LTW-Q35ZRGB 三色LED规格书 - SMD封装 - 红2.1V/绿2.9V/蓝3.0V - 总功率0.18W - 中文技术文档

1. 产品概述

LTW-Q35ZRGB是一款紧凑型表面贴装三色（红、绿、蓝）LED，专为固态照明应用而设计。它将三个独立的LED芯片（红、绿、蓝）集成在单个封装内，通过加色混合能够产生宽广的色谱。该器件代表了传统照明的高能效替代方案，具有长工作寿命和高可靠性。

1.1 核心优势

该LED的主要优势包括其超紧凑的外形尺寸、与自动化贴片组装设备的兼容性，以及适用于标准红外（IR）和气相回流焊接工艺。它被设计为符合EIA标准的封装，并与集成电路（I.C.）驱动电平兼容。该产品符合绿色环保倡议，为无铅设计并遵循RoHS指令。

1.2 目标应用

这款多功能LED面向广泛的照明应用。主要市场包括：家用电器的环境照明、便携式照明解决方案（如手电筒、自行车灯）、室内外住宅及商业空间的建筑照明（筒灯、灯槽照明、橱柜下照明）、装饰与娱乐照明、安防与园林照明（柱灯），以及专业信号应用，如交通信标、铁路道口灯和导光板标识（例如出口标志、销售点显示屏）。

2. 技术参数详解

2.1 光电特性

所有测量均在环境温度（Ta）为25°C的条件下规定。关键参数分别定义了每个颜色通道（红、绿、蓝）以及组合白光输出的性能。

• 光通量（Φv）：在正向电流（IF）为20mA时，各颜色的典型光通量为：红色2.55流明，绿色7.35流明，蓝色0.95流明。当以特定电流驱动以产生白光时（红=25mA，绿=13mA，蓝=15mA），典型组合光通量为10.50流明。
• 发光强度（Iv）：在IF=20mA时，典型发光强度为：红色920毫坎德拉，绿色2500毫坎德拉，蓝色340毫坎德拉。在规定驱动条件下的组合白光强度为3500毫坎德拉。
• 视角（θ1/2）：组合白光输出的典型半强度视角为130度，表明其具有宽光束模式。
• 主波长（λd）：定义了每个芯片的感知颜色。规定范围为：红色618-628纳米，绿色520-530纳米，蓝色465-475纳米。
• 正向电压（VF）：在测试电流下LED两端的电压降。典型值为：红色2.1V（20mA时），绿色2.9V（20mA时），蓝色3.0V（20mA时）。最大值分别为2.4V、3.5V和3.5V。
• ESD耐受电压：该器件可承受人体模型（HBM）8KV的静电放电，但仍强烈建议采取适当的ESD操作预防措施。

2.2 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能对器件造成永久性损坏的极限。不保证在这些条件下运行。

• 功耗（Po）：各通道的最大允许功耗为：红色96毫瓦，绿色和蓝色144毫瓦。整个封装的总功耗不得超过180毫瓦。
• 正向电流：每个通道的连续正向电流（IF）为40毫安。脉冲工作（占空比≤1/10，脉冲宽度≤10毫秒）的峰值正向电流（IFP）为每通道100毫安。
• 反向电压（VR）：最大为5V。在反向偏压下工作可能导致失效。
• 温度范围：工作温度（Topr）为-40°C至+80°C。存储温度（Tstg）为-40°C至+100°C。
• 焊接条件：该器件可承受260°C无铅焊接5秒钟。

3. 分档系统说明

LED根据光通量和色度坐标进行分档，以确保在生产应用中的颜色和亮度一致性。

3.1 光通量分档

白光输出（当以红=25mA，绿=13mA，蓝=15mA驱动时）被分为若干档（V3至V6）。例如，V3档覆盖的光通量从8.00流明（最小值）到10.50流明（最大值）。每档的公差为+/-10%。

3.2 色度坐标分档

组合白光的色度在CIE 1931（x， y）色度图上定义。规格书提供了详细的色品等级表（A1至D4），每个等级指定了色度图上一个由四对（x， y）坐标定义的四边形区域。这使得设计者能够选择白点坐标严格受控的LED。每个色调档在x和y坐标上的公差均为+/- 0.01。

4. 性能曲线分析

规格书包含典型的特性曲线（未在提供的文本中复制但已引用）。这些曲线对于设计分析至关重要。

• I-V（电流-电压）曲线：展示了每个颜色芯片在不同电流和温度范围内的正向电流与正向电压之间的关系。这对于设计正确的限流电路至关重要。
• 相对发光强度 vs. 正向电流：说明了光输出如何随驱动电流增加而变化，突出了高电流下可能的非线性和效率下降。
• 相对发光强度 vs. 环境温度：展示了光输出的热降额特性。随着结温升高，发光效率通常会降低。
• 光谱功率分布：将显示红、绿、蓝芯片在每个波长下发出的光的相对强度，定义了该器件可能实现的色域。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸

该器件具有特定的外形尺寸。所有尺寸均以毫米为单位，典型公差为±0.2毫米。关键的机械注意事项包括注塑点的位置（必须在引脚上方）以及散热片具有导电性这一事实，这在PCB布局时必须予以考虑，以防止短路。

