目录
- 1. 产品概述
- 1.1 总体描述
- 1.2 功能特性
- 1.3 应用领域
- 2. 技术参数
- 2.1 电气与光学特性(在Ts=25°C,IF=350mA条件下)
- 2.2 绝对最大额定值(在Ts=25°C条件下)
- 3. 分档系统
- 3.1 正向电压分档
- 3.2 光通量分档
- 3.3 主波长分档
- 4. 性能曲线
- 4.1 正向电压与正向电流的关系
- 4.2 正向电流与相对光强的对应关系
- 4.3 温度与相对光强的变化关系
- 4.4 最大正向电流与Ts的关系
- 4.5 光谱分布
- 4.6 辐射方向图
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 焊接图形
- 5.3 载带与卷盘
- 5.4 标签规范
- 5.5 防潮包装
- 6. 焊接与装配指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 手工焊接
- 6.3 注意事项
- 7. 包装与订购信息
- 8. 应用建议
- 8.1 热设计
- 8.2 电流调节
- 8.3 环境兼容性
- 8.4 静电放电
- 9. 技术对比
- 10. 常见问题解答
- 11. 案例研究:植物生长照明
- 12. 工作原理
- 13. 发展趋势
- LED规格术语
- 光电性能
- 电学参数
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 产品概述
这款陶瓷封装LED采用基于衬底的InGaN技术,在紧凑的3.45mm x 3.45mm x 2.20mm封装尺寸内提供高亮度蓝光。其设计适用于需要可靠性能和宽视角的通用照明及特殊应用。
1.1 总体描述
该LED基于在衬底上生长的InGaN(氮化铟镓)半导体材料,发出蓝光。其封装采用陶瓷基板与硅树脂封装,提供了出色的热管理性能和长期稳定性。
1.2 功能特性
- 陶瓷封装,实现卓越散热
- 极宽视角(120°)
- 适用于所有SMT贴装和回流焊工艺
- 提供载带卷盘包装(1000个/卷)
- 湿敏等级:1级(MSL1)
- 符合RoHS标准
1.3 应用领域
- 装饰性彩灯及灯带
- 植物照明(光合作用)
- 景观与建筑照明
- 舞台摄影照明
- 酒店、零售、办公及住宅室内照明
- 通用照明
2. 技术参数
2.1 电气与光学特性(在Ts=25°C,IF=350mA条件下)
| 参数 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 测试条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 正向电压 | VF | 2.6 | - | 3.4 | V | IF=350mA |
| 光通量 | IV | 20 | - | 40 | lm | IF=350mA |
| 总辐射通量 | Φe | 500 | - | 850 | mW | IF=350mA |
| 主波长 | λD | 445 | - | 460 | nm | IF=350mA |
| 反向电流 | IR | - | - | 10 | µA | VR=5V |
| 视角 | 2θ1/2 | - | 120 | - | deg | IF=350mA |
2.2 绝对最大额定值(在Ts=25°C条件下)
| 参数 | 符号 | 额定值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 功耗 | PD | 5100 | mW |
| 正向电流 | IF | 1500 | mA |
| 峰值正向电流(1/10占空比,0.1ms) | IFP | 1650 | mA |
| 反向电压 | VR | 5 | V |
| 静电放电(HBM) | ESD | 2000 | V |
| 工作温度 | TOPR | -40 ~ +85 | °C |
| 存储温度 | TSTG | -40 ~ +85 | °C |
| 结温 | TJ | 125 | °C |
注:上述正向电压测量公差为±0.1V。主波长公差±1nm。光强公差±10%。
3. 分档系统
在IF=350mA条件下,LED按正向电压、光通量和主波长进行分档,以确保应用中的一致性。
3.1 正向电压分档
| 分档代码 | 电压范围 (V) |
|---|---|
| F0 | 2.6 - 2.8 |
| G0 | 2.8 - 3.0 |
| H0 | 3.0 - 3.2 |
| I0 | 3.2 - 3.4 |
