IR) 和气相回流焊接工艺。封装符合EIA（电子工业联盟）标准，并具有集成电路 (I.C.) 兼容的驱动特性。
该特定型号采用黄色透镜，并利用氮化铟镓 (InGaN) 半导体材料产生白光。根据JEDEC标准J-STD-020，该器件被归类为湿度敏感等级 (MSL) 3级，这要求在焊接前进行特定的操作和存储，以防止湿气导致的损坏。
3. 绝对最大额定值
超出这些限制操作或存储器件可能导致永久性损坏。
- 功耗 (Pd)：120 mW
- 峰值正向电流 (IF(峰值))：100 mA (占空比1/10，脉冲宽度0.1ms)
- 直流正向电流 (IFF)：
- 30 mAR反向电压 (VR
- )：5 V工作温度范围 (Topr
- )：-30°C 至 +85°C存储温度范围 (Tstg
- )：-40°C 至 +100°C
回流焊接条件：峰值温度260°C，最长10秒（无铅工艺）。
关键注意事项：
在应用电路中对LED施加反向偏置电压可能导致器件立即失效或性能下降。a4. 电气与光学特性F除非另有说明，所有参数均在环境温度 (T
a
) 为25°C、标准测试电流 (IVF) 为20 mA的条件下规定。4.1 发光强度与视角
发光强度 (I
VF) 保证在1800 mcd（毫坎德拉）至2500 mcd之间，并提供典型值。强度测量采用近似于明视觉 (CIE) 人眼响应曲线的传感器和滤光片组合。该器件具有110度的宽视角 (2θ
1/2
)，定义为发光强度降至其轴向峰值一半时的全角。
4.2 色度与正向电压
白光颜色由其在CIE 1931 (x, y) 色度图上的坐标定义。典型坐标为 x=0.295 和 y=0.285。产品保证中这些坐标的容差为 ±0.01。在20 mA驱动下，正向电压 (V
FF) 典型值为3.2V，但范围可能在2.9V至3.6V之间。这种差异通过分档系统进行管理。
4.3 测试标准与操作注意事项
色度和发光强度根据CAS140B标准进行测试。规格书强烈强调静电放电 (ESD) 敏感性。静电或电源浪涌可能对LED造成不可修复的损坏。建议在操作时使用接地腕带或防静电手套，并确保所有工作站、工具和设备均已正确接地。V5. 分档系统说明
为确保应用中的一致性，LED根据关键电气和光学参数被分选到不同的档位中。这使得设计者可以选择特性得到严格控制的产品。
5.1 正向电压 (V
F
- ) 分档LED根据其在20 mA下的正向电压被分类到档位 (V0 至 V6)。每个档位覆盖0.1V的范围，从最低2.9V (V0) 到最高3.6V (V6)。每个档位内适用 ±0.10V 的容差。
- 5.2 发光强度 (IV
- ) 分档LED也根据发光强度进行分档 (S9 至 S15)。每个档位代表100 mcd的范围，从1800-1900 mcd (S9) 到2400-2500 mcd (S15)。每个指定档位内的强度适用 ±10% 的容差。
- 6. 性能曲线分析规格书引用了典型的性能曲线，用以说明各参数之间的关系。虽然具体图表未在文本中重现，但它们通常包括：
相对发光强度 vs. 正向电流：
显示光输出如何随电流增加，通常呈非线性方式，最终趋于饱和。
相对发光强度 vs. 环境温度：
展示随着LED结温升高，光输出下降的情况。
- 正向电压 vs. 正向电流：描绘二极管的I-V特性曲线。
- 视角分布图：显示光强空间分布的极坐标图。
- 这些曲线对于理解器件在不同工作条件下的行为以及进行有效的热和电气设计至关重要。7. 机械与封装信息
- 该LED采用标准SMD封装。提供了元件本身、用于自动化操作的载带以及7英寸卷盘的详细尺寸图。所有尺寸均以毫米为单位，除非另有说明，标准公差为 ±0.1mm。编带和卷盘包装符合EIA-481-1-B规范。7.1 包装规格
卷盘尺寸：
直径7英寸。
每卷数量：
2000 颗。
尾数最小订购量 (MOQ)：
500 颗。
编带：
元件置于12mm宽的压纹载带中，并用顶盖带密封。
8. 焊接与组装指南
- 8.1 回流焊接该元件适用于峰值温度为260°C、最长10秒的无铅回流焊接。参考了根据J-STD-020D推荐的包含预热阶段的回流温度曲线。规格书还提供了印刷电路板 (PCB) 上推荐的焊盘布局尺寸，以确保在红外或气相回流过程中形成可靠的焊点。
- 8.2 手工焊接如果必须进行手工焊接，应使用烙铁头温度不超过300°C的烙铁，每个焊点的焊接接触时间限制在最长3秒。此操作应仅进行一次，以防止对封装造成热损伤。
8.3 清洗
如果需要进行焊后清洗，只能使用指定的溶剂。LED可以在室温下浸入乙醇或异丙醇中，时间不超过一分钟。禁止使用未指定的化学清洁剂，因为它们可能损坏LED封装材料。
9. 存储与操作由于其MSL 3等级，需要严格的湿度控制：密封袋：F存储在 ≤30°C 和 ≤90% 相对湿度 (RH) 条件下。在原装带有干燥剂的防潮袋中存储时，保质期为从日期代码起一年。F.
