目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数与规格
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 产品分档与分类系统
- 3.1 型号命名规则
- 3.2 光通量分档
- 3.3 正向电压分档
- 3.4 色度分档
- 4. 性能曲线与特性
- 4.1 正向电流与正向电压关系曲线
- 4.2 相对光通量与正向电流关系
- 4.3 相对光谱功率与结温关系
- 4.4 相对光谱功率分布
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 外形尺寸与焊盘布局
- 5.2 推荐PCB焊盘设计与钢网设计
- 6. 组装、操作与存储指南
- 6.1 湿度敏感性与烘烤要求
- 6.2 回流焊温度曲线
- 6.3 静电放电保护
- 7. 应用说明与设计考量
- 7.1 典型应用
- 7.2 驱动电路设计
- 7.3 光学设计考量
- 8. 技术对比与产品差异化
- 9. 常见问题解答
- 9.1 分档表中的光通量‘最小值’与‘典型值’有何区别？
- 9.2 为何需要烘烤？能否使用更高温度以加快烘烤速度？
- 9.3 我能否使用3.3V电源加一个电阻来驱动此LED？
- 9.4 如何解读色度区域代码？
- 10. 工作原理与技术趋势
- 10.1 基本工作原理
- 10.2 行业趋势
1. 产品概述
T3B系列是一类高性能、单芯片、表面贴装LED，主要设计用于背光应用。该系列采用紧凑的3014封装尺寸，在光效、可靠性和设计灵活性之间取得了良好平衡，适用于现代电子显示屏和指示灯系统。
器件的核心是一个单半导体芯片，可提供高达0.2W的光功率。该系列的特点包括宽视角、在多种色温下稳定的色彩表现，以及适用于回流焊等自动化组装工艺的坚固结构。
2. 技术参数与规格
2.1 绝对最大额定值
以下参数定义了LED可能发生永久性损坏的操作极限。所有值均在环境温度为25°C下指定。
- 正向电流：80 mA
- 正向脉冲电流：120 mA
- 功耗：288 mW
- 工作温度：-40°C 至 +80°C
- 存储温度：-40°C 至 +80°C
- 结温：125°C
- 焊接温度：230°C 或 260°C，持续10秒
2.2 光电特性
在标准测试条件下测得的典型性能参数。
- 正向电压：典型值 3.1V，最大值 3.5V
- 反向电压：5V
- 反向电流：最大值 10 µA
- 视角：110°
3. 产品分档与分类系统
3.1 型号命名规则
产品代码遵循结构化格式：T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□。此代码封装了关键属性：
- 封装/外形代码：例如，‘3B’表示3014封装。
- 芯片配置：‘S’表示单颗小功率芯片。
- 光学设计代码：‘00’表示无二次透镜。
- 颜色代码：定义发光颜色或白点。
- 暖白： L
- 中性白： C
- 冷白： W
- 其他颜色： R， Y， G， B 等。
- 光通量代码：指定最小光输出分档。
- 色温代码：对于白光LED，指定相关色温分档。
- 正向电压代码：指定VF分档。
3.2 光通量分档
对于显色指数为60、相关色温在10,000K至40,000K范围内的背光白光LED，光通量在60mA测试电流下进行分档。分档指定的是最小值，实际光通量可能更高。
- 代码 D2：18 lm 至 20 lm
- 代码 D3：20 lm 至 22 lm
- 代码 D4：22 lm 至 24 lm
- 代码 D5：24 lm 至 26 lm
光通量测量容差为±7%。
3.3 正向电压分档
正向电压被分类为精确的分档，以辅助电路设计，实现电流调节和多LED阵列的一致性。
- 代码 B：2.8V 至 2.9V
- 代码 C：2.9V 至 3.0V
