目录
1. 产品概述
ALFS2G-C0系列是一款专为严苛汽车照明应用设计的高性能表面贴装LED元件。它采用坚固的陶瓷封装,提供了卓越的热管理和可靠性,这对于车辆恶劣的工作环境至关重要。其主要设计重点是提供高光输出,并在宽温度范围内保持一致的性能,使其成为安全关键的外部照明功能的理想选择。
其核心优势包括符合AEC-Q102等严格的汽车行业标准,确保了长期可靠性。该产品还满足RoHS、REACH和无卤素等环保法规要求,体现了生态设计的承诺。陶瓷基板提供了优异的抗硫性(A1级),这是防止在污染大气中腐蚀的关键特性,高达8 kV的ESD防护等级增强了其在处理和组装过程中的耐用性。
目标市场明确指向汽车领域,特别是外部照明模块。其性能特性旨在满足现代车辆照明系统对光学、热学和寿命的精确要求。
2. 深入技术参数分析
2.1 光电特性
关键运行参数定义了LED的性能范围。在正向电流(IF)为1000 mA时,典型光通量(Φv)为860流明,指定容差为±8%。此测量在焊盘温度为25°C时标准化。在此驱动电流下,正向电压(VF)的典型值为6.5 V,最小值为5.8 V,最大值为7.6 V,测量容差为±0.05 V。120度的宽视角确保了宽广、均匀的光分布,适用于日间行车灯(DRL)和雾灯等应用。冷白型号的相关色温(CCT)在典型工作条件下范围从5180 K到6893 K。
2.2 热特性与绝对最大额定值
热管理对于LED寿命至关重要。从结到焊点的热阻(Rth JS)是一个关键参数,电气测量值为1.9 K/W(典型值),实际测量值为2.7 K/W(典型值)。这指示了热量从半导体芯片传递到印刷电路板的效率。
绝对最大额定值定义了可能导致永久损坏的极限值。最大允许正向电流为1500 mA。最高结温(TJ)为150°C。器件的工作温度范围(Topr)为-40°C至+125°C,存储温度范围(Tstg)为-40°C至+125°C。必须注意,该器件并非设计用于反向电压操作。最大功耗(Pd)为11.4 W。该元件可承受260°C的回流焊温度,与标准无铅焊接工艺兼容。
3. 分档系统说明
为确保生产中的颜色和亮度一致性,LED根据关键参数被分选到不同的档位中。
3.1 光通量分档
对于冷白型号,光通量按组和档位分类。D组包括档位7(700-750 lm)和8(750-800 lm)。E组包括档位1(800-860 lm)和2(860-920 lm)。典型部件(860 lm)属于E1档。所有测量容差为±8%,并在典型正向电流下使用25ms电流脉冲进行测量。
3.2 正向电压分档
正向电压分为三组,以帮助电路设计实现一致的电流驱动。2A组范围从5.80 V到6.40 V。2B组范围从6.40 V到7.00 V。2C组范围从7.00 V到7.60 V。测量容差为±0.05V。
3.3 颜色(色度)分档
色坐标根据欧洲经济委员会(ECE)结构进行分档,这是汽车照明的标准。提供的图表和表格定义了CIE 1931色度图上不同档位(例如,64A、64B、60A、60B)的特定四边形区域。每个档位由四个(x, y)坐标对定义其边界。这些档位对应于相关色温范围,例如档位64A/B对应6240-6530K,档位60A/B对应5850-6240K。这种精确的分档确保了单个照明组件中使用的所有LED都具有几乎相同的颜色外观。
4. 性能曲线分析
规格书提供了几张图表,说明了关键参数之间的关系,这对设计工程师至关重要。
4.1 IV曲线与相对光通量
正向电流与正向电压曲线显示了典型的非线性关系。电压随电流增加而增加,设计人员在选择电流驱动器时必须考虑这一点。相对光通量与正向电流图表表明光输出随驱动电流增加而增加,但最终会饱和。在1000mA下工作提供了效率与输出的良好平衡。
4.2 温度依赖性
相对光通量与结温图表至关重要。它显示光输出随结温升高而降低。在最高额定结温150°C时,相对光通量约为其在25°C时值的60%。这凸显了有效散热的重要性。相对正向电压与结温曲线显示负温度系数;正向电压随温度升高而降低。这可用于某些应用中的间接温度监测。色度偏移图表显示色坐标随电流和温度变化的变化极小,表明良好的颜色稳定性。
4.3 光谱分布与降额
相对光谱分布曲线定义了光的颜色特性。对于冷白LED,它在蓝色区域(来自LED芯片)显示一个峰值,在黄/红区域(来自荧光粉)显示一个宽泛的发射。正向电流降额曲线是一个重要的设计工具。它绘制了最大允许正向电流与焊盘温度(Ts)的关系。例如,在Ts为85°C时,最大IF为1500mA。在最高Ts为125°C时,最大IF降额至500mA。该曲线还规定器件不应在低于50mA的电流下工作。
5. 机械与封装信息
该LED采用表面贴装器件(SMD)陶瓷封装。虽然提供的摘录中未详述具体尺寸,但典型的规格书会包含详细的机械图纸,标明长、宽、高以及引脚/焊盘位置。与塑料封装相比,陶瓷结构提供了更优异的导热性,直接支持了低热阻和高功率能力。湿度敏感等级(MSL)为2级,表明该元件在<30°C/60% RH条件下最多可存储一年,然后在回流焊前需要烘烤。
6. 焊接与组装指南
6.1 推荐焊盘设计与回流焊曲线
提供了推荐的焊盘布局,以确保可靠的电气连接和从封装到PCB的最佳热传递。遵循此布局对于性能和可靠性至关重要。指定的回流焊曲线可承受260°C的峰值温度。该曲线将详细说明预热、保温、回流和冷却阶段的具体时间和温度限制,以防止热冲击并确保形成良好的焊点,同时不损坏LED元件。
6.2 使用注意事项
一般注意事项包括避免对封装施加机械应力,在处理过程中防止静电放电(ESD)(尽管其额定值为8kV),并确保焊接过程不超过规定的曲线。根据MSL等级进行适当的存储也是必要的,以防止在回流焊过程中出现“爆米花”现象。
7. 包装与订购信息
包装信息部分详细说明了元件的供应方式,通常采用卷带包装以便于自动化组装。订购信息阐明了料号结构。根据提供的编号"ALFS2G-C010001H-AM\"
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。 |