2820 贴片LED规格书 - 2.8x2.0mm封装 - 琥珀色 - 典型电压3.0V - 功率0.45W @ 150mA - 中文技术文档

1. 产品概述

2820-PA1501M-AM系列是一款高性能表面贴装LED，主要面向要求严苛的汽车照明应用。它采用荧光粉转换技术，可输出稳定的琥珀色光。器件采用紧凑的2.8mm x 2.0mm贴片封装，在尺寸与光输出之间取得了良好平衡。其核心优势包括：符合严格的AEC-Q102汽车级认证标准、高达8KV（人体模型）的静电放电（ESD）防护能力，以及符合RoHS、REACH和无卤素等环保法规要求。目标市场为汽车内外饰照明，这些应用对可靠性、颜色一致性以及在恶劣条件下的性能表现要求极高。

2. 深入技术参数分析

2.1 光电与电气特性

该LED的性能参数基于150 mA的标准测试电流进行表征。典型光通量为45流明（lm），根据分档结构，其范围从39 lm到60 lm不等。在此电流下，正向电压（Vf）典型值为3.00伏，范围在2.75V至3.5V之间。此参数对于驱动电路设计和热管理至关重要。器件提供120°的宽视角，可实现宽广且均匀的光分布。色度坐标围绕CIE x=0.575和CIE y=0.418，定义了其特定的琥珀色色调。所有光度测量容差为±8%，正向电压测量容差为±0.05V。

2.2 绝对最大额定值与热特性

为确保长期可靠性，器件不得在超出其绝对最大额定值的条件下工作。最大连续正向电流为350 mA，峰值浪涌电流（tp ≤ 10 μs）能力为750 mA。最大功耗为1225 mW。结温（Tj）不得超过150°C，工作温度范围为-40°C至+125°C。提供了两个热阻值：从结到焊点的实际热阻（Rth JS real）最大为22 K/W，而基于电气方法推导的值（Rth JS el）最大为15 K/W。这些数值对于计算必要的散热措施，以确保工作期间Tj保持在安全限值内至关重要。

3. 分档系统说明

LED被分入不同的档位，以确保关键参数的一致性，便于应用设计。

3.1 光通量分档

光通量档位分为F3、F4和F5。F3档覆盖光通量39 lm至45 lm，F4档覆盖45 lm至52 lm，F5档覆盖52 lm至60 lm。这使得设计人员可以根据其特定应用所需的亮度水平来选择LED。

3.2 正向电压分档

电压分档有助于在多LED阵列中匹配LED以实现均流。档位包括2730（2.75V - 3.00V）、3032（3.00V - 3.25V）和3235（3.25V - 3.50V）。使用相同或相近电压档位的LED可以最大限度地减少电流不平衡。

3.3 颜色分档

琥珀色被严格控制在一个主要档位内：YA和YB。每个档位在CIE 1931色度图上由一个四边形区域定义。YA和YB档位具有特定的坐标边界，确保发出的琥珀色光落在视觉一致且可接受的范围内。提供的典型坐标（x=0.575， y=0.418）作为中心参考点。

4. 性能曲线分析

4.1 IV曲线与相对光通量

正向电流与正向电压关系图显示了LED典型的指数关系。在150 mA时，Vf集中在3.0V左右。相对光通量与正向电流关系图表明，光输出随电流增加呈亚线性增长。虽然以更高电流驱动可获得更多光，但也会产生更多热量，影响效率和寿命。

4.2 温度依赖性

性能随结温变化的曲线图对于汽车应用至关重要。相对光通量与结温关系曲线显示，光输出随温度升高而降低。在125°C时，相对光通量约为25°C时的70-80%。正向电压具有负温度系数，随温度升高线性下降。色度坐标偏移图显示，随着电流和温度的增加，变化极小，表明具有良好的颜色稳定性。

4.3 光谱分布与辐射模式

相对光谱分布图证实了荧光粉转换光谱，这是琥珀色LED的典型特征，具有宽发射峰。视角图说明了类似朗伯体的发射模式，半峰全宽（FWHM）为120°，证实了其宽广、均匀的光分布。

4.4 降额与脉冲处理能力

正向电流降额曲线规定了基于焊盘温度（Ts）的最大允许连续电流。例如，在Ts=125°C时，最大IF为350 mA。该曲线要求最小工作电流为20 mA。允许脉冲处理能力图定义了针对极短脉冲宽度（tp）和各种占空比（D）所允许的峰值脉冲电流（IFP），这对于PWM调光或频闪应用非常有用。

5. 机械与封装信息

5.1 物理尺寸

LED封装尺寸为长2.8mm，宽2.0mm。机械图纸提供了详细的尺寸，包括总高度、透镜几何形状和引脚尺寸。除非另有说明，所有公差均为±0.1mm。紧凑的尺寸便于高密度PCB布局。

5.2 推荐焊盘布局

提供了焊盘图形设计，以确保可靠的焊接和最佳的热性能。该设计包括两个电气端子的焊盘和一个中央散热焊盘。散热焊盘对于将热量从LED结高效传导至PCB至关重要。遵循此推荐布局有助于防止立碑现象，提高焊点可靠性，并最大化散热效果。

5.3 极性标识

器件上通常标有阴极，如机械图纸所示，通常通过凹口、圆点或封装底部的绿色标记来标识。组装时必须确保正确的极性方向，以防止器件损坏。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该LED的额定最高焊接温度为260°C，持续30秒。应遵循详细回流焊温度曲线，通常包括预热、热浸、回流（峰值温度不超过260°C）和冷却阶段。该曲线必须与JEDEC标准中湿度敏感等级（MSL）2级元件的要求兼容，这意味着如果器件在回流焊前暴露于环境条件的时间超过其车间寿命，则必须进行烘烤。

