目录
- 1. 产品概述
- 1.1 目标应用
- 2. 技术参数深度解析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光度与电气特性
- 2.3 热管理
- 3. 分档系统说明
- 3.1 光通量分档
- 3.2 颜色/色度分档
- 3.3 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 典型光输出 vs. 散热焊盘温度
- 4.2 典型相对光通量 vs. 正向电流
- 4.3 电流降额曲线
- 5. 机械与包装信息
- 5.1 焊盘配置
- 5.2 极性标识
- 5.3 器件包装
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊参数
- 6.2 湿度敏感性
- 6.3 存储条件
- 7. 订购信息与产品标签
- 7.1 型号命名规则
- 7.2 产品标签
- 8. 应用设计注意事项
- 8.1 驱动器选择
- 8.2 热设计
- 8.3 光学设计
- 9. 合规性与环境标准
- 10. 可靠性与工作寿命
- 11. 技术对比与差异化
- 12. 常见问题解答（基于技术参数）
- 13. 实际设计与使用示例
- 14. 工作原理简介
- 15. 技术趋势与发展
1. 产品概述
Shwo(F)系列是一款表面贴装大功率LED器件，旨在以紧凑的外形尺寸实现高光通量输出。该产品线专为满足现代固态照明（SSL）应用的严苛要求而设计，在性能与可靠性之间取得了良好平衡。系列名称源自意为"闪烁"的词汇，恰如其分地描述了其明亮而集中的光输出，堪比星辰。
本系列的核心优势在于其小尺寸封装与高光效的完美结合。这使其成为空间受限但需要高光输出应用的理想解决方案。器件结构坚固，集成了ESD保护功能，并符合主要的环境与安全标准。
1.1 目标应用
Shwo(F)系列的多功能性使其能够广泛应用于各种照明场景。其主要应用包括：
- 通用照明：为日常使用提供高效、明亮的光源。
- 装饰与娱乐照明：用于需要营造美学灯光效果的场合。
- 信号与标识灯具：适用于出口标志、台阶指示灯以及其他需要清晰、稳定照明的导向或安全照明，其中照明的一致性至关重要。
- 农业照明：支持园艺和农业环境中的特殊照明需求。
- 闪光与聚光照明：适用于需要定向、高强度光束的应用。
2. 技术参数深度解析
本节对定义Shwo(F)系列LED性能和操作限制的关键技术规格进行详细、客观的分析。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不建议在接近或达到这些极限的条件下长时间工作。
- 最大直流正向电流（IF）：标准Shwo(F)系列在散热焊盘温度为25°C时的额定电流为1000mA。系列中的"高光通量"和"超高光通量"变体在相同条件下的额定电流提高至1500mA。
- 最大峰值脉冲电流（I脉冲）：对于脉冲操作（占空比1/10 @ 1kHz），标准系列可承受1250mA，而高光通量版本的额定值为1500mA。
- 最高结温（TJ）：半导体结温不得超过150°C。适当的散热管理对于确保工作温度低于此限值至关重要。
- 工作与存储温度（T工作, T存储）：器件规定的环境温度范围为-40°C至+100°C。
- 热阻（Rth）：5 °C/W的关键参数表示每瓦功耗导致的温升。数值越低，散热效果越好。
- ESD防护（VB）：器件提供高达8000V（人体模型）的静电放电保护，增强了处理过程中的鲁棒性。
- 焊接：回流焊期间允许的最高焊接温度为260°C，建议最多进行2次回流焊循环。
2.2 光度与电气特性
LED的性能在特定测试条件下表征，通常是将散热焊盘温度稳定在25°C。
光通量：规格书提供了详细的最小光通量分档信息。例如，冷白光LED在350mA驱动时，其分档范围从130 lm（J41CX）到175 lm（JJ1CX）。中性白光和暖白光变体有各自对应的光通量分档，由于荧光粉转换效率的原因，在相同驱动电流下，暖白光通常表现出略低的输出值。
正向电压（VF）：虽然提供的摘录中未列出，但产品命名规则中包含用于正向电压分档的"V"代码。此参数对于驱动器设计至关重要，因为它决定了给定电流所需的供电电压。
颜色特性：白光LED按相关色温（CCT）分类：冷白光（4745-7050K）、中性白光（3710-4745K）和暖白光（2580-3710K）。提供的摘录中还提到宝蓝色（445-460nm）作为彩色LED选项。色度分档确保了在CIE色度图上定义的范围内颜色的一致性。
2.3 热管理
