ELCS14B-KB4050J6J9283910-F4Z LED规格书 - 高效白光LED - 1A电流下250流明 - 最大3.95V - 5.9W脉冲功率 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详述了一款高性能、表面贴装白光发光二极管（LED）的规格。该器件专为在紧凑外形尺寸内要求高光输出和高效率的应用而设计。其核心优势包括：在1安培驱动电流下，典型光通量高达250流明，实现了令人印象深刻的73.5流明/瓦的光效。该LED内置了强大的ESD保护，适合在各种组装环境中操作。它完全符合现代环保与安全标准，包括RoHS、欧盟REACH及无卤要求。主要目标市场涵盖移动设备子系统、消费电子、通用照明以及汽车内外饰照明。

2. 技术参数与规格

2.1 绝对最大额定值

定义了器件的操作极限，以确保可靠性并防止永久性损坏。关键额定值包括：直流正向电流（手电筒模式）为350 mA，以及在特定条件下（最大持续时间400 ms，最大占空比10%）的峰值脉冲电流能力为1500 mA。结温不得超过150°C。根据JEDEC JS-001-2017 (HBM)标准，该器件可承受高达2 KV的ESD脉冲。工作温度范围为-40°C至+85°C。至关重要的是，应避免同时施加多个最大额定值参数，并避免长时间在这些极限下工作，以防止可靠性下降。

2.2 光电特性

所有光电数据均在焊盘温度（Ts）为25°C时规定。主要性能指标如下：

• 光通量（Iv）：在IF=1000mA时，最小220流明，典型250流明。测量容差为±10%。
• 正向电压（VF）：在IF=1000mA时，最小2.85V，最大3.95V。测量容差为±0.1V。电气和光学数据在50 ms脉冲条件下测试。
• 相关色温（CCT）：范围从4000K到5000K，典型值为4500K，属于中性白光区域。
• 显色指数（CRI）：最小值为80，典型值为83。测量容差为±2。
• 视角（2θ1/2）：120度，容差为±5°。此宽视角是朗伯辐射模式的典型特征。

2.3 热管理与可靠性考量

适当的热管理对于性能和寿命至关重要。在1000mA电流下工作时，最大允许基板温度（Ts）为70°C。该器件可耐受最高260°C的焊接温度，最多进行两次回流焊循环。所有规定参数均通过1000小时可靠性测试保证，标准是光通量衰减小于30%。此测试在使用1.0 x 1.0 cm²金属基印刷电路板（MCPCB）的良好热管理条件下进行。

3. 分档系统说明

为确保应用中的一致性，LED根据三个关键参数进行分选（分档）。分档代码是产品订购代码的一部分（例如，ELC...J6J9283910中的J6、4050、2832）。

3.1 光通量分档

LED根据其在1000mA下的总光输出进行分组。分档结构如下：

• J6档：光通量从220流明到250流明。
• J7档：光通量从250流明到300流明。
• J8档：光通量从300流明到330流明。
• J9档：光通量从330流明到360流明。

所提供的器件属于J6档。

3.2 正向电压分档

LED根据其在1000mA下的压降进行分类，以辅助驱动器设计和电源管理。

• 2832档：正向电压从2.85V到3.25V。
• 3235档：正向电压从3.25V到3.55V。
• 3539档：正向电压从3.55V到3.95V。

所提供的器件属于2832电压档。

3.3 色度（颜色）分档

CIE 1931色度图上的色坐标受到严格控制。该器件使用“4050”颜色档，该档定义了图上一个特定的四边形区域，确保发出的白光落在一致的色域内。色坐标在IF=1000mA下测量，允许偏差为±0.01。此档对应于4000K至5000K的相关色温范围。

4. 性能曲线分析

4.1 光谱分布

相对光谱分布曲线（规格书中所示）是荧光粉转换白光LED的典型特征。它具有来自InGaN芯片的主蓝光峰（λp波长会指定，例如约450-455nm）以及来自荧光粉的黄-绿-红区域的宽二次发射带。两者的结合产生白光。确切的形状和峰值波长决定了CCT和CRI。