3.2 光通量分档
| 分档代码 | 光通量范围 (lm) |
|---|---|
| FA1 | 20 - 25 |
| FA2 | 25 - 30 |
| FA3 | 30 - 35 |
| FA4 | 35 - 40 |
3.3 主波长分档
| 分档代码 | 波长范围 (nm) |
|---|---|
| A01 | 445 - 450 |
| A00 | 450 - 455 |
| B00 | 455 - 460 |
4. 性能曲线
4.1 正向电压与正向电流的关系
图1-6展示了正向电压随正向电流升高而增大的趋势。在350mA时,典型VF值约为3.0V。当电流超过1000mA时,电压升至约3.4V。该曲线对于设计恒流驱动器至关重要。
4.2 正向电流与相对光强的对应关系
图1-7表明,相对光强随正向电流增大而增强,但在大电流下由于效率下降,其斜率有所减小。该LED在1750mA附近达到最大相对光强。
4.3 温度与相对光强的变化关系
如图1-8所示,相对光强随焊点温度(Ts)升高而降低。在115°C时,光强下降至25°C时数值的约60%。因此,合理的热管理至关重要。
4.4 最大正向电流与Ts的关系
图1-9提供了降额信息:在Ts=25°C时,最大正向电流为1500mA;而在Ts=85°C时,则降至约400mA。务必在降额范围内使用。
4.5 光谱分布
发射光谱(图1-10)峰值位于455nm附近,半高宽约为20-25nm,这是InGaN蓝光LED的典型特征。未观察到次级峰值。
4.6 辐射方向图
该LED具有类朗伯体辐射模式,宽视角为120°(半角60°)。相对强度在偏离光轴±60°处降至50%。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
LED本体尺寸为3.45mm × 3.45mm × 2.20mm(长×宽×高)。陶瓷基板提供了坚固的基底。顶视图显示方形芯片区域;侧视图表明包含硅树脂透镜的总高度为2.20mm。底视图显示两个用于阳极和阴极的大焊盘,以及一个用于热连接的小焊盘。极性通过图1-4所示的切口或“+”符号标记。
5.2 焊接图形
推荐的PCB焊盘布局尺寸如图1-5所示。阳极焊盘为3.40mm × 1.30mm,阴极焊盘为3.50mm × 0.50mm,间距为0.30mm。确保适当的阻焊层和铜厚以实现热管理。
5.3 载带与卷盘
LED以12mm宽载带供应,口袋间距为4.0mm。每卷包含1000个。载带在引带和尾带部分各有50个空口袋。卷盘尺寸:外径178±1mm,内径59mm,宽度14.0±0.5mm。
5.4 标签规范
每个卷盘上贴有标签,标明零件号、规格号、批号、分档代码(光通量、波长、电压)、数量以及日期代码。
5.5 防潮包装
卷盘与干燥剂及湿度指示卡一同密封于防潮袋内,并装入纸箱进行运输。
6. 焊接与装配指南
6.1 回流焊温度曲线
The recommended reflow profile has a ramp-up rate ≤3°C/s, preheat from 150°C to 200°C for 60-120s, then ramp to 217°C (TL) and stay above TL for >60s but <120s, reaching a peak temperature of 260°C for max 10s. Cooling rate ≤6°C/s. Total time from 25°C to peak ≤8 minutes.
6.2 手工焊接
如需手工焊接,请使用温度≤300°C的烙铁,焊接时间≤3秒,且每个焊点仅焊接一次。
6.3 注意事项
硅胶封装材料质地柔软。在贴片过程中或焊接后,请勿对透镜施加压力。避免焊接后PCB板发生翘曲。回流焊后请勿快速冷却LED。
7. 包装与订购信息
Standard packaging: 1000 pieces per reel. Multiple reels are packed in a moisture barrier bag and then in a cardboard box. Storage conditions before opening: temperature ≤30°C, humidity ≤75% RH for up to 6 months. After opening: use within 168 hours at ≤30°C, ≤60% RH. 如果 exceeded, bake at 60±5°C, <5% RH for 24 hours.