已开封袋：
开封后，存储在 ≤30°C 和 ≤60% RH 条件下。元件必须在暴露于车间环境后的168小时（7天）内完成焊接。如果湿度指示卡变粉（指示 >10% RH）或超过168小时窗口，则LED在使用前必须在60°C下烘烤至少48小时。任何剩余的元件应重新用干燥剂密封。
10. 应用设计说明
10.1 驱动电路设计
LED是电流驱动器件。为确保并联驱动多个LED时亮度均匀，
强烈建议
为每个LED串联一个独立的限流电阻。不鼓励采用将多个LED直接并联并共享一个电阻的方法（规格书中的电路B）。在没有独立电阻的并联配置中，不同LED之间正向电压 (V
F
) 特性的差异将导致电流分配不均，从而造成亮度显著差异，并可能导致具有最低VFFF的LED因过流而失效。
10.2 应用范围与可靠性免责声明
该LED适用于普通电子设备，如办公自动化设备、通信设备和家用电器。对于需要极高可靠性、故障可能危及生命或健康的应用（例如航空、交通、医疗生命支持系统或安全设备），在设计采用前需要与制造商进行具体咨询和资格认证。
10.3 应用中的ESD保护
操作中提到的ESD敏感性同样适用于应用电路。如果LED连接在最终使用环境中可能暴露于潜在的静电放电或电压浪涌，设计者应考虑在PCB上实施保护措施，例如瞬态电压抑制 (TVS) 二极管或电阻。
11. 技术对比与设计考量
与老式的通孔LED技术相比，这款SMD元件在制造速度、节省电路板空间以及通过消除手动插入和波峰焊带来的可靠性方面具有显著优势。110度的宽视角使其适用于需要广角照明或多角度可见性的应用，这与用于聚焦光束的窄角LED不同。用于白光的InGaN技术通常提供良好的效率和寿命。关键设计考量包括：管理正向电流使其保持在绝对最大额定值内；设计驱动电路时考虑正向电压分档；以及在PCB上实施适当的热管理以保持低结温，从而维持光输出和长期可靠性。
12. 常见问题解答 (FAQ)
问：我可以直接用5V或3.3V逻辑电源驱动这个LED吗？
- 答：不可以。必须使用串联限流电阻。例如，使用3.3V电源，在20mA下典型VFF为3.2V，所需电阻为 (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 欧姆。应始终根据所选分档中的最小VF进行计算，以确保电流不超过最大额定值。
- 问：为什么发光强度给的是一个范围（1800-2500 mcd）？答：这是总的生产分布范围。为了确保产品亮度一致，您应指定并购买来自同一发光强度档位（例如，S12：2100-2200 mcd）的LED。
- 问：“MSL 3”对我的生产工艺意味着什么？答：这意味着元件在密封袋开封后，可以在车间环境中暴露最多168小时（7天），然后必须完成焊接。如果超过此时间，则需要烘烤工艺以去除吸收的湿气，这些湿气可能在回流焊接过程中导致“爆米花”现象（封装开裂）。
- 问：需要散热片吗？答：对于在最大直流电流 (30mA) 下连续工作或在高环境温度下工作，需要仔细的热设计。虽然对于低占空比的指示灯应用可能不需要专用的散热片，但确保LED的散热焊盘与PCB上的铜箔有良好的连接将有助于散热和维持性能。
- 13. 实际应用示例场景：设计一个有10个亮度均匀的白光LED的状态指示面板。
电路设计：
使用恒流LED驱动IC或电压调节器，并为每个LED配备独立的串联电阻。假设电源为5V，目标每个LED电流为20mA，选择V3分档的LED (V
F
= 3.2-3.3V)。电阻值 R = (5V - 3.25V
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。 |