陶瓷3535系列1W黄色LED规格书 - 尺寸3.5x3.5x?mm - 电压2.2V - 功率1W - 中文技术文档

1. 产品概述

陶瓷3535系列是一款大功率表面贴装LED，专为需要高性能和可靠热管理的应用而设计。陶瓷基板提供了卓越的散热性能，使其适用于大电流工作和严苛环境。本特定型号T1901PYA是一款1W黄色LED，其特点是在宽温度范围内具有高光通量输出和稳定的性能。

该系列的核心优势在于，相比标准塑料封装，其具有更优异的导热性，从而带来更长的使用寿命和稳定的光输出。目标市场包括汽车照明（内饰和信号灯）、工业照明、高棚灯以及那些对颜色一致性和可靠性要求极高的特种照明领域。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值（T_s=25°C）

以下参数定义了器件的操作极限，超出此极限可能导致永久性损坏。这些并非持续工作的条件。

• 正向电流（I_F）：500 mA（直流）
• 正向脉冲电流（I_FP）：700 mA（脉冲宽度≤10ms，占空比≤1/10）
• 功耗（P_D）：1300 mW
• 工作温度（T_opr）：-40°C 至 +100°C
• 存储温度（T_stg）：-40°C 至 +100°C
• 结温（T_j）：125°C
• 焊接温度（T_sld）：回流焊温度为230°C或260°C，最长持续时间不超过10秒。

2.2 光电特性（T_s=25°C，I_F=350mA）

这些是标准测试条件下的典型性能参数。

• 正向电压（V_F）：典型值2.2V，最大值2.6V
• 反向电压（V_R）：5V
• 峰值波长（λ_d）：625 nm
• 反向电流（I_R）：最大50 µA（在V_R=5V条件下）
• 视角（2θ_1/2）：120°

2.3 热特性

陶瓷封装提供了从LED芯片（结）到焊盘，再到印刷电路板（PCB）的低热阻路径。应用板上的有效热管理对于维持性能和寿命至关重要。在接近或达到最大结温下工作会加速光衰，并可能导致过早失效。设计人员必须确保足够的散热措施，尤其是在以最大额定电流驱动LED时。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED会根据关键参数进行分类（分档）。这使得设计人员能够选择满足特定应用要求的器件。

3.1 光通量分档（在350mA下）

光通量以流明（lm）为单位测量。分档定义了最小值和典型值。

• 代码1L：最小30 lm，典型35 lm
• 代码1M：最小35 lm，典型40 lm
• 代码1N：最小40 lm，典型45 lm
• 代码1P：最小45 lm，典型50 lm
• 代码1Q：最小50 lm，典型55 lm

注：光通量容差为±7%。

3.2 正向电压分档（在350mA下）

正向电压分档有助于设计一致的电流驱动电路，特别是在多LED阵列中。

• 代码C：1.8V 至 2.0V
• 代码D：2.0V 至 2.2V
• 代码E：2.2V 至 2.4V
• 代码F：2.4V 至 2.6V

注：正向电压容差为±0.08V。

3.3 主波长分档

这定义了所发射黄光的色调，确保颜色均匀性。

• 代码Y1：585 nm 至 588 nm
• 代码Y2：588 nm 至 591 nm
• 代码Y3：591 nm 至 594 nm

4. 性能曲线分析

以下图表说明了关键参数之间的关系，这对于电路设计和热管理至关重要。

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

该曲线显示了电流与电压之间的指数关系。正向电压随电流增加而增加，并且也依赖于温度。设计人员利用此曲线来选择合适的限流电阻或恒流驱动器设置。在典型的350mA工作点下，V_F约为2.2V。

4.2 正向电流 vs. 相对光通量

该图表明光输出随电流增加而增加，但并非线性关系。在较高电流下，由于发热增加（效率下降效应），光效会降低。选择350mA作为工作点，是在高输出和良好光效之间取得平衡。超过此点驱动需要精心的热设计。

4.3 结温 vs. 相对光谱功率

随着结温升高，LED的光谱输出可能会发生轻微偏移。对于黄色LED，这可能表现为主波长或色纯度的微小变化。保持较低的结温是确保产品在整个生命周期内颜色性能稳定的关键。