有效的散热对于LED的性能和寿命至关重要。5 °C/W的热阻额定值指明了热量从LED结到散热焊盘的传递效率。为了维持安全的结温，从该焊盘到周围环境（通过PCB和可能的散热器）的热通路必须设计为低热阻抗。超过最高结温将加速光衰，并可能导致灾难性故障。
3. 分档系统说明
Shwo(F)系列采用全面的分档结构，以确保最终用户获得一致的性能和颜色。分档是根据特定测量参数对LED进行分组的集合。
3.1 光通量分档
LED根据其在标准测试电流（350mA）下的最小光输出进行分档。分档代码（例如，冷白光的JJ、J8、JH）直接对应一个保证的最小光通量值（以流明为单位）。这使得设计者能够确定地选择其应用所需的亮度等级。
3.2 颜色/色度分档
对于白光LED，主要分档依据是相关色温（CCT），如"颜色选项"表（C、N、M）中所定义。在每个CCT范围内，进一步的色度分档（型号中的"1234"代码）确保发出的白光落在色度图上严格控制的区域内，从而最大限度地减少灯具中单个LED之间的可见颜色差异。
3.3 正向电压分档
LED还根据其在指定电流下的正向压降进行分档。这在型号中由"V"代码表示。按VF对LED进行分组有助于设计更高效、更一致的驱动电路，尤其是在多个LED串联连接时。
4. 性能曲线分析
图形数据对于理解器件在实际条件下的行为至关重要，尽管摘录中未完全详述。
4.1 典型光输出 vs. 散热焊盘温度
LED的光输出随着散热焊盘（进而结温）温度的升高而降低。降额曲线通常会显示相对光通量从25°C时的100%下降到高温（例如85°C）时的较低百分比。对于LED无法维持在25°C的应用中计算实际光输出，此曲线至关重要。
4.2 典型相对光通量 vs. 正向电流
此曲线显示了光输出如何随驱动电流变化。虽然输出通常随电流增加而增加，但关系并非完全线性，并且由于热负载增加和效率下降效应，在较高电流下每瓦流明效率通常会降低。规格书提供此图是为了帮助设计者优化亮度与光效之间的权衡。
4.3 电流降额曲线
为防止过热，最大允许正向电流必须随着环境温度或散热焊盘温度的升高而降低。降额曲线规定了在高于25°C的温度下的安全工作电流，确保永远不会超过最高结温。
5. 机械与包装信息
5.1 焊盘配置
器件采用表面贴装技术（SMT）焊盘布局。虽然摘录中没有具体的尺寸图，但焊盘配置是规格书的关键部分。它定义了PCB设计的封装尺寸，包括电气连接焊盘的位置和大小，以及至关重要的、用于将热量从LED芯片传递到印刷电路板的大面积散热焊盘。
5.2 极性标识
SMT LED必须在封装上或封装尺寸图中具有清晰的极性标记（通常是阴极标记），以确保组装时方向正确。极性错误将导致器件无法点亮。
5.3 器件包装
LED以适合自动贴片机的卷带包装形式提供。型号中的"P"代码表示"卷带"包装。这种形式保护了器件，并确保在大批量制造过程中高效处理。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊参数
器件的最高焊接温度额定值为260°C，最多可承受两次回流焊循环。标准的无铅回流焊曲线（峰值温度通常在240-260°C之间）适用。在制定回流焊曲线时，必须考虑封装的热容量，特别是散热焊盘的热容量，以确保所有焊点都能正确回流。
6.2 湿度敏感性
根据JEDEC标准，Shwo(F)系列的湿度敏感等级（MSL）为1级。这是最稳健的等级，表示在≤30°C/85% RH的条件下，车间寿命不受限制。如果包装密封完好，使用前无需烘烤。这简化了存储和处理的物流。
6.3 存储条件
推荐的存储温度为-40°C至+100°C。虽然MSL 1级要求宽松，但将元件存储在干燥、受控的环境中以防止任何潜在的污染或退化仍然是良好的做法。
7. 订购信息与产品标签
7.1 型号命名规则
型号遵循详细的结构：ELSWF–ABCDE–FGHIJ–V1234。每个部分传达特定信息：
- AB：最小光通量或辐射功率代码。
- C：辐射模式（例如，"1"表示朗伯型）。
- D：颜色代码（C、N、M、L）。
- E：建议工作功率（"1"表示1W）。
- H：包装类型（"P"表示卷带）。
- V：正向电压分档。
- 1234：颜色色度或CCT分档。
7.2 产品标签
卷盘和卷带包装将包含标签，上面印有完整型号、数量、日期代码和其他可追溯性信息，以确保正确的物料处理和库存控制。
8. 应用设计注意事项
8.1 驱动器选择
驱动功率LED必须使用恒流驱动器。驱动器的电流输出必须与LED的预期工作点（例如350mA、700mA或最高额定电流）匹配。驱动器的电压适应范围必须足够大，以适应串联电路中所有LED的正向电压之和，同时需考虑电压分档（V代码）以及温度对VF.
