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T12系列倒装芯片LED规格书 - 10W白光 - 9颗串联 - 中文技术文档

T12系列大功率倒装芯片白光LED模组详细技术规格书。包含电气、光学、热学参数，分档系统，性能曲线，机械尺寸及应用指南。
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目录

1. 产品概述

T12系列是一款采用倒装芯片技术的大功率表面贴装LED模组。本文档详细说明了由9颗LED芯片串联构成的10W白光型号的规格。倒装设计通过将半导体芯片直接贴装到基板上，改善了散热并降低了热阻，从而提供了更优异的热性能和可靠性。

该LED模组专为需要高光通量和稳健性能的应用而设计，例如工业照明、高天棚灯具、户外区域照明和特种灯具。其串联配置需要更高的正向电压和受控的电流，从而简化了驱动器的设计。

2. 技术参数深度解析

2.1 绝对最大额定值 (Ts=25°C)

以下参数定义了可能导致LED永久损坏的工作极限。这些并非推荐的工作条件。

2.2 光电特性 (Ts=25°C)

这些是在指定测试条件下的典型值和最大值，代表了预期的性能。

3. 分档系统说明

3.1 相关色温 (CCT) 分档

本产品提供标准的CCT分档。每个分档对应CIE色度图上的特定色度区域，确保同一批次内的颜色一致性。标准订购选项包括：

注意：分档定义的是允许的色坐标范围，而非单一坐标点。

3.2 光通量分档

光通量基于测试电流350mA下的最小值进行分档。实际光通量可能超过订购的最小值，但将保持在指定的CCT分档内。

公差:光通量: ±7%；显色指数: ±2；色度坐标: ±0.005。

4. 性能曲线分析

4.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V 曲线)

I-V曲线是非线性的，这是二极管的典型特性。在推荐的350mA工作电流下，典型正向电压为27V。曲线显示，电压在拐点后稍有增加就会导致电流急剧上升，这凸显了恒流驱动对于稳定运行和延长寿命的重要性。

4.2 正向电流 vs. 相对光通量

此曲线展示了驱动电流与光输出之间的关系。在正常工作范围内，光通量随电流近似线性增加。然而，以高于推荐值（例如700mA）的电流驱动LED，可能会导致效率（流明/瓦）收益递减，并显著增加结温，加速光衰并缩短寿命。

4.3 结温 vs. 相对光谱功率

随着结温 (Tj) 升高，白光LED（通常是蓝光芯片加荧光粉）的光谱功率分布可能发生偏移。这通常表现为某些波长的辐射功率下降，以及相关色温 (CCT) 可能发生变化。有效的热管理对于长期保持稳定的颜色和光输出至关重要。

4.4 相对光谱功率分布

白光LED的光谱曲线在蓝色区域（来自InGaN芯片）有一个主峰，在黄/绿/红区域（来自荧光粉涂层）有一个更宽的发射带。其精确形状决定了CCT和CRI。更宽、更平滑的荧光粉发射有助于获得更高的显色指数。

5. 机械与封装信息

5.1 封装外形图

LED模组的物理尺寸在规格书图表中提供。关键的机械特征包括总长、宽、高，以及焊盘的位置和尺寸。该封装专为表面贴装技术 (SMT) 组装而设计。

5.2 推荐焊盘图案与钢网设计

提供了PCB焊盘图案（封装）和锡膏钢网的详细图纸。遵循这些建议对于形成良好的焊点、确保对位精度和实现可靠的机械连接至关重要。焊盘设计确保了正确的电气连接，并有助于将热量从LED传导至PCB。这些尺寸的公差通常为±0.10mm。

极性标识:阳极 (+) 和阴极 (-) 端子已在封装上明确标记或在焊盘图中标明。正确的极性对于正常工作至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊参数

本LED兼容标准的红外或对流回流焊工艺。焊接期间允许的最高本体温度为230°C或260°C，峰值温度下的暴露时间不得超过10秒。遵循一个能充分预热组件的温度曲线以最小化热冲击至关重要。

6.2 操作与储存注意事项

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

7.2 设计考量

8. 技术对比与差异化

倒装芯片 vs. 传统金线键合LED:

串联配置 (9颗串联):简化了高压、低电流应用的驱动器设计，与驱动多个并联串相比，通常能提高驱动器效率。

9. 常见问题解答 (FAQ)

9.1 推荐的工作电流是多少？

规格书规定了350mA下的特性，这是典型的推荐工作点。它可以驱动到700mA的绝对最大值，但这将显著增加结温并缩短寿命。为了获得最佳寿命和效率，建议在或低于350mA的电流下工作。

