1. 产品概述
本文档详细阐述了T19系列高性能黄色LED的技术规格,该产品采用陶瓷3535封装。本产品专为要求高可靠性、优异热管理和稳定光输出的应用而设计。相比传统的塑料封装,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的热环境。
Core Advantages: The key benefits of this LED series include a high luminous flux output and efficacy, low thermal resistance, and compatibility with Pb-free reflow soldering processes. It is designed to remain compliant with RoHS directives.
Target Market: Primarily targeted at automotive and signal lighting applications, including turn signals, signal lamps, rear lamps, and instrument panel illumination, where color consistency, longevity, and performance under varying temperatures are critical.
2. 深入技术参数分析
2.1 电气与光学特性
所有测量均在环境温度(Ta)为25°C的条件下进行。在典型驱动电流350mA下,正向电压(VF)范围为最小值1.8V至最大值2.6V,测量容差为±0.1V。在此电流下,光通量(ΦV)范围为51 lm至80 lm,容差为±7%。黄色光的主波长(λ)介于585 nm至595 nm之间(容差±2.0 nm)。该器件具有120度的宽视角(2θ1/2)。
绝对最大额定值定义了工作极限:连续正向电流(IF)为600 mA,脉冲正向电流(IFP)为1000 mA(在特定脉冲条件下),最大功耗(PD)为1560 mW。结温(Tj)不得超过115°C。
2.2 热特性
热管理是本产品的一大亮点。在350mA电流下,从LED结到焊点的热阻(Rth j-sp)规定为5 °C/W。这一低值直接得益于陶瓷封装,它能有效地将热量从半导体结传导出去,从而提升可靠性并维持光输出稳定性。工作温度范围为-40°C至+105°C。
3. 分档系统说明
为确保颜色和性能的一致性,LED根据关键参数被分选到不同的档位中。
3.1 主波长分档
LED按波长分为两个等级:Y7(585-590 nm)和Y8(590-595 nm)。这使得设计人员可以根据应用需求选择具有精确色点的LED。
3.2 光通量分档
光输出分为四个等级:AP(51-58 lm)、AQ(58-65 lm)、AR(65-72 lm)和AS(72-80 lm),均在IF=350mA条件下测量。这种分档便于需要特定亮度等级的设计。
3.3 正向电压分档
正向电压分为四个等级:C3(1.8-2.0V)、D3(2.0-2.2V)、E3(2.2-2.4V)和F3(2.4-2.6V)。了解电压档位有助于驱动电路设计和电源选择。
4. 性能曲线分析
规格书中包含多条对设计工程师至关重要的特性曲线。
Color Spectrum (Fig 1): Shows the spectral power distribution of the yellow LED, confirming the dominant wavelength and spectral purity.
Forward Current vs. Relative Intensity (Fig 3): Illustrates how the light output changes with increasing drive current. It is crucial for determining the optimal operating point for efficiency and longevity.
Forward Current vs. Forward Voltage (Fig 4): The IV curve is essential for designing the current-limiting circuitry. It shows the non-linear relationship between voltage and current.
Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux (Fig 5): Demonstrates the thermal derating of light output. As ambient temperature rises, luminous flux decreases. This curve is critical for applications subject to high temperatures.
Ambient Temperature vs. Wavelength (Fig 2) & Relative Forward Voltage (Fig 6): Show how the dominant wavelength and forward voltage shift with temperature, important for color-stable applications.
Ambient Temperature vs. Maximum Forward Current (Fig 8): A derating curve that specifies the maximum allowable forward current as a function of ambient temperature to prevent overheating and ensure reliability.
