ELXI-NB5060J6J8293910-F3H LED规格书 - 5.0x6.0mm封装 - 3.3V正向电压 - 260lm光通量 - 5500K白光 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

ELXI-NB5060J6J8293910-F3H是一款高性能、表面贴装白光LED，专为在紧凑外形尺寸下要求高光输出和可靠性的应用而设计。该器件采用InGaN芯片技术，提供卓越的效率和一致的色彩表现。其主要设计目标包括移动设备相机闪光灯、便携式照明以及各种对空间和能效要求苛刻的室内及装饰照明应用。

1.1 核心优势

该器件具备多项关键优势，使其适用于严苛的应用场景。它拥有非常紧凑的封装尺寸，这对于手机等空间受限的设计至关重要。在1000mA驱动电流下，其典型光通量高达260流明，可提供高亮度输出。LED内置高达8KV（人体模型）的稳健ESD保护，增强了其在处理和组装过程中的可靠性。它完全符合RoHS、REACH和无卤素法规，适用于具有严格环保标准的全球市场。产品还根据总光通量和色坐标等关键参数进行分档，确保在需要均匀光输出的应用中，批量生产的一致性。

2. 技术参数深度解析

本节对规格书中列出的关键技术参数进行详细、客观的分析，阐释其对设计工程师的意义。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些并非推荐的工作条件。

• 直流正向电流 (I_F)): 350 mA。这是可以施加到LED上的最大连续直流电流。超过此值有过热和灾难性故障的风险。
• 峰值脉冲电流 (I_脉冲)): 1000 mA，导通400ms，关断3600ms（10%占空比）。此额定值对于闪光应用至关重要，表明LED能够承受相机闪光灯典型的短时、大电流脉冲。
• 结温 (T_J)): 115°C。半导体结本身允许的最高温度。在此极限或接近此极限下长时间工作将加速光衰并缩短寿命。
• 工作与存储温度: -40°C 至 +85°C。此宽范围确保了在各种环境条件下（从低温存储到高温工作环境）的可靠性能。
• 功耗（脉冲模式）: 3.95 W。这是封装在脉冲工作期间能够耗散的最大功率，是闪光应用中热管理的关键因素。
• 焊接温度: 245°C。此参数规定了回流焊接过程中的峰值温度耐受度。
• 视角 (2θ_1/2)): 120度 (±5°)。这表明其具有宽泛的朗伯型发射模式，适用于需要广泛覆盖的通用照明和闪光应用。

关键设计注意事项：规格书明确警告，避免长时间（超过1小时）在最大额定值下工作，否则将导致永久性损坏和可靠性问题。应避免同时施加多个最大额定值。

2.2 光电特性

这些参数是在典型条件（T_焊盘= 25°C）下测量的，代表了预期的性能。

• 光通量 (Φ_v)): 在 I_F=1000mA 时，240 lm（最小值），260 lm（典型值）。这是总的可见光输出。测量容差为±10%。'典型值'260lm是预期的平均性能。
• 正向电压 (V_F)): 在 I_F=1000mA 时，2.95V（最小值），3.3V（典型值），3.95V（最大值）。这是在指定电流驱动下LED两端的电压降。较低的V_F通常表示更高的电效率。±0.1V的测量容差对于精确的驱动器设计很重要。
• 相关色温 (CCT): 5000K（最小值），5500K（典型值），6000K（最大值）。这定义了光的白点。5500K是冷白光，类似于正午阳光。该范围表明了制造过程中的自然差异。