9.2 为什么正向电压这么高 (~27V)？

该模组包含9颗串联的独立LED芯片。每颗芯片的正向电压相加。一颗典型的白光LED芯片的 VF约为3V；9 * 3V = 27V。

9.3 如何选择正确的CCT分档？

根据应用所需的环境氛围和显色性选择标称CCT（例如4000K）。相关的色度区域（例如5A-5D）确保了颜色一致性。对于关键的颜色匹配应用，可要求更严格的分档或从单一生产批次中选择。

9.4 需要什么样的散热器？

所需的散热器取决于您的工作电流、环境温度、期望的 Tj，以及您的PCB和界面材料的热阻。您必须基于总功耗 (VF* IF) 和从结到环境的目标热阻 (RθJA) 进行热计算。

9.5 我可以用PWM调光吗？

可以，脉宽调制 (PWM) 是LED的一种有效调光方法。确保PWM频率足够高（通常 >100Hz）以避免可见闪烁。驱动器应设计为支持PWM输入或具有专用的调光接口。

10. 实际设计案例分析

场景:使用多个T12模组设计一个100W的高天棚灯具。

设计步骤:

  1. 模组数量:目标总功率100W。每个模组在350mA下消耗约9.45W (27V * 0.35A)。使用10个模组，总功率约94.5W。
  2. 驱动器选择:需要一个为10个串联模组供电的恒流驱动器。所需输出电压范围：10 * (27V 至 29V) = 270V 至 290V。所需电流：350mA。选择一个额定值 >290V、350mA 的驱动器。
  3. 热设计:总功耗约94.5W。使用安装在大型铝制散热器上的金属基板 (MCPCB)。基于最高环境温度（例如50°C）和目标 TθSA（散热器到环境）的热阻，需考虑LED和界面的 RjθJC和 RθCS。光学设计:
  4. 对于高天棚灯具，通常需要中等光束角（例如60°-90°）。选择与模组封装兼容的次级透镜或反射器，以将光束从固有的130°收窄。PCB布局:
  5. 遵循推荐的焊盘布局。确保承载电流的铜箔走线足够宽。为焊接实现热释放图案，同时最大化铜铺区域以利于散热。11. 技术原理介绍

倒装芯片LED技术:

在传统LED中，半导体层生长在衬底上，并通过金线键合连接到芯片顶部。在倒装设计中，生长完成后，芯片被“翻转”并通过焊料凸点直接键合到载体基板（如陶瓷或硅基座）上。这使得有源发光区域更靠近热路径。光通过衬底（必须是透明的，如蓝宝石）发射，或者如果衬底被移除则通过侧面发射。这种结构改善了散热，允许更高的电流密度，并通过去除脆弱的金线键合提高了可靠性。白光产生原理:

大多数白光LED使用发蓝光的氮化铟镓 (InGaN) 芯片。部分蓝光被涂覆在芯片上或周围的荧光粉材料层（通常是掺铈的钇铝石榴石，YAG:Ce）吸收。荧光粉将部分蓝光下转换为黄光。剩余的蓝光与产生的黄光混合，被人眼感知为白光。调整荧光粉的成分和厚度可以控制CCT和CRI。12. 行业趋势与发展

效率 (lm/W) 提升:

主要趋势仍然是不断提高发光效率，降低单位光输出所需的能量。这是通过提高内量子效率 (IQE)、光提取效率和荧光粉转换效率来实现的。高功率密度与小型化:

受汽车前照灯、微型投影仪和超紧凑灯具等应用的推动，行业正致力于将更多流明封装到更小的封装中。倒装芯片和芯片级封装 (CSP) 技术是关键推动因素。改善的色彩质量与一致性:

对高显色指数 (Ra >90, R9 >50) 以及跨批次和整个寿命期内颜色点一致性的需求日益增长，尤其是在零售、博物馆和医疗保健照明领域。可靠性与寿命:

重点在于理解和缓解高温、高湿和高电流应力条件下的失效机制，以保证更长的L70/B50寿命（50%产品光通量维持率降至70%的时间）。智能与互联照明:

将控制电子、传感器和通信接口直接集成到LED模组中变得越来越普遍，从而实现了基于物联网的照明系统。专用光谱:

开发具有定制光谱输出的LED，用于人本照明 (HCL)、园艺（植物生长灯）和医疗应用。Development of LEDs with tailored spectral outputs for human-centric lighting (HCL), horticulture (grow lights), and medical applications.

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。