目录
- 1. 产品概述
- 1.1 特性
- 1.2 应用领域
- 2. 封装尺寸与结构
- 3. 额定值与特性
- 3.1 绝对最大额定值
- 3.2 建议的红外回流焊温度曲线
- 3.3 电气与光学特性
- 4. 分档系统
- 4.1 正向电压(VF)分档
- 4.2 发光强度(IV)分档
- 4.3 色调 / 主波长(λd)分档
- 5. 典型性能曲线
- 6. 用户指南与操作
- 6.1 清洁
- 6.2 推荐的PCB焊盘布局
- 6.3 载带与卷盘包装
- 7. 重要注意事项
- 7.1 适用范围
- 7.2 储存条件
- 7.3 焊接说明
- 8. 技术深入探讨与设计考量
- 8.1 光度学与色度学分析
- 8.2 电气设计与驱动
- 8.3 热学与机械设计
- 8.4 制造与组装兼容性
- 8.5 对比与选型指导
- 9. 常见问题解答(FAQ)
1. 产品概述
本文档提供了一款表面贴装器件(SMD)LED灯的完整技术规格。该元件专为自动化印刷电路板(PCB)组装而设计,是各类电子设备中空间受限应用的理想选择。
1.1 特性
- 符合RoHS环保标准。
- 封装厚度极薄,仅为0.55毫米。
- 采用超高亮度的铝铟镓磷(AlInGaP)半导体芯片。
- 采用行业标准的8毫米载带、7英寸直径卷盘包装,便于自动化处理。
- 兼容标准EIA封装外形。
- 输入逻辑电平与集成电路(I.C.)兼容。
- 设计用于兼容自动贴片组装设备。
- 适用于红外(IR)回流焊工艺。
1.2 应用领域
此LED适用于多种应用,包括但不限于:
- 通信设备、办公自动化设备、家用电器及工业控制系统。
- 键盘和按键的背光照明。
- 状态和电源指示灯。
- 微型显示器和面板指示灯。
- 信号灯和符号照明。
2. 封装尺寸与结构
该器件采用紧凑的矩形SMD封装。透镜为水白色,光源采用AlInGaP技术发出黄色光。关键尺寸公差通常为±0.1毫米,详细机械图纸另有规定者除外。
3. 额定值与特性
3.1 绝对最大额定值
额定值在环境温度(Ta)为25°C时指定。超出这些值可能导致永久性损坏。
- 功耗(Pd):75 mW
- 峰值正向电流(IF(峰值)):80 mA(占空比1/10,脉冲宽度0.1ms时)
- 连续正向电流(IF):30 mA DC
- 电流降额:从50°C起线性降低,速率为0.4 mA/°C
- 反向电压(VR):5 V
- 工作温度范围(Topr):-55°C 至 +85°C
- 储存温度范围(Tstg):-55°C 至 +85°C
- 红外回流焊:可承受峰值温度260°C,持续10秒。
3.2 建议的红外回流焊温度曲线
对于无铅(Pb-free)焊接工艺,建议采用峰值温度为260°C、持续时间不超过10秒的温度曲线。应根据具体的PCB设计、焊膏和使用的回流炉,遵循JEDEC标准和焊膏制造商指南,确定精确的热曲线。
3.3 电气与光学特性
典型性能在Ta=25°C、IF=20mA条件下测量,除非另有说明。
- 发光强度(IV):28.0 - 180.0 mcd(使用CIE人眼响应滤光片测量)。
- 视角(2θ1/2):130度(发光强度为轴向值一半时的离轴角度)。
- 峰值发射波长(λP):588 nm。
- 主波长(λd):584.5 - 597.0 nm(决定感知颜色)。
- 光谱线半宽(Δλ):15 nm。
- 正向电压(VF):1.8 - 2.4 V。
- 反向电流(IR):10 μA(最大值),在VR=5V条件下。
- 电容(C):40 pF(典型值),在VF=0V、f=1MHz条件下。
关于ESD的注意事项:该器件对静电放电(ESD)敏感。在处理过程中必须采取适当的ESD防护措施,包括使用接地腕带和防静电工作站。
4. 分档系统
元件根据关键参数进行分档,以确保生产批次的一致性。分档代码是完整产品订购信息的一部分。
4.1 正向电压(VF)分档
- 档位 F2:1.8V(最小值)至 2.1V(最大值)
- 档位 F3:2.1V(最小值)至 2.4V(最大值)
- 公差:每档±0.1V。
4.2 发光强度(IV)分档
- 档位 N:28.0 mcd(最小值)至 45.0 mcd(最大值)
- 档位 P:45.0 mcd(最小值)至 71.0 mcd(最大值)
- 档位 Q:71.0 mcd(最小值)至 112.0 mcd(最大值)
- 档位 R:112.0 mcd(最小值)至 180.0 mcd(最大值)
- 公差:每档±15%。
4.3 色调 / 主波长(λd)分档
- 档位 H:584.5 nm(最小值)至 587.0 nm(最大值)
- 档位 J:587.0 nm(最小值)至 589.5 nm(最大值)
- 档位 K:589.5 nm(最小值)至 592.0 nm(最大值)
- 档位 L:592.0 nm(最小值)至 594.5 nm(最大值)
- 档位 M:594.5 nm(最小值)至 597.0 nm(最大值)
- 公差:每档±1 nm。
5. 典型性能曲线
提供图示数据以说明器件在各种条件下的行为。这些曲线对于详细的电路设计和热管理至关重要。
- 相对发光强度 vs. 正向电流:显示驱动电流与光输出之间的非线性关系。
