T3C系列3030单色LED规格书 - 尺寸3.0x3.0毫米 - 电压1.8-3.6伏 - 功率1.04-1.44瓦 - 中文技术文档

1. 产品概述

T3C系列是一系列高性能单色发光二极管（LED），专为通用及专业照明应用而设计。本文档主要讨论的是3030封装型号，其特点是外形紧凑且具有稳健的热管理设计。这些LED旨在提供高光通量输出，同时在严苛条件下保持可靠运行。

该系列的核心优势包括：增强散热的封装设计、可实现更高亮度输出的高电流承载能力，以及确保光线均匀分布的宽视角。本产品兼容无铅回流焊接工艺，并符合RoHS环保标准，适用于现代电子制造。

这些LED的目标市场广泛，涵盖室内照明解决方案、替换老旧光源的改造项目、通用照明，以及需要特定单色光的建筑或装饰照明领域。

2. 技术参数详解

2.1 光电特性

光电性能参数在结温（Tj）为25°C、正向电流（IF）为350mA的条件下规定。关键参数因颜色而异：

• 正向电压（VF）：范围从1.8V（最小值，红/黄）到3.6V（最大值，蓝）。典型值为：蓝光3.4V，绿光3.0V，红/黄光2.2V。测量容差为±0.1V。
• 光通量：输出因颜色差异显著。典型值为：蓝光20流明，绿光82流明，红光和黄光44流明，测量容差为±7%。
• 视角（2θ1/2）：半强度角为120度，提供宽广的光束分布。
• 热阻（Rth j-sp）：该参数测量自LED结到金属基板（MCPCB）焊点的热阻，蓝光为17°C/W，绿光为15°C/W，红/黄光为10°C/W。
• 静电放电（ESD）：所有颜色的人体模型（HBM）等级均为1000V，表明具备标准级别的ESD防护能力。

2.2 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能造成永久性损坏的极限。所有值均在Tj=25°C下规定。

• 正向电流（IF）： mA (continuous).
• 脉冲正向电流（IFP）：600 mA，条件为脉冲宽度≤100μs且占空比≤1/10。
• 功耗（PD）：因颜色而异：蓝光1440 mW，绿光1360 mW，红/黄光1040 mW。
• 反向电压（VR）：5 V。
• 工作温度（Topr）：-40°C 至 +105°C。
• 储存温度（Tstg）：-40°C 至 +85°C。
• 结温（Tj）：110 °C（最大值）。
• 焊接温度（Tsld）：规定在230°C或260°C下进行回流焊接，持续10秒。

至关重要的是，操作不得超过这些额定值，因为超出规定参数范围可能导致LED性能下降。

3. 分档与分级系统

3.1 波长/颜色分级

LED在IF=350mA、Tj=25°C的条件下，按特定波长范围分级，测量容差为±1nm。

• 蓝光：455-460 nm，460-465 nm，465-470 nm。
• 绿光：520-525 nm，525-530 nm，530-535 nm。
• 红光：615-620 nm，620-625 nm，625-630 nm。
• 黄光：585-590 nm，590-595 nm，595-600 nm。

3.2 光通量分档

光通量输出按字母代码标识的等级分类。测量条件为IF=350mA、Tj=25°C，容差为±7%。

• 蓝光：AH（18-22 lm），AJ（22-26 lm），AK（26-30 lm）。
• 绿光：AS（72-80 lm），AT（80-88 lm），AW（88-96 lm），AX（96-104 lm）。
• 红/黄光：AM（37-44 lm），AN（44-51 lm），AP（51-58 lm）。

3.3 正向电压分档

正向电压也进行分档，以确保电气特性的一致性，容差为±0.1V。

• 蓝/绿光：H3（2.8-3.0V），J3（3.0-3.2V），K3（3.2-3.4V），L3（3.4-3.6V）。
• 红/黄光：C3（1.8-2.0V），D3（2.0-2.2V），E3（2.2-2.4V），F3（2.4-2.6V）。

4. 性能曲线分析

规格书包含多幅LED性能的图形表示。这些曲线对于理解器件在不同工作条件下的行为至关重要。

• 光谱图：显示每种LED颜色的光谱功率分布，这定义了其纯度和主波长。
• 正向电流 vs. 相对光强：说明光输出如何随驱动电流增加而变化，通常在较高电流下由于效率下降而呈现亚线性关系。
• 正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）：描绘电流与电压之间的指数关系，对于设计正确的驱动电路至关重要。
• 视角分布图：显示空间光强分布的极坐标图，确认了120度的视角。
• 环境温度 vs. 相对光通量：展示了热淬灭效应，即光输出随环境温度（进而结温）升高而降低。
• 环境温度 vs. 相对正向电压：显示正向电压如何随温度升高而下降，这是半导体结的特性。
• 最大正向电流 vs. 环境温度：一条降额曲线，规定了在给定环境温度下允许的最大连续电流，以防止超过最高结温。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用3030表面贴装器件（SMD）封装。关键尺寸包括主体尺寸为3.00 mm x 3.00 mm。从板面算起的封装高度约为1.43 mm。焊盘（焊盘图形）设计用于可靠安装，阳极和阴极焊盘有特定尺寸以确保形成良好的焊角。极性有明确标记，通常在封装底部有阴极指示标记。除非另有说明，尺寸公差为±0.1 mm。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接温度曲线

该LED兼容标准的无铅回流焊接工艺。提供详细的温度曲线：

• 预热：在60-120秒内从150°C升温至200°C。
• 升温速率：从液相线温度到峰值温度，最大3°C/秒。
• 液相线温度（TL）：217°C。
• 高于液相线时间（tL）：60-150秒。
• 封装体峰值温度（Tp）：最高260°C。
• 峰值温度±5°C内时间（tp）：最长30秒。
• 降温速率：从峰值温度到液相线温度，最大6°C/秒。
• 总循环时间：从25°C到峰值温度，最长8分钟。