4.2 辐射模式

典型的极坐标辐射模式证实了朗伯分布。相对发光强度随视角绘制。该模式显示强度在0°（垂直于发光表面）最高，并遵循余弦定律下降，在偏离中心线±60°处达到峰值的一半，从而定义了120°的全视角。

4.3 正向特性

虽然正向电压-电流和相对光通量-电流的具体图表在此初步规格书中标记为“待定”（TBD），但它们的一般行为对于LED来说是标准的。正向电压（VF）随电流对数增加。相对光通量通常随电流呈亚线性增加，而效率（流明/瓦）通常在低于最大额定电流的某个电流值达到峰值。相关色温（CCT）也可能因结温和荧光粉效率的变化而随驱动电流发生轻微偏移。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用表面贴装器件（SMD）封装。规格书包含以毫米为单位的详细尺寸图（俯视图、侧视图和底视图）。关键尺寸通常包括封装长度、宽度、高度、焊盘尺寸和焊盘间距。除非另有说明，公差一般为±0.05mm。底视图清晰地显示了阳极和阴极焊盘标记，以便进行正确的PCB焊盘设计和组装极性识别。

5.2 极性标识

正确的极性对于操作至关重要。封装具有不对称的焊盘或标记（在底视图中可见）以区分阳极（+）和阴极（-）。PCB焊盘设计必须匹配这种不对称性，以防止错误放置。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该器件适用于回流焊工艺。最高焊接温度为260°C，最多可承受两次回流焊循环。设计人员必须遵循标准的无铅回流焊温度曲线，确保峰值温度和液相线以上的时间得到控制，以防止对LED芯片、荧光粉或封装造成热损伤。

6.2 湿度敏感性与存储

该LED的湿度敏感等级（MSL）为1级。这意味着在≤30°C / 85%相对湿度的条件下，其车间寿命是无限的。然而，仍应遵循最佳实践：

• 开封前：将密封的防潮袋存放在≤30°C / <90% RH的环境中。
• 开封后：及时使用元件。如不立即使用，请存放在≤30°C / <85% RH的环境中。建议在准备用于生产之前不要打开袋子。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

LED以凸纹载带形式供应，卷绕在卷盘上，用于自动贴片组装。规格书提供了载带凹槽尺寸、间距以及卷盘整体尺寸。标准装载数量为每卷2000片，最小订购量为1000片。

7.2 产品标签

卷盘和包装标签包含用于追溯和验证的关键信息：

• CPN：客户部件号。
• P/N：制造商部件号（例如，ELC...F4Z）。
• LOT NO：生产批号，用于追溯。
• QTY：包装内器件数量。
• CAT：光通量分档（例如，J6）。
• HUE：颜色分档（例如，4050）。
• REF：正向电压分档（例如，2832）。
• MSL-X：湿度敏感等级。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用场景

• 移动设备相机闪光灯：高脉冲电流能力（1500mA）和高光输出使其适用于智能手机和平板电脑中的相机闪光灯/频闪应用。
• 手电筒与便携照明：由于其高效率，非常适合设备中的手电筒模式或专用手持手电筒。
• 背光：可用于中小尺寸显示屏的TFT-LCD背光。
• 通用与装饰照明：适用于重点照明、标识、踏步灯以及其他室内/室外建筑应用。
• 汽车照明：适用于室内地图灯、门灯以及其他非外部前照灯功能。

8.2 关键设计考量

1. 热管理：这是影响性能和寿命的最关键因素。LED必须安装在具有足够导热性的PCB上（例如，MCPCB或带散热孔的FR4），以将焊盘和结温保持在限制范围内。在1000mA电流下规定的70°C基板温度是一个关键的设计目标。
2. 电流驱动：使用恒流LED驱动器，而非恒压源。驱动器的额定值必须满足所需的正向电流（直流或脉冲）以及所用特定分档的正向电压范围。
3. ESD预防措施：虽然器件内置了ESD保护，但在组装和操作过程中仍应遵循标准的ESD处理程序。
4. 光学设计：如果需要光束整形或特定的照明模式，朗伯发射模式需要适当的二次光学元件（透镜、反射器）。