4.4 光谱功率分布

能带特性曲线显示了黄色LED的发射光谱，中心波长约为625 nm。它具有相对较窄的光谱宽度，这是单色LED的典型特征，非常适合需要饱和色彩的应用。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸

封装遵循标准的3535尺寸：基底尺寸约为3.5mm x 3.5mm。所提供的摘录中未指定确切高度。完整的规格书中包含带有公差（例如，.X: ±0.10mm，.XX: ±0.05mm）的详细机械图纸，用于PCB布局。

5.2 推荐焊盘布局与钢网设计

规格书提供了建议的焊盘图形（封装）和焊膏钢网设计，以确保可靠的焊接。焊盘设计对于电气连接和热传递都至关重要。元件下方的散热焊盘必须正确焊接到PCB上相应的铜焊盘上，以促进散热。钢网开孔设计控制着焊膏的沉积量。

5.3 极性标识

LED具有阳极和阴极。极性通常在器件本身有标记（例如，凹口、圆点或切角），并且必须根据焊盘图在PCB上正确放置。反向连接将导致LED不亮，并且施加超过额定5V的反向电压会损坏器件。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该LED兼容标准的红外或对流回流焊工艺。指定了两种温度曲线：

1. 峰值温度230°C。

2. 峰值温度260°C。

在两种情况下，都必须控制高于液相线（对于SAC合金通常约为~217°C）的时间，并且在峰值温度下的时间不得超过10秒，以防止对LED芯片和封装造成热损伤。

6.2 操作与存储注意事项

• 静电敏感度：虽然未明确说明为敏感器件，但建议在操作过程中采取标准的静电防护措施。

• 湿度敏感度：陶瓷封装通常比塑料封装更不易吸湿，但仍建议存储在干燥环境中。

• 清洁：如果焊接后需要清洁，请使用兼容的溶剂，避免损坏LED透镜或封装材料。

6.3 存储条件

在-40°C至+100°C的温度范围内，低湿度环境下，存储在原始防潮袋中。避免暴露在阳光直射或腐蚀性气体中。

7. 包装与订购信息

7.1 载带规格

LED以凸起式载带形式提供，用于自动贴片组装。载带宽度、凹槽尺寸和间距设计为与标准SMT设备兼容。提供的图表显示了3535陶瓷系列载带的详细尺寸。

7.2 卷盘包装

载带缠绕在标准卷盘上。卷盘数量（例如，1000片，4000片）通常由制造商指定。卷盘上标有部件号、数量、批号和分档代码。

7.3 部件编号系统

型号T1901PYA遵循结构化编码系统：

• T：制造商系列前缀。

• 19：陶瓷3535封装代码。

• P：单颗大功率芯片代码。

• Y：黄色颜色代码。

• A：内部代码或特定变体。

附加后缀可能表示光通量分档（例如，1M）、电压分档（例如，D）和波长分档（例如，Y2）。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 汽车照明：日间行车灯（DRL）、转向灯、内饰氛围灯。
• 工业与商业照明：高棚灯、作业照明、机器视觉照明。
• 标识与装饰：立体发光字、建筑重点照明、装饰灯带。
• 特种照明：医疗设备、农业照明（特定光谱）。