8.2 热设计
这是大功率LED设计中最关键的方面。PCB必须设计成散热器。这包括：
- 使用具有足够铜厚（例如2盎司）的PCB。
- 设计大面积覆铜区域，通过多个导热过孔连接到LED的散热焊盘。
- 对于大功率应用，可能需要将PCB连接到外部铝制散热器。
- 使用热界面材料以最小化层间的热阻。
8.3 光学设计
朗伯型辐射模式提供了宽广、均匀的视角。对于需要聚焦光束的应用，必须使用二次光学元件（透镜或反射器）。Shwo(F)系列的小尺寸封装允许紧凑的光学组件设计。
9. 合规性与环境标准
本产品设计符合多项关键国际标准：
- RoHS（有害物质限制）：器件不含铅、汞、镉和其他受限物质。
- 无卤：符合对溴（Br<900ppm）、氯（Cl<900ppm）及其总和（Br+Cl<1500ppm）的严格限制。
- 欧盟REACH：符合化学品注册、评估、授权和限制法规。
10. 可靠性与工作寿命
虽然摘录中没有提供具体的L70或L90寿命数据（光输出降至初始值70%或90%的时间），但LED的寿命与其工作条件直接相关。主要因素是结温。让LED在其最大额定值范围内良好工作，特别是通过有效的热管理保持较低的结温，是确保长工作寿命和缓慢光衰的最重要措施。150°C的额定最高结温是一个极限值，而非目标值；对于可靠性而言，结温越低越好。
11. 技术对比与差异化
Shwo(F)系列通过以下几个关键属性在SMT大功率LED的竞争格局中定位：
- 紧凑尺寸下的高亮度：它提供了优异的单位封装面积流明比。
- 强大的ESD防护：8kV HBM防护相比防护等级较低或无防护的器件，增强了处理和组装过程中的耐用性。
- 全面的分档：详细的光通量、电压和色度分档为设计者提供了高度的可预测性和一致性。
- 有利的湿度敏感性：MSL 1级评级相比需要干燥包装和烘烤的更高MSL等级元件，提供了显著的物流和存储优势。
- 广泛的合规性：开箱即用地满足RoHS、无卤和REACH标准，简化了终端产品制造商的合规流程。
12. 常见问题解答（基于技术参数）
问：我可以用恒压源驱动这个LED吗？
答：不可以。LED是电流驱动器件。恒压电源无法调节电流，会导致热失控并损坏LED。务必使用恒流驱动器。
问：规格书显示的是25°C下的性能。在60°C时我能期望得到什么输出？
答：您必须查阅"典型光输出 vs. 散热焊盘温度"曲线。光输出随温度升高而降低。在60°C时，相对光通量将是25°C值的一个百分比（例如，约85-90%）。您的热设计必须考虑此降额。
问：标准、高光通量和超高光通量系列之间有什么区别？
答：主要区别在于最大允许驱动电流（1000mA vs. 1500mA）以及相应更高的可用光通量分档。高光通量版本可能采用更先进的芯片技术或封装来处理更高的功率密度。
问：总是需要散热器吗？
答：这取决于驱动电流和应用环境。在满额定电流（1000mA/1500mA）下，几乎肯定需要专用散热器。在较低电流（例如350mA）下，并且PCB热设计良好时，可能不需要独立的散热器，但仍需要进行仔细的热分析。
13. 实际设计与使用示例
示例1：出口标志灯具
一位工程师正在设计一款薄型、节能的出口标志。他选择了一款中性白光的Shwo(F) LED（例如ELSWF-J71NX-...），以350mA驱动，以实现所需亮度并保持高光效。紧凑的SMT封装使得光源模组可以非常薄。MSL 1级评级简化了其工厂的组装流程。他设计了一个双层PCB，其底层大面积覆铜平面通过一组过孔连接到LED的散热焊盘，确保结温保持在较低水平以实现长期可靠性。
示例2：高棚工业照明
对于一款高输出的工业灯具，设计者选择了超高光通量系列变体，以1200mA驱动。多个LED排列在金属基板（MCPCB）上，然后该基板连接到大型铝型材散热器。选择的驱动器提供恒定的1200mA电流，其电压范围足够高，能为12个串联的LED供电。详细指定了所有采购LED的色度分档（"1234"代码）必须相同，以确保整个灯具发出均匀的白光，没有可见的颜色差异。
14. 工作原理简介
发光二极管（LED）是通过电致发光发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴在半导体材料内复合，以光子的形式释放能量。发射光的波长（颜色）由半导体材料的能带隙决定。对于像Shwo(F)系列这样的白光LED，蓝色LED芯片上涂覆了一层荧光粉。部分蓝光被荧光粉转换为更长波长的光（黄光、红光），蓝光与转换光的混合被人眼感知为白光。荧光粉的具体配比决定了白光的相关色温（CCT）。
15. 技术趋势与发展
固态照明行业正沿着几个与Shwo(F)系列等组件相关的关键轨迹持续发展：
- 光效提升（每瓦流明）：LED芯片设计、荧光粉技术和封装效率的持续改进，推动着相同电输入功率下更高的光输出。
- 更高功率密度：封装正变得能够处理更高的驱动电流，并从更小的尺寸中散发更多的热量，正如"高光通量"和"超高光通量"变体所示。
- 改善的色彩质量与一致性：更严格的色度分档，以及为高显色指数（CRI）和特定光谱功率分布（例如用于园艺）而开发的荧光粉。
- 增强的可靠性与鲁棒性：材料和封装技术的改进，以承受更高的温度和更恶劣的环境条件，延长工作寿命。
- 集成与智能功能：虽然本分立元件不具备，但更广泛的趋势包括将LED与驱动器、传感器和通信接口集成，用于智能照明系统。
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。 |