订购信息包含指定助焊剂和波长分档的部件编号。具体分档供应情况请咨询制造商。
8. 应用建议
8.1 热设计
鉴于其高功率特性,需配备足够的散热措施以确保结温低于125°C。在高电流应用中,应使用导热过孔和金属基板PCB (MCPCB)。
8.2 电流调节
务必使用恒流源。仅靠电阻无法满足串/并联灯串的需求。需考虑VF分档差异,并采用适当的均流措施。
8.3 环境兼容性
Avoid exposure to sulfur compounds (>100ppm), bromine and chlorine (>900ppm each, total <1500ppm). Do not use adhesives or potting materials that outgas volatile organic compounds (VOCs) that can discolor the silicone.
8.4 静电放电
这些LED对静电放电敏感(HBM 2kV)。操作时请使用接地工作台、防静电腕带和离子风机。
9. 技术对比
与传统PLCC(塑封有引线芯片载体)LED相比,陶瓷封装具有更低的热阻、在高温下更高的可靠性,以及更好的抗硫侵蚀能力。宽达120°的视角使其适用于漫射照明应用。多种光通量和色温分档的可用性,便于对光输出和颜色一致性进行精细调整。
10. 常见问题解答
问:为实现最佳效率,推荐的正向电流是多少? 答:在350mA下,该LED能实现光通量与光效的良好平衡。更高电流虽能增加输出,但会因效率下降而降低效能。
问:这些LED可以并联使用吗? 答:可以,但每个LED应配备独立的限流电阻,或由恒流源驱动,以应对VF(正向电压)差异。
问:焊接后应如何清洁LED? 答:推荐使用异丙醇。请勿使用超声波清洗,以免损坏LED。
问:存储寿命是多久? A:未开封包装可在30°C/75%RH条件下储存6个月。开封后,请在168小时内使用,或在使用前进行烘烤。
11. 案例研究:植物生长照明
一款 horticultural lighting fixture 采用100颗该蓝色LED与红色LED组合设计,以产生针对光合作用优化的光谱。LED安装于带有导热过孔的铝基MCPCB上。在350mA电流下工作,该灯具可提供4000流明的主波长为450nm的蓝光,覆盖1m²的种植面积。陶瓷封装确保了在40°C环境温度下的稳定运行。宽视角设计使其在近距离冠层应用中无需二次光学器件。
12. 工作原理
该蓝色LED基于在蓝宝石或硅衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱结构。当施加正向偏压时,电子和空穴在有源区复合,以光子形式释放能量。InGaN的带隙能量决定了发射波长,对于该器件而言,其波长落在蓝光区域(445-460 nm)。陶瓷封装提供了电气隔离,并实现了从芯片到PCB的高效热传导。
13. 发展趋势
高功率LED封装的发展趋势是更小的封装尺寸与更高的电流承载能力。像这样的陶瓷封装正成为需要高可靠性和高热性能应用的标准。未来的发展包括进一步提高电光转换效率、缩小分档分布以获得更好的颜色一致性,以及将智能控制功能直接集成到封装中。
LED规格术语
LED技术术语完整解释
光电性能
| 术语 | 单位/表示符号 | 简要说明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 光效 | lm/W(流明每瓦) | 每瓦电力的光输出量,数值越高代表能效越高。 | 直接决定能效等级与用电成本。 |
| 光通量 | lm(流明) | 光源发出的总光量,通常称为“亮度”。 | 判断光线是否足够明亮。 |
| 视角 | °(度),例如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽度。 | 影响照明范围与均匀度。 |
| CCT(色温) | K(开尔文),例如:2700K/6500K | 光的冷暖感,数值越低越偏黄/暖,数值越高越偏白/冷。 | 决定照明氛围及适用场景。 |
| CRI / Ra | 无量纲,0–100 | 准确还原物体颜色的能力,Ra≥80为良好。 | 影响色彩真实性,用于商场、博物馆等高要求场所。 |
| SDCM | 麦克亚当椭圆步数,例如“5步” | 颜色一致性指标,步数越小表示颜色越一致。 | 确保同一批次LED灯珠的颜色均匀一致。 |
| 主波长 | nm(纳米),例如620nm(红色) | 彩色LED灯颜色对应的波长。 | 决定红色、黄色、绿色单色LED的色调。 |
| 光谱分布 | 波长与强度曲线 | 显示各波长上的强度分布。 | 影响显色性和质量。 |
电学参数
| 术语 | 符号 | 简要说明 | 设计考量 |
|---|---|---|---|