9. 技术对比与差异化

与标准中功率LED相比，该器件在可能相似的封装尺寸下提供了显著更高的光通量，突破了效率的边界（1A下73.5流明/瓦）。其强大的2KV ESD保护超过了在许多消费级LED中常见的典型1KV水平，提供了更好的操作鲁棒性。高光通量、高效率和强ESD保护在单一封装中的结合，是相机闪光灯等要求空间、光输出和可靠性至关重要的严苛应用的关键差异化优势。

10. 常见问题解答 (FAQ)

10.1 手电筒模式电流与脉冲模式电流有何区别？

手电筒模式（IF=350mA）：这是用于持续点亮应用（如常亮手电筒）的最大推荐直流正向电流。

脉冲模式（IPulse=1500mA）：这是用于峰值脉冲电流，适用于极短持续时间（最长400ms）且低占空比（最大10%）的情况，如相机闪光灯应用。在此电流下持续工作将导致过热和故障。

10.2 为何热管理对此LED如此重要？

LED性能（光输出、颜色、电压）和寿命对结温（Tj）高度敏感。过热会降低光输出（效率下降），可能导致颜色偏移，并显著加速LED材料的退化，导致过早失效。在1A电流下基板温度70°C的限制是一个实用的设计准则，旨在将Tj保持在安全的工作范围内。

10.3 订购时如何解读分档代码？

完整的部件号（例如，ELC...J6J92832...4050...F4Z）包含分档信息。您必须指定所需的光通量分档（J6）、正向电压分档（2832）和色度分档（4050），以确保收到具有设计所需精确性能特性的LED，从而实现一致且符合预期的功能。

11. 设计与使用案例研究

场景：设计智能手机相机闪光灯模块

一位设计工程师的任务是为高端智能手机创建一个双LED闪光灯系统。关键要求是：在约200ms的持续时间内提供非常高的光输出以照亮场景，占用空间最小，并在设备使用寿命内可靠运行。

实施方案：选择了两颗此类LED。它们由专用的闪光灯驱动IC并联驱动。当触发闪光时，该驱动IC被编程为向每颗LED提供1500mA、持续200ms的脉冲，利用了峰值脉冲额定值。PCB采用紧凑的多层设计，带有连接到手机中框以散热的专用散热焊盘，确保在脉冲期间基板温度保持在70°C以下。2KV的ESD额定值为手机组装和用户操作期间的静电放电提供了安全裕度。通过指定严格的分档（例如，光通量J6档，颜色4050档），两颗LED的光输出和色温得以匹配，从而获得一致、高质量的闪光照片。

12. 工作原理

这是一款荧光粉转换白光LED。其核心是一个由氮化铟镓（InGaN）制成的半导体芯片，当电流通过时发出蓝光（电致发光）。部分蓝光被涂覆在芯片上的一层黄色（或绿红混合）荧光粉材料吸收。荧光粉将吸收的能量以更长波长（黄/红）的光重新发射出来。剩余的未被吸收的蓝光与荧光粉发射的黄/红光混合，产生白光的感知。蓝光与荧光粉光的精确比例决定了相关色温（CCT）——蓝光越多，白光越冷（CCT越高）；黄/红光越多，白光越暖（CCT越低）。

13. 技术趋势

此类白光LED的发展受到以下几个领域持续改进的推动：

• 效率（流明/瓦）：持续的研究重点在于提高蓝色InGaN芯片的内量子效率（每个电子提取更多光）以及开发具有更窄发射带（以获得更好的显色性和更少的斯托克斯位移损失）的更高效荧光粉。
• 流明密度：趋势是将更多流明封装到更小的封装中，从而实现更亮的应用，或为相同的光输出使用更少的LED，节省成本和空间。
• 可靠性与鲁棒性：封装材料、芯片贴装技术和荧光粉稳定性的改进正在延长寿命，并允许在更高的温度和电流下工作。
• 色彩质量与一致性：更严格的分档、改进的荧光粉配方以及新方法（如采用RGB荧光粉的紫光泵浦LED）旨在实现更高的CRI（Ra >90, R9 >80）以及随时间推移和温度变化下更一致的色彩。