目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 產品識別同命名規則
- 2. 機械同光學規格
- 2.1 物理尺寸同佈局
- 2.2 光學特性
- 3. 電氣同熱參數
- 3.1 絕對最大額定值
- 3.2 典型電氣特性
- 4. 分級同分類系統
- 4.1 光通量分級
- 4.2 正向電壓分級
- 4.3 主波長分級
- 5. 性能特性同曲線
- 5.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
- 5.2 相對光通量 vs. 正向電流
- 5.3 相對光譜功率 vs. 結溫
- 5.4 光譜功率分佈
- 6. 組裝同處理指引
- 6.1 焊接建議
- 6.2 熱管理
- 6.3 ESD敏感度
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 載帶同捲盤規格
- 7.2 訂購代碼結構
- 8. 應用備註同設計考慮
- 8.1 典型應用
- 8.2 驅動器選擇
- 8.3 光學設計
- 9. 可靠性同使用壽命
- 10. 技術比較同優勢
- 10.1 陶瓷 vs. 塑膠封裝
- 10.2 高功率單晶片設計
1. 產品概覽
呢份文件提供咗高功率陶瓷3535系列1W綠色發光二極管(LED)嘅完整技術規格。相比傳統塑膠封裝,陶瓷基板提供更優越嘅熱管理,能夠承受更高嘅驅動電流同提升長期可靠性。呢款LED專為喺嚴苛環境下需要高亮度同穩定性能嘅應用而設計。
1.1 產品識別同命名規則
產品型號識別為T1901PGA。命名規則跟隨一個結構化代碼:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□。呢個代碼可以拆解成幾個關鍵參數:
- 封裝代碼 (19):表示陶瓷3535封裝。
- 晶片數量代碼 (P):表示單一高功率LED晶片。
- 顏色代碼 (G):指定綠色發光。
- 光學代碼 (A):詳述透鏡或光學設計(由代碼暗示具體細節)。
- 光通量分級代碼:一個多位數代碼,定義光通量輸出分級。
- 色溫 / 波長分級代碼:一個指定主波長範圍嘅代碼。
系統中定義嘅其他顏色代碼包括紅色(R)、黃色(Y)、藍色(B)、紫色(U)、橙色(A)、紅外線(I)、暖白光L (<3700K)、中性白光C (3700-5000K) 同冷白光W (>5000K)。
2. 機械同光學規格
2.1 物理尺寸同佈局
呢款LED採用陶瓷3535表面貼裝封裝。精確嘅尺寸圖顯示咗頂視圖同側面輪廓,包含關鍵尺寸。主要尺寸包括整體封裝尺寸為3.5mm x 3.5mm。為確保正確焊接同熱性能,文件提供咗建議嘅焊盤圖案(佔位面積)同鋼網設計,用於PCB組裝。公差指定為 .X 尺寸 ±0.10mm 同 .XX 尺寸 ±0.05mm。
2.2 光學特性
主要光學參數係喺標準測試電流350mA同焊點溫度(Ts) 25°C下測量。
- 主波長 (λd):525 nm (典型值)。
- 視角 (2θ1/2):120度,提供寬廣、類似朗伯體嘅發光模式,適合區域照明。
- 光通量:數值取決於分配畀該單元嘅特定光通量分級(見第3.3節)。
3. 電氣同熱參數
3.1 絕對最大額定值
超出呢啲限制嘅應力可能會導致永久損壞。所有數值均喺Ts=25°C下指定。
- 連續正向電流 (IF):500 mA
- 峰值正向脈衝電流 (IFP):700 mA (脈衝寬度 ≤10ms,佔空比 ≤1/10)
- 功耗 (PD):1800 mW
- 工作溫度 (Topr):-40°C 至 +100°C
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +100°C
- 結溫 (Tj):125°C
- 焊接溫度 (Tsld):回流焊接,峰值溫度230°C或260°C,最長10秒。
3.2 典型電氣特性
喺Ts=25°C,IF=350mA下測量。
- 正向電壓 (VF):3.5 V (典型值),3.6 V (最大值)
- 反向電壓 (VR):5 V
- 反向電流 (IR):50 μA (最大值)
4. 分級同分類系統
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性,LED會根據關鍵參數進行分級。
4.1 光通量分級
光通量喺350mA下測量。分級由字母代碼定義,指定最小值(Min)同典型值(Type)。光通量測量公差為±7%。
- 代碼 1R:最小值 55 lm,典型值 60 lm
- 代碼 1S:最小值 60 lm,典型值 65 lm
- 代碼 1T:最小值 65 lm,典型值 70 lm
- 代碼 1W:最小值 70 lm,典型值 75 lm
- 代碼 1X:最小值 75 lm,典型值 80 lm
- 代碼 1Y:最小值 80 lm,典型值 87 lm
4.2 正向電壓分級
正向電壓喺350mA下測量。分級確保串聯/並聯陣列中嘅電氣兼容性。公差為±0.08V。
- 代碼 1:2.8V 至 3.0V
- 代碼 2:3.0V 至 3.2V
- 代碼 3:3.2V 至 3.4V
- 代碼 4:3.4V 至 3.6V
4.3 主波長分級
對於綠色LED,主波長會進行分級以控制精確嘅綠色色調。
- 代碼 G5:519 nm 至 522.5 nm
- 代碼 G6:522.5 nm 至 526 nm
- 代碼 G7:526 nm 至 530 nm
5. 性能特性同曲線
圖形數據提供咗對LED喺唔同條件下行為嘅更深入理解。
5.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
呢條曲線顯示咗電流同電壓之間嘅指數關係。對於設計正確嘅限流驅動器至關重要。圖