严格遵守此温度曲线对于防止热冲击、焊点问题或损坏LED封装及内部芯片贴装至关重要。

7. 应用说明与设计考量

7.1 典型应用场景

这些单色LED适用于需要特定色点而无需荧光粉转换的应用。

• 室内照明：可用于重点照明、标识或特定颜色的氛围照明。
• 改造项目：直接替换现有灯具中的老旧单色光源。
• 通用照明：与其他颜色组合使用或用于阵列中以产生彩色灯光效果。
• 建筑/装饰照明：立面照明、槽形字和艺术装置等需要精确色彩控制的场合。

7.2 设计考量

• 热管理：尽管采用了增强散热的封装，但适当的散热至关重要，尤其是在接近最大额定值运行时。应使用热阻值来计算必要的散热措施，以将结温保持在110°C以下。
• 电流驱动：使用适合正向电压分档和所需亮度的恒流驱动器。必须遵循最大电流与环境温度的降额曲线。
• 光学设计：120度的宽视角可能需要次级光学元件（透镜、反射器）来实现更聚焦的光束。
• ESD预防措施：组装过程中应遵循标准的ESD处理程序，因为1000V HBM等级是基本的防护级别。

8. 技术对比与差异化

虽然源文档未提供与其他产品的直接对比，但可以从其规格中推断出此T3C 3030系列的关键差异化特点：

• 高电流承载能力：3030封装具有400mA的连续额定电流，具有竞争力，可实现更高的光通量密度。
• 增强散热设计：明确提及此特性表明相比标准封装进行了优化，以实现更好的散热，可能带来更长的使用寿命和稳定的性能。
• 全面的分档系统：对波长、光通量和电压的详细分档，使得在多LED应用中能够实现紧密的色彩和亮度匹配，减少复杂校准的需求。
• 高温工作能力：工作温度范围高达+105°C，结温为110°C，表明其适用于严苛环境。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：光通量随时间衰减的主要原因是什么？
答：虽然本规格书未明确说明，但主要原因通常是高结温和驱动电流。在规定的绝对最大额定值（尤其是Tj和IF）内运行，并实施有效的热管理，对于最大化LED寿命至关重要。

问：我可以用恒压源驱动这个LED吗？
答：不建议这样做。LED是电流驱动器件。其正向电压具有负温度系数，并且不同分档之间存在差异。恒压源可能导致热失控或亮度不一致。务必使用恒流驱动器。

问：如何理解光通量的“典型”值和“最小”值？
答：“典型”值是在测试条件下的预期平均输出。“最小”值是该光通量分档保证的最低值。设计者应在最坏情况计算中使用“最小”值，以确保其应用中有足够的光输出。

问：为什么每种颜色的功耗不同？
答：功耗（PD）的计算公式为正向电流（IF）乘以正向电压（VF）。由于不同颜色的典型VF差异显著（例如，在350mA下，蓝光约3.4V，红光约2.2V），因此产生的功耗（以及热量）也不同。

10. 设计与使用案例研究

场景：设计一条彩色建筑立面照明灯带。

1. 颜色选择：设计师选择T3C系列的绿光LED以获得特定色调，并选择525-530 nm波长分档以确保一致性。
2. 亮度计算：针对特定的照度目标，设计师采用保守设计，使用AS分档的“最小”光通量值（350mA下72流明）。他们计算每米所需的LED数量。
3. 热设计：灯带将被封闭。设计师使用绿光的热阻（Rth j-sp）15°C/W以及预估的环境温度，计算PCB上所需的热焊盘或散热器面积，以将Tj保持在100°C以下，确保长寿命。
4. 电气设计：选择一个能提供350mA的恒流驱动器。正向电压分档（例如J3：3.0-3.2V）决定了驱动器的最低输出电压要求。LED以适合驱动器的串并联组合方式排列。
5. 制造：组装线遵循规定的回流焊接温度曲线（峰值260°C），以确保焊点可靠且不损坏LED。

11. 工作原理

这些单色LED的光发射基于半导体芯片中的电致发光现象。当施加超过芯片带隙能量的正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，并在那里复合。复合过程中释放的能量以光子（光）的形式发射出来。发射光的特定波长（颜色）——蓝、绿、红或黄——由芯片结构中使用的半导体材料的带隙能量决定（例如，蓝/绿光用InGaN，红/黄光用AlInGaP）。3030封装容纳了这个半导体芯片，通过阳极和阴极提供电气连接，并包含一个初级光学元件（通常是硅胶透镜），用于塑造光输出并提供宽视角。

12. 技术趋势

像T3C系列这样的单色LED的发展受到几个持续行业趋势的影响：

• 效率提升（流明/瓦）：内部量子效率（IQE）和光提取效率的持续改进，驱动相同电输入下获得更高的光输出，从而降低能耗。
• 色彩纯度和一致性改善：外延生长和制造控制技术的进步，使得波长分档更窄，批次间的色点更一致。
• 可靠性和寿命增强：对材料（例如更坚固的封装材料）和封装技术的研究旨在减少光衰并增加工作寿命，尤其是在高温和高电流条件下。
• 高功率小型化：将更多光输出集成到更小封装中的趋势仍在继续，这要求像本文提到的“增强散热封装”这样更好的热管理解决方案。
• 虽然本规格书涵盖标准颜色，但更广泛的市场正在开发具有新波长（例如，深红色、青色）的LED，用于植物照明、显示器背光和专业传感等应用。While this datasheet covers standard colors, the broader market sees development of LEDs with novel wavelengths (e.g., deeper reds, cyan) for applications in horticultural lighting, display backlights, and specialized sensing.