8.2 设计考量

• 驱动器选择：使用恒流驱动器以获得稳定的光输出和长寿命。驱动电流应根据所需的亮度和热设计余量来设定。

• 热管理：这是最关键的方面。为散热焊盘使用具有足够铜厚（例如，2盎司）的PCB。考虑使用热过孔将热量传递到内层或背面的散热器。不应超过最大结温（125°C）。

• 光学设计：120°的视角提供了宽广的照明。对于聚焦光束，可以使用专为3535封装设计的二次光学元件（透镜或反射器）。

• 串联/并联阵列：当连接多个LED时，应通过正向电压分档进行匹配，以确保电流均匀分布，特别是在并联串中。对于串联串，优选恒流驱动器。

9. 技术对比与差异化

与标准的塑料3535 LED相比，陶瓷版本提供：

• 卓越的热性能：陶瓷基板比塑料具有更高的导热率，在相同驱动电流下结温更低，这意味着更高的光输出、更好的颜色稳定性和更长的使用寿命。

• 更高的可靠性：陶瓷在紫外线照射下不易变黄，并且在高温高湿环境中更坚固耐用。

• 更高的最大驱动电流：改进的散热能力允许在500mA的满额连续电流下工作，从而实现更高的流明封装。

权衡之处在于，与塑料封装相比，其单位成本通常略高。

10. 常见问题解答（FAQ）

Q1：分档表中的光通量‘典型值’和‘最小值’有什么区别？

A1：‘典型值’是该分档内LED的平均输出值。‘最小值’是保证的下限值。设计人员应在应用中使用‘最小值’进行最坏情况下的亮度计算。

Q2：我可以连续以500mA驱动这款LED吗？

A2：可以，500mA是绝对最大直流额定值。但是，在此水平下连续工作需要极佳的热管理，以保持结温低于125°C。为了获得最佳寿命和效率，建议在350mA或更低的电流下工作。

Q3：在设计驱动器时，如何解读电压分档代码？

A3：设计您的恒流驱动器，使其能够适应所选分档中的最大V_F（例如，对于分档‘E’，按每个LED最高2.4V设计）。如果使用带电阻的电压源，请使用最大V_F计算电阻值，以确保在最坏情况下电流不超过限制。

Q4：这款LED包含透镜吗？

A4：部件号T1901PYA以及命名规则中表示‘无透镜’的‘00’代码表明，这是一款不带集成二次透镜的一次光学（芯片级）LED。120°的视角是芯片和封装设计固有的。

11. 设计案例研究

场景：设计一款工业高棚灯，需要5000流明的黄光用于特定的警告/信号应用。

设计流程：

1. 光通量目标：需要5000 lm。

2. LED选择：选择1Q光通量分档（在350mA下，最小50 lm/颗）。

3. 数量计算：LED数量 = 5000 lm / 50 lm/颗 = 100颗。增加10%余量，目标为110颗。

4. 电气设计：计划使用恒流驱动器驱动串联的LED串。选择电压分档‘D’（2.0-2.2V）以获得更紧密的分布。对于10颗LED串联，最大串电压为10 * 2.2V = 22V。选择一个输出电压范围覆盖约25V、输出电流为350mA的恒流驱动器。

5. 热设计：将110颗LED排列在金属基板PCB（MCPCB）上。计算总散热：约110颗 * (2.2V * 0.35A) ≈ 84.7W的电功率，其中大部分转化为热量。MCPCB必须连接到足够大的铝制散热器上，以保持从结到环境的热阻较低。

6. 光学设计：由于区域照明可接受120°的宽光束，因此不需要二次光学元件。

12. 工作原理

发光二极管（LED）是一种当电流通过时会发光的半导体器件。这种现象称为电致发光。在这款黄色LED中，半导体材料（通常基于铝镓铟磷 - AlGaInP）被设计成具有特定的带隙。当电子在器件内与空穴复合时，能量以光子（光粒子）的形式释放。发射光的波长（颜色）由半导体材料的能带隙决定。陶瓷封装作为机械支撑，提供电气连接，最重要的是，它充当有效的散热器，将热量从半导体结处带走，从而维持性能和可靠性。

13. 技术趋势

大功率LED市场持续向更高光效（每瓦更多流明）、更高显色性和更高可靠性发展。陶瓷封装因其无与伦比的热性能，代表了该领域的一个重要趋势，尤其适用于中高功率应用。未来的发展可能包括：

• 集成解决方案：更多内置驱动器或控制电路（例如，板上IC）的LED。

• 改进的荧光粉技术：主要针对白光LED，但也影响颜色转换LED的稳定性和效率。

• 高输出小型化：持续推动更小的封装（例如，3030，2929）能够处理相似或更高的功率密度，进一步强调了对陶瓷等先进热基板的需求。

• 智能照明：与传感器和通信协议集成，用于支持物联网的照明系统，其中坚固的陶瓷封装可以保护敏感的电子元件。