- 代码 D：3.0V 至 3.1V
- 代码 E：3.1V 至 3.2V
- 代码 F：3.2V 至 3.3V
- 代码 G：3.3V 至 3.4V
- 代码 H：3.4V 至 3.5V
电压测量容差为±0.08V。
3.4 色度分档
白光LED在CIE 1931色度图上被分类到特定的色度区域，以确保色彩一致性。对于3014背光系列，定义了从BG1到BG5的区域，并具有精确的坐标边界。产品发货时严格遵守订购的色度区域限制。
色度坐标容差为±0.005。显色指数容差为±2。
4. 性能曲线与特性
4.1 正向电流与正向电压关系曲线
其I-V特性是典型的半导体二极管特性。曲线显示，一旦正向电压超过阈值，电流会急剧增加。在推荐的60mA下工作可确保在指定的电压分档内性能稳定。
4.2 相对光通量与正向电流关系
光输出随正向电流增加而增加，但在较高电流下由于结温升高和效率下降而呈现亚线性关系。该曲线突出了最大化光效的最佳驱动电流范围。
4.3 相对光谱功率与结温关系
LED荧光粉系统的光谱输出会随结温变化。对于要求色彩点稳定的应用，此曲线至关重要。随着结温从25°C升高到125°C，相对光谱能量通常会降低，这可能影响光通量和色度。
4.4 相对光谱功率分布
此图描绘了白光LED的归一化发射光谱，显示了蓝光芯片发射峰与更宽的荧光粉转换黄/绿/红发射的组合。该曲线的形状决定了显色指数和感知的色彩质量。
5. 机械与封装信息
5.1 外形尺寸与焊盘布局
LED符合标准3014封装尺寸：
- 长度： 3.0 mm ±0.10 mm
- 宽度： 1.4 mm ±0.10 mm
- 高度： 0.8 mm ±0.10 mm
5.2 推荐PCB焊盘设计与钢网设计
推荐使用专用的焊盘布局，以确保可靠的焊接、适当的热管理和机械稳定性。焊盘布局通常包括两个阳极/阴极焊盘。还指定了相应的焊膏钢网设计，这对于控制表面贴装技术组装过程中的焊膏量以防止立碑或焊点不足至关重要。
极性识别：阴极通常在LED本体上标记。PCB丝印应清晰指示极性，以防止反向安装。
6. 组装、操作与存储指南
6.1 湿度敏感性与烘烤要求
根据IPC/JEDEC J-STD-020C标准，3014 LED封装被归类为湿度敏感器件。打开防潮密封袋后暴露在环境湿度中，可能导致在高温回流焊过程中出现爆米花裂纹或分层。
- 存储：未开封的袋子应存储在30°C以下、相对湿度85%以下的环境中。开封后，应存储在<30°C、<60% RH的环境中，最好放在带有干燥剂的干燥柜或密封容器中。
- 车间寿命：打开密封袋后，如果暴露在工厂环境条件下，组件应在12小时内使用完毕。
- 烘烤：如果超过车间寿命或湿度指示卡显示高湿度，则需要进行烘烤：60°C下烘烤24小时。不要超过60°C。烘烤后应在1小时内进行回流焊，否则部件必须放回干燥存储环境中。
6.2 回流焊温度曲线
LED可承受标准的无铅回流焊温度曲线。最高峰值温度为260°C，推荐在液相线温度以上的时间为10秒。控制升温速率和冷却速率对于最小化封装上的热应力至关重要。
6.3 静电放电保护
LED是半导体器件，对静电放电敏感，尤其是白光、绿光、蓝光和紫光类型。静电放电可能导致立即失效或潜在损坏，从而缩短寿命并导致性能下降。
- 预防措施：在静电防护区内操作LED，使用接地腕带、导电垫和离子风机。
- 包装：在运输和操作过程中使用防静电容器和托盘。
- 组装设备：确保SMT贴片机和其他操作设备正确接地。
7. 应用说明与设计考量
7.1 典型应用
- LCD背光：用于显示器、电视、笔记本电脑和汽车显示屏的侧入式或直下式背光单元。
- 通用指示灯：状态指示灯、面板照明和装饰照明，需要紧凑、明亮的光源。
- 消费电子产品：键盘、开关和标牌的背光。
7.2 驱动电路设计
恒流驱动：LED是电流驱动器件。为了保持一致的亮度和颜色，并防止热失控，必须使用恒流源驱动，而不是恒压源。使用电压源加限流电阻是一种简单的方法，但效率较低，且随温度和电压变化的稳定性较差。