所有光电数据均使用50ms脉冲进行测试，以最小化自热效应并提供稳定的测量基准。

3. 分档系统说明

LED在生产后进行分类（分档），以确保电学和光学特性的一致性。这使得设计人员能够选择满足特定应用要求的器件。

3.1 正向电压分档

LED根据其在1000mA下的正向电压进行分组。

- 分档代码 2935: V_F介于 2.95V 和 3.55V 之间。

- 分档代码 3539: V_F介于 3.55V 和 3.95V 之间。

选择更严格的V_F分档，可以在多个LED并联或由恒压源驱动时，获得更均匀的亮度和热行为。

3.2 光通量分档

LED根据其在1000mA下的光输出进行分组。

- 分档代码 J6: 光通量介于 240 lm 和 250 lm 之间。

- 分档代码 J7: 光通量介于 250 lm 和 300 lm 之间。

- 分档代码 J8: 光通量介于 300 lm 和 330 lm 之间。

具体的部件号 (ELXI-NB5060J6J8293910-F3H) 表明它属于J6亮度分档（240-250lm）。这使得生产中的亮度水平可预测且一致。

3.3 颜色（白光）分档

颜色在CIE 1931色度图上的特定区域内定义。分档代码'5060'对应于大约5000K至6000K的白光色温范围，以典型的5500K点为中心。规格书提供了定义此可接受颜色区域边界的参考CIE (x, y)坐标。色坐标的测量允差为±0.01，这是确保视觉一致性的标准容差。

4. 性能曲线分析

提供的图表揭示了LED在不同工作条件下的行为。

4.1 相对光谱分布

光谱图显示来自InGaN芯片的蓝光波长区域（约450-460nm）有一个峰值，并结合了宽泛的黄色荧光粉发射。组合输出产生白光。特定的形状和峰值决定了显色指数（CRI），尽管本规格书中未明确说明。

4.2 辐射模式

极坐标辐射图证实了具有120度视角的朗伯分布。相对强度在X轴和Y轴上几乎均匀，表明封装的光发射是对称的，这对于均匀照明是理想的。

4.3 正向电压 vs. 电流 (I-V曲线)

该曲线显示了正向电压 (V_F) 与正向电流 (I_F) 之间的非线性关系。V_F随电流增加而增加。为了稳定工作，LED应使用恒流源驱动，而非恒压源，以防止热失控。该图允许设计人员估算不同驱动电流下的功耗 (V_F* I_F)。

4.4 相对光通量 vs. 电流

此图显示光输出随电流增加呈亚线性增长。虽然以更高电流驱动会产生更多光，但也会产生更多热量并降低效率（每瓦流明）。工作点（例如1000mA）代表了输出与效率/热负载之间的平衡。

4.5 CCT vs. 电流

相关色温随驱动电流略有偏移，通常在较高电流下增加（变得更冷/更蓝）。这对于在不同亮度设置下色彩一致性至关重要的应用是一个重要的考虑因素。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用紧凑的表面贴装封装，长度约5.0mm，宽度约6.0mm（如部件号NB5060所示）。提供了带±0.1mm公差的详细尺寸图，用于PCB焊盘设计。封装包含一个与阳极电气连接的热焊盘。该焊盘对于有效的散热至关重要，因为它提供了从LED结到印刷电路板（PCB）的低热阻路径。

关键操作注意事项：规格书明确警告，禁止通过透镜操作器件，因为不当的力可能导致机械故障。组装过程中应使用适当的真空拾取工具。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接

该器件的最高焊接温度额定值为245°C，最多可承受2次回流焊接循环。这对于许多SMD LED来说是典型的。设计人员必须确保其回流曲线不超过此温度，以避免损坏内部材料、荧光粉或透镜。

6.2 过流保护

规格书中规定的一条关键设计规则："客户必须使用电阻进行保护；否则轻微的电压偏移将导致大电流..."这强调了限流电路（例如，使用电压源时的恒流驱动器或串联电阻）的绝对必要性，以防止LED汲取过量电流，从而导致立即失效。

6.3 热管理

所有可靠性测试和典型性能曲线均基于LED在良好热管理条件下使用，特别是安装在1.0cm x 1.0cm金属基板PCB（MCPCB）上。为了获得最佳性能和寿命，尤其是在1000mA等高驱动电流下，有效的散热是必不可少的。热焊盘必须正确焊接至具有足够散热过孔的PCB焊盘，或连接到散热器。

7. 包装与订购信息

7.1 湿度敏感度与包装

LED采用防潮材料包装。包装标签包含关键信息：客户部件号（CPN）、制造商部件号（P/N）、批号、数量（QTY）以及光通量（CAT）、颜色（HUE）和正向电压（REF）的具体分档代码。还标明了湿度敏感等级（MSL-X），该等级定义了焊接前的存储和处理要求，以防止在回流过程中发生"爆米花"损坏。