| 正向电压 | 正向电压 | 点亮LED所需的最低电压,类似于“启动阈值”。 | 驱动电压必须≥Vf,串联LED时电压会累加。 |
| 正向电流 | 如果 | 正常LED工作时的电流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脉冲电流 | Ifp | 短时耐受的峰值电流,用于调光或闪烁。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向电压 | Vr | LED能承受的最大反向电压,超出可能导致击穿。 | 电路必须防止反接或电压尖峰。 |
| 热阻 | Rth (°C/W) | 从芯片到焊点的热传导阻力,数值越低越好。 | 高热阻需要更强的散热能力。 |
| ESD 抗扰度 | V (HBM),例如 1000V | 耐受静电放电的能力,数值越高表示越不易受损。 | 生产过程中需采取防静电措施,尤其对于敏感型LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 术语 | 关键指标 | 简要说明 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温 | Tj (°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能翻倍;温度过高会导致光衰和色偏。 |
| 光通量衰减 | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需的时间。 | 直接定义LED的“使用寿命”。 |
| 光通量维持率 | %(例如70%) | 经过一段时间后保留的亮度百分比。 | 表示长期使用中的亮度保持能力。 |
| 色移 | Δu′v′ 或麦克亚当椭圆 | 使用过程中的颜色变化程度。 | 影响照明场景中的色彩一致性。 |
| 热老化 | 材料退化 | 长期高温导致的劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
Packaging & Materials
| 术语 | 常见类型 | 简要说明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 外壳材料用于保护芯片,并提供光学/热接口。 | EMC:耐热性好,成本低;陶瓷:散热更佳,寿命更长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装芯片 | 芯片电极布局。 | 倒装芯片:散热更佳,效率更高,适用于大功率场景。 |
| 荧光粉涂覆 | YAG,硅酸盐,氮化物 | 覆盖蓝光芯片,将部分蓝光转换为黄光/红光,混合形成白光。 | 不同荧光粉会影响光效、色温和显色指数。 |
| 透镜/光学器件 | 平面、微透镜、TIR | 控制光分布的表面光学结构。 | 决定视角和配光曲线。 |
Quality Control & Binning
| 术语 | 分档内容 | 简要说明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码示例:2G, 2H | 按亮度分组,每组设有最小/最大流明值。 | 确保同一批次中亮度均匀一致。 |
| 电压分档 | 代码示例:6W, 6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动器匹配,提升系统效率。 |
| 颜色分档 | 5-step MacAdam ellipse | 按色坐标分组,确保色域范围紧凑。 | 保证色彩一致性,避免灯具内出现色差。 |
| CCT Bin | 2700K, 3000K 等 | 按CCT分组,每组对应相应的坐标范围。 | 满足不同场景的CCT需求。 |
Testing & Certification
| 术语 | 标准/测试 | 简要说明 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通量维持率测试 | 在恒温条件下进行长期点亮,记录亮度衰减情况。 | 用于估算LED寿命(配合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命估算标准 | 基于LM-80数据估算实际条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵盖光学、电气及热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保不含(铅、汞等)有害物质。 | 国际市场准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 照明产品能效与性能认证。 | 用于政府采购、补贴项目,提升竞争力。 |