- 相对发光强度 vs. 环境温度:展示结温升高时光输出的下降情况。
- 正向电压 vs. 正向电流:图示二极管的I-V特性曲线。
- 光谱分布:描绘了以峰值波长为中心的整个波长范围内的相对辐射功率。
6. 用户指南与操作
6.1 清洁
如果焊接后需要清洁,请仅使用指定的溶剂。将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。请勿使用超声波清洗或未指定的化学品。
6.2 推荐的PCB焊盘布局
提供了详细的焊盘图形设计,以确保在回流焊过程中形成良好的焊点、元件对齐和热释放。遵循此布局对于制造良率和长期可靠性至关重要。
6.3 载带与卷盘包装
元件采用压纹载带包装,并用盖带密封,卷绕在7英寸(178毫米)直径的卷盘上。标准包装每卷包含5000片。包装符合ANSI/EIA-481规范。
7. 重要注意事项
7.1 适用范围
本产品设计用于标准的商业和工业电子设备。未经事先咨询和特定认证,不适用于故障可能导致生命或健康直接危险的安全关键应用(例如,航空、医疗生命支持、交通控制)。
7.2 储存条件
密封包装:储存在≤30°C、相对湿度(RH)≤90%的环境中。当防潮袋(内含干燥剂)未开封时,保质期为一年。
已开封包装:对于从密封袋中取出的元件,储存环境不得超过30°C / 60% RH。元件应在暴露于环境空气后的672小时(28天)内进行红外回流焊(MSL 2a)。若暴露时间更长,在组装前需在约60°C下烘烤至少20小时,以去除吸收的湿气,防止回流焊过程中发生\"爆米花\"效应。
7.3 焊接说明
回流焊:
- 预热:150°C 至 200°C。
- 预热时间:最长120秒。
- 峰值温度:最高260°C。
- 高于260°C的时间:最长10秒。
- 最大回流次数:两次。
手工焊(烙铁):
- 烙铁头温度:最高300°C。
- 每个引脚焊接时间:最长3秒。
- 最大手工焊接次数:一次。
8. 技术深入探讨与设计考量
8.1 光度学与色度学分析
采用AlInGaP芯片是一个关键区别。与传统的荧光粉转换或较旧的半导体材料相比,AlInGaP在琥珀-黄-绿光谱范围内具有更高的本征效率,从而实现了\"超高亮度\"特性。主波长分档确保了严格的颜色一致性,这对于状态指示灯等需要多个单元颜色感知一致的应用至关重要。130度的宽视角使得此LED适用于需要广泛可见性而不仅仅是窄光束的应用。
8.2 电气设计与驱动
在20mA下1.8V至2.4V的正向电压范围相对较低,使其在配合简单的限流电阻时,可与许多逻辑电平输出(3.3V,5V)直接驱动兼容。正向电流的降额曲线至关重要:最大允许连续电流从环境温度50°C时的30mA开始线性下降。为了在高温环境或密闭空间中可靠运行,必须相应降低驱动电流,以将结温保持在安全限值内,并防止光通量加速衰减。
8.3 热学与机械设计
0.55毫米的超薄厚度是现代轻薄设备的显著优势。然而,极小的封装质量也意味着其热容量有限。散热主要通过焊盘进入PCB。因此,推荐的PCB焊盘设计以及在器件下方使用散热连接或小面积铜箔对于管理结温非常重要。确保高质量的焊点对于电气连接和热传导都至关重要。
8.4 制造与组装兼容性
符合EIA标准并采用8毫米载带包装,确保了其能无缝集成到大批量、自动化的SMT组装线中。指定的红外回流焊工艺兼容性已得到验证,但设计人员必须仔细制定其回流炉温度曲线。预热阶段对于缓慢升温并最大限度地减少热冲击至关重要,而液相线以上时间(TAL)和峰值温度必须加以控制,以充分熔化焊膏,同时不损坏LED的环氧树脂透镜或内部引线键合。
8.5 对比与选型指导
在选择LED时,工程师必须权衡规格书中的多个参数。对于高亮度需求,应指定发光强度(IV)范围高端的分档(例如Q或R)。对于对功耗或串联电路发热敏感的应用,较低的正向电压(VF)分档(F2)更可取。对于严格的颜色匹配,应选择并贯穿生产始终维持一个窄的主波长(λd)分档(例如J或K)。0.55毫米的高度在超薄产品中相比标准的0.6毫米或0.8毫米LED是一个关键优势,但可能需要更精确地控制焊膏量和回流曲线以避免立碑现象。
9. 常见问题解答(FAQ)
问:此LED的典型工作电流是多少?
答:特性测试在20mA下进行,这是一个常见的工作点。在适当的热管理下,它可以驱动到绝对最大值30mA DC,但在较低电流下寿命和效率可能更优。
问:订购时如何解读分档代码?
答:完整的产品型号包含正向电压(VF)、发光强度(IV)和主波长(λd)的分档代码。您必须指定所需组合(例如F2,R,K),以获得设计所需的精确电气和光学性能。
问:我可以将此LED用于汽车内饰照明吗?
答:虽然其工作温度范围为-55°C至+85°C,但汽车应用通常需要特定的AEC-Q102认证,以确保在严苛环境应力下的可靠性,这份商业规格书并未隐含此认证。必须咨询制造商以获取汽车级产品。
问:为什么打开包装袋后的储存条件如此重要?
答:SMD封装会从空气中吸收湿气。在回流焊的高温过程中,这些被困住的湿气会迅速汽化,导致内部分层或开裂(\"爆米花\"效应)。672小时的车间寿命和烘烤程序是防止这种失效模式的关键控制措施。
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。 |