5.2 极性识别与焊盘设计

规格书提供了推荐的印刷电路板（PCB）贴装焊盘布局。这包括四个引脚（每个颜色的阳极和阴极，可能采用共阴极或共阳极配置）和中央散热焊盘（散热片）的焊盘尺寸、形状和间距。正确的焊盘设计对于可靠的焊接、热管理和防止立碑现象至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

提供了一个建议的红外（IR）回流焊温度曲线，符合J-STD-020D无铅工艺标准。该曲线定义了预热、保温、回流（峰值温度）和冷却阶段，具有特定的时间和温度限制，以确保可靠的焊点而不损坏LED封装。

6.2 清洁与操作

清洁应仅使用指定的化学品。如有必要，LED可在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜。必须严格遵守ESD预防措施：建议使用腕带、防静电手套和正确接地的设备，以防止静电放电造成的损坏。

7. 包装与订购信息

LED以12毫米宽的编带包装在7英寸直径的卷盘上供应，与自动化组装设备兼容。规定了编带和卷盘的包装尺寸，以确保与标准送料器的兼容性。部件号为LTW-Q35ZRGB。

8. 应用建议

8.1 设计考量

• 电流驱动：为每个颜色通道使用恒流驱动器，以保持稳定的颜色输出并防止热失控。正向电压的变化（参见分档）使得恒压驱动在对颜色要求严格的应用中不切实际。
• 热管理：尽管体积紧凑，但功耗（总功率高达180毫瓦）会产生热量。适当的PCB热设计，包括使用连接到铜铺地的散热焊盘，对于将结温保持在限值内并确保长期可靠性和稳定的光输出至关重要。
• 混色控制：为了实现特定的白点或颜色，每个通道的脉宽调制（PWM）是比模拟调光更优选的方法，因为它能在很宽的调光范围内保持色度稳定。

9. 可靠性与测试

规格书概述了全面的可靠性测试计划，展示了产品的稳健性。测试包括耐焊接热（RTSH）、高温高电流下的稳态寿命测试（SSLT，3000小时）、温度循环（TC）、热冲击（TS）以及高温高湿存储（WHTS）。失效标准基于正向电压变化（不超过规格上限的110%）、光通量变化（不低于规格下限的50%）和色度坐标变化（偏移<0.02）来定义。

10. 技术对比与定位

与分立式单色LED相比，这种集成的三色LED封装节省了大量电路板空间并简化了组装。其130度的宽视角使其适用于区域照明而非聚焦点照明。规定的ESD等级和无铅回流焊兼容性符合现代制造和可靠性标准。详细的分档结构使其能够在需要颜色一致性的应用中竞争，例如建筑照明和标识。

11. 常见问题解答（基于技术参数）

问：如何使用这款三色LED产生纯白光？

答：纯白光并非色度图上的一个单点，而是一个范围。您必须按照光通量分档表中列出的特定电流（红=25mA，绿=13mA，蓝=15mA）驱动红、绿、蓝通道，以实现色品等级档（A1-D4）中定义的白点。具体的白点将取决于LED的具体分档。

问：我可以连续以最大连续电流（每通道40mA）驱动LED吗？

答：虽然可能，但不建议为了获得最佳寿命和效率而这样做。以较低电流（例如20mA测试条件或混合白光条件）驱动将导致更低的结温、更高的光效（每瓦流明数）以及显著更长的工作寿命。始终要考虑180毫瓦的总功耗限制。

问：为什么散热片是导电的？我该如何处理？

答：散热片导电是为了有效地将热量从LED芯片传递到PCB。在您的PCB布局中，散热片的焊盘必须与所有其他电路走线电气隔离，除非有意将其连接到特定电位（通常是地）。创建连接到大地平面的热释放连接是一种常见做法。

12. 设计使用案例

场景：设计一个导光板式出口标志。 多个LTW-Q35ZRGB LED将沿着亚克力导光板的边缘放置。微控制器将控制每个LED的三个通道。对于恒定照明，LED将以白光指定的电流驱动。宽视角确保了标志面板上的均匀照明。选择特定的光通量档（例如V3或V4）可确保所有单元亮度一致。选择严格的色品等级（例如全部来自B2档）可保证所有标志具有相同的白色，这对于品牌和安全标准的一致性至关重要。SMD封装允许紧凑、低矮的标志设计和自动化组装。13. 工作原理

LED基于半导体材料中的电致发光原理工作。当施加超过二极管阈值电压的正向电压时，电子与空穴在半导体芯片（红色芯片由AlInGaP等材料构成，绿/蓝芯片由InGaN构成）的有源区内复合，以光子（光）的形式释放能量。半导体材料的特定带隙决定了发射光的波长（颜色）。三色LED封装集成了三个这样的芯片，它们的光在环氧树脂透镜内进行加色混合，产生感知的输出颜色。

14. 技术趋势

该器件反映了固态照明领域的持续趋势：更高的集成度（多芯片单封装）、更高的效率（更高的每瓦流明数）、小型化以及针对恶劣环境的增强可靠性。详细的分档系统满足了专业照明应用中对颜色一致性的市场需求。未来的发展可能包括更高的功率密度、封装内集成驱动器或控制电路，以及为显示应用提供更广的色域。

The device reflects ongoing trends in solid-state lighting: increased integration (multiple chips in one package), improved efficiency (higher lumens per watt), miniaturization, and enhanced reliability for harsh environments. The detailed binning system addresses the market's demand for color consistency in professional lighting applications. Future evolution may include higher power density, integrated drivers or control circuitry within the package, and even broader color gamuts for display applications.