电流设置：推荐工作电流为60mA。在或接近绝对最大额定值下工作将缩短寿命，并可能导致色彩参数偏移，除非提供卓越的散热措施。
热管理：尽管功率相对较低，但从LED焊盘到PCB铜层的有效散热对于保持性能和寿命至关重要。在PCB上使用足够的热释放和铜面积。对于高密度阵列，需考虑PCB上的整体热负荷。
7.3 光学设计考量
110度的宽视角使该LED适用于需要宽广、均匀照明的应用。对于更具方向性的光线，必须使用二次光学元件。设计导光板时，应对LED的发射模式和强度分布进行建模，以实现均匀输出。
8. 技术对比与产品差异化
3014封装在SMD LED领域具有显著优势：
- 与3528/2835对比：3014在宽度上更紧凑，允许在线性阵列中实现更高密度，或在背光设计中实现更小的间距。它通常采用更现代的芯片和封装设计，以实现更高的光效。
- 与5050对比：3014是单芯片解决方案，而5050封装通常包含三个芯片。3014提供更小的点光源，这对导光板中的光学控制有益，并且通常每个封装的热阻更低。
- 与0201/0402对比：3014比微型LED更大，在组装中更容易操作，提供更高的光输出，并且对于通用照明应用更坚固。
此特定T3B系列的关键差异化在于其定义的色彩和光通量分档结构、对湿度敏感性标准的符合性，以及详细的应用指南，这些都有助于实现可制造性和可靠性的设计。
9. 常见问题解答
9.1 分档表中的光通量‘最小值’与‘典型值’有何区别？
‘最小值’是该分档代码保证的下限。‘典型值’是一个有代表性的平均值，但不作保证。当您订购D3分档时，保证在60mA下至少有20 lm，但实际部件可能测量到高达22 lm。此系统确保您满足最低亮度要求。
9.2 为何需要烘烤？能否使用更高温度以加快烘烤速度？
烘烤是为了去除塑料封装吸收的水分，以防止回流焊过程中蒸汽压力造成的损坏。不要超过60°C。更高的温度会降解内部材料和卷带包装本身，导致过早失效或操作问题。
9.3 我能否使用3.3V电源加一个电阻来驱动此LED？
可以，但有重要注意事项。鉴于典型正向电压为3.1V，串联电阻在60mA下只需降低0.2V，需要一个非常小的电阻值。这几乎没有为电源电压或LED正向电压的变化留出余量。电源电压的小幅增加或较低正向电压分档的LED会导致电流大幅增加，可能损坏LED。强烈建议使用恒流驱动器以实现可靠运行。
9.4 如何解读色度区域代码？
这些代码定义了CIE色度图上的一个小四边形区域。给定批次的所有LED，在测量时，其颜色坐标都将落在该特定区域的边界内。这使得设计人员可以选择色彩彼此非常匹配的LED，这对于背光均匀性至关重要。规格书提供了每个区域的确切角坐标。
10. 工作原理与技术趋势
10.1 基本工作原理
发光二极管是一种固态半导体器件。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——这一过程称为电致发光。发射光的波长由半导体材料的能带隙决定。在像这样的白光LED中，发蓝光的氮化铟镓芯片涂有黄色荧光粉。部分蓝光直接射出，其余部分被荧光粉吸收并重新发射为更长波长的光。蓝光和荧光粉转换光的混合被感知为白光。
10.2 行业趋势
LED行业持续向更高光效、更高显色指数和更高可靠性发展。对于3014这类封装，趋势包括：
- 更高功率密度：随着芯片技术的改进，能够在相同封装尺寸下以更高电流驱动。
- 改善色彩一致性：更严格的分档规格和先进的荧光粉技术，以实现批次间和使用寿命内更均匀的色彩。
- 增强热性能：新的封装材料和设计以降低热阻，允许更高的驱动电流和更长的寿命。
- 小型化：虽然3014已确立，但针对超薄显示屏，更小封装的并行开发也在进行中。
- 智能集成：集成诊断和通信功能的LED驱动器的增长，用于背光局部调光和控制。
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。 |