7.2 载带与卷盘规格

该器件以载带和卷盘形式提供，用于自动组装。提供了载带尺寸。每卷包含2000片，最小订购量为1000片。还指定了卷盘尺寸，以确保与标准贴片设备的兼容性。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 手机相机闪光灯/频闪灯: 高脉冲电流额定值（1000mA）、紧凑尺寸和高光输出使该LED成为此应用的理想选择。设计必须专注于闪光脉冲期间的热管理和用于精确电流脉冲的驱动电路。
• 数码摄像机（DV）及通用手电筒: 提供明亮、冷白光的照明。建议使用具有多级亮度设置的恒流驱动器。
• 室内照明与装饰照明: 适用于重点照明、台阶灯、出口标志以及其他需要紧凑、明亮光源的灯具。
• TFT背光: 可用于中小型显示屏背光的阵列，但需要扩散以实现均匀照明。
• 汽车内饰/外饰照明: 可能适用于某些非关键的汽车照明应用，但设计人员必须验证是否符合特定的汽车标准（例如AEC-Q102），本规格书中未明确声明符合这些标准。

8.2 设计考量

• 驱动器选择: 始终使用恒流驱动器。对于电池供电的应用，考虑使用高效率驱动器以最大化电池寿命。
• PCB布局: 设计一个与热焊盘尺寸完全匹配的PCB焊盘。在焊盘下方使用多个散热过孔将热量传递到其他PCB层或散热器。确保走线宽度足以承载驱动电流（350mA连续，1000mA脉冲）。
• 光学设计: 120度的宽光束可能需要二次光学元件（反射器、透镜）来实现手电筒或聚光灯所需的配光图案。
• ESD预防措施尽管LED具有8KV ESD保护，但在组装过程中仍应遵循标准的ESD处理程序。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以连续以1000mA驱动此LED吗？

答：不可以。直流正向电流的绝对最大额定值为350mA。1000mA额定值专门用于脉冲操作（导通400ms，10%占空比）。连续以1000mA工作将超过功耗和结温极限，导致快速失效。

问：光通量的"典型值"和"分档代码"值之间有什么区别？

答："典型值"（260lm）是生产中的统计平均值。"分档代码"（J6: 240-250lm）指定了您所购买的具体LED的保证最小和最大范围。J6分档中的器件其光通量值将在240-250lm范围内。

问：热焊盘连接到阳极。这会影响PCB设计吗？

答：是的，影响显著。这意味着您PCB上的热焊盘将处于阳极电压。您必须确保此焊盘不会与任何其他网络（如地线或阴极）短路。您还必须相应地设计散热策略，因为散热器将带电。

问：如何解读颜色分档图？

答：该图在CIE色彩空间中定义了一个四边形区域。LED经过测试，其测量的(x,y)色坐标必须落在此区域内才能被归入"5060"分档。这确保了所有LED都具有相似的白光外观，色温在5000K至6000K之间。

10. 技术介绍与趋势

10.1 工作原理

这是一款荧光粉转换型白光LED。其核心是一个由氮化铟镓（InGaN）制成的半导体芯片，在通电偏置时发出蓝光。该蓝光照射沉积在芯片上或附近的黄色（或黄色和红色）荧光粉材料层。荧光粉吸收部分蓝光，并以更宽谱段的长波长光（黄光、红光）重新发射。剩余蓝光与荧光粉转换光的混合被人眼感知为白光。蓝光与荧光粉转换光的比例决定了相关色温（CCT）。

10.2 行业趋势

此类LED的发展遵循几个关键的行业趋势：效率提升 (lm/W): 芯片设计和荧光粉技术的持续改进，使得相同的电能输入能产生更多的光输出。更高功率密度: 将更多的光封装到更小的封装中，正如这款5.0x6.0mm器件产生260lm所见。这更加突出了热管理的重要性。色彩一致性与质量改善: 更严格的分档和先进的荧光粉系统带来了更好的色彩均匀性和更高的显色指数（CRI）值，尽管此处未指定CRI。集成化与智能化: 虽然这是一个分立元件，但更广泛的市场正在看到集成驱动器、控制器和传感器的LED的增长。可靠性与稳健性: 增强的封装材料和结构，以及更高的ESD保护等级（此处为8KV），提高了寿命和恶劣环境下的适用性。