6.2 使用注意事项

主要注意事项包括：避免对透镜施加机械应力、防止光学表面污染、使用适当的ESD处理程序，并确保PCB和焊膏清洁以防止硫化物引起的腐蚀（该器件符合硫化物测试A1级标准）。

6.3 存储条件

存储温度范围为-40°C至+125°C。对于长期存储，如果包装袋已打开且暴露时间超过MSL 2级车间寿命，应将元件保存在原装的防潮袋中，并放入干燥剂。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED以编带盘卷形式供货，便于自动化组装。包装信息详细说明了卷盘尺寸、载带宽度、料袋间距以及元件在载带上的方向。

7.2 料号与型号命名规则

料号2820-PA1501M-AM遵循逻辑结构："2820"表示封装尺寸，"PA"可能代表荧光粉转换琥珀色，"150"可能指额定测试电流（单位mA），"1M"可能表示特定的光通量/颜色档位或版本，"AM"确认琥珀色。订购信息允许选择特定的光通量档位（F3/F4/F5）和正向电压档位（2730/3032/3235），以满足精确的应用需求。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

主要应用是汽车照明。这包括内饰应用，如仪表盘背光、开关照明和环境氛围灯。外饰应用包括侧标志灯、转向信号指示灯（取决于当地法规和所需发光强度），以及当用于灯组或配合适当光学器件时，可用作日间行车灯（DRL）。

8.2 设计考量

设计人员必须考虑以下几个因素：热管理：利用热阻值和降额曲线设计足够的PCB散热器（铜箔铺地），对于高功率或高环境温度应用，可考虑使用金属基板（MCPCB）。电流驱动：使用恒流驱动器以获得稳定的光输出。驱动器设计应能适应正向电压档位范围。光学设计：120°的视角可能需要二次光学器件（透镜、导光板）来实现特定应用所需的光束模式。PCB布局：严格遵守推荐的焊盘设计，特别是散热焊盘的连接，应将其连接到大面积铜箔区域，并通过多个过孔连接到内层或底层以利于散热。

9. 技术对比与差异化

与标准商用级LED相比，2820-PA1501M-AM系列通过其汽车级认证（AEC-Q102）实现了差异化。这涉及更严格的温度循环、耐湿性、高温工作寿命（HTOL）及其他应力测试。其8KV的ESD等级高于典型的商用器件。其抗硫性（A1级）是在大气中含硫化物可能腐蚀镀银元件的汽车和工业环境中的关键优势。相对较小的2820封装提供相对较高的光通量输出（典型45流明），实现了良好的光效和设计灵活性。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以连续以350 mA驱动这颗LED吗？

答：根据降额曲线，只有当焊盘温度（Ts）等于或低于25°C时，才能以350 mA驱动。在实际应用中，Ts更高，最大允许连续电流会更低。请务必参考降额曲线。

问：Rth JS real 和 Rth JS el 有什么区别？

答：Rth JS real 是使用温度敏感参数（如正向电压）测量得出的，代表实际的热路径。Rth JS el 是从电气参数计算得出的，通常数值较低。为了进行保守的热设计，请使用较高的Rth JS real值（最大22 K/W）。

问：如何选择正确的档位？

答：对于要求亮度一致的应用，指定严格的光通量档位（例如F4）。对于均流至关重要的阵列，指定严格的正向电压档位。对于颜色要求严格的应用，指定颜色档位（YA或YB）。

问：这颗LED适合PWM调光吗？

答：是的，脉冲处理能力图显示它可以在低占空比下处理高峰值电流。确保脉冲宽度和频率在规定的限值内，以避免过热。

11. 实际设计与使用示例

示例1：汽车内饰氛围灯条：设计在柔性PCB上串联使用20颗LED。设计人员选择F4光通量档位以确保亮度一致，选择3032电压档位以获得良好的匹配度。使用提供150 mA的恒流驱动器。柔性PCB附着在金属机壳上以利于散热，使Ts保持在80°C以下，根据降额曲线，这允许安全的工作电流。

示例2：外饰侧标志灯：设计使用3颗LED。由于引擎盖下环境温度较高，设计人员使用金属基板（MCPCB）。使用Rth JS real = 22 K/W和预期环境温度进行热仿真，以确保Tj保持在125°C以下。120°的宽视角消除了对二次扩散透镜的需求，简化了外壳设计。

12. 工作原理简介

该LED属于荧光粉转换型。核心半导体芯片发出短波长光（通常是蓝色或近紫外光）。该光被沉积在芯片上或周围的荧光粉层吸收。然后，荧光粉以更长的波长重新发射光。通过精心选择荧光粉成分，来自芯片和荧光粉的混合光被感知为琥珀色。与直接发光的彩色LED（如用于琥珀色/红色的AlInGaP）相比，这种方法可以精确控制色点，并且通常提供更好的稳定性和一致性。表面贴装封装集成了芯片、荧光粉以及一个模塑硅胶或环氧树脂透镜，该透镜用于塑造光输出并提供环境保护。

13. 技术趋势与发展

汽车LED照明的趋势是更高的效率（每瓦更多流明）、更高的功率密度（更小的封装发出更多的光）以及在极端条件下更可靠的性能。荧光粉技术持续进步，提供更高的转换效率和更好的颜色稳定性（随温度和时间变化）。封装技术不断发展以改善热性能，允许更高的驱动电流而不影响寿命。此外，将驱动电子器件和多个LED芯片集成到单个模块中是一个日益增长的趋势。遵守AEC-Q102等标准和特定的抗硫测试，反映了行业在严苛汽车环境中对量化且可靠性的追求。