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用陶瓷3535封装。尺寸图规定其长宽为3.5mm x 3.5mm。图中包含了总高度、透镜几何形状和焊盘位置等细节。所有未注公差为±0.2mm。
5.2 推荐焊盘布局
提供了用于PCB设计的焊盘布局图,显示了推荐的铜焊盘尺寸和间距,以确保良好的焊接、热传导和机械稳定性。焊盘的未注公差为±0.1mm。
5.3 极性标识
阴极通常在器件封装上标有标记。焊盘布局也区分了阳极和阴极焊盘。正确的极性连接对于防止器件损坏至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊接参数
该LED适用于无铅回流焊接。焊接曲线规定了关键参数:封装体峰值温度(Tp)不得超过260°C,液相线以上(217°C)时间应在60-150秒之间,最大升温速率不超过3°C/秒。从25°C到峰值温度的总时间应不超过8分钟。建议回流焊接次数不超过两次。
6.2 操作与存储注意事项
器件对静电放电(ESD)敏感,人体模型(HBM)等级为2000V。应遵循正确的ESD操作程序。存储温度应在-40°C至+85°C之间。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED以编带盘装形式供货,便于自动化组装。规定了编带宽度、口袋尺寸和卷盘直径。每盘最多可容纳1000颗。卷盘随后装入纸箱,小箱容量为4/8盘,大主箱容量为48/64盘。防潮袋内包含干燥剂。
7.2 料号编码系统
料号(例如:T19YE011A-xxxxxx)遵循结构化编码:T(系列)、19(陶瓷3535封装)、YE(黄色)、0(显色性)、1(串联芯片)、1(并联芯片)、A(元件代码),后跟内部和备用代码。此系统可精确识别封装类型、颜色和配置。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
这款LED非常适合汽车外部照明,如转向灯和尾灯,其黄色光和可靠性是关键优势。它也适用于各种信号灯和仪表盘背光。
8.2 设计考量
Thermal Design: Utilize the low thermal resistance by providing an adequate thermal path on the PCB, such as using thermal vias and connecting to a sufficient copper area or heatsink.
Current Driving: Use a constant current driver to ensure stable light output and prevent thermal runaway. Refer to the derating curve (Fig 8) when operating at high ambient temperatures.
Optical Design: The 120-degree viewing angle provides wide illumination. Secondary optics (lenses, reflectors) can be used to shape the beam pattern for specific applications.
9. 技术对比与差异化
与标准的塑料3535 LED相比,陶瓷封装的热阻显著降低,从而在高电流下性能更优,并且由于工作结温更低,长期可靠性得到改善。与塑料相比,陶瓷材料还具有更好的耐湿性和耐恶劣环境条件能力,使其在汽车和户外应用中更加坚固耐用。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
Q: What is the maximum current I can drive this LED at?
A: The absolute maximum continuous current is 600mA. However, for optimal lifetime and reliability, it is advised to operate at or below the test current of 350mA, especially in high-temperature environments, following the derating curve in Fig 8.
Q: How do I interpret the luminous flux binning?
A: The bin code (AP, AQ, AR, AS) indicates the guaranteed minimum and maximum flux output from the LED at 350mA. For consistent brightness in an array, specify LEDs from the same or adjacent flux bins.
Q: Can I use this LED for a turn signal that must meet specific color regulations?
A: Yes. The dominant wavelength bins (Y7: 585-590nm, Y8: 590-595nm) allow you to select LEDs that fall within the required yellow color specifications for automotive signals. Always verify against the applicable regulatory standard.
11. 实际设计与使用案例
Case: Automotive Rear Turn Signal Lamp
A designer is creating a new LED-based rear turn signal cluster. They select this Ceramic 3535 Yellow LED for its proven reliability and color. They design a PCB with a 2oz copper layer and thermal vias under the LED pad to dissipate heat to a metal core or the lamp housing. They choose LEDs from the Y8 wavelength bin and AS flux bin for a bright, consistent amber color. A constant-current driver is designed to supply 300mA per LED (derated from 350mA for extra margin in the hot rear lamp environment). The wide 120-degree angle reduces the number of LEDs needed for the required field of view. The reflow profile is carefully controlled to the datasheet specifications to ensure solder joint integrity.
12. 工作原理简介
这是一种半导体发光二极管(LED)。当在阳极和阴极之间施加正向电压时,电子和空穴在半导体芯片的有源区内复合,以光子(光)的形式释放能量。半导体层中使用的特定材料决定了发射光的波长(颜色)。在本产品中,材料经过设计,可在可见光谱的黄色部分(585-595 nm)发光。陶瓷封装主要用作坚固的机械外壳,并且至关重要的是,它作为高效的热导体,将热量从半导体结传导出去。
13. 技术趋势
面向汽车和工业应用的高功率LED趋势持续朝着更高效率(每瓦更多流明)和更高可靠性发展。陶瓷封装正变得越来越普遍,因为它们比传统塑料更好地解决了热管理挑战,从而能够实现更高的驱动电流和功率密度。同时,业界也致力于提高颜色在温度和寿命范围内的稳定性和一致性。此外,小型化仍在继续,像3535这样的封装在相对较小的占位面积内提供高输出,使得照明设计更加紧凑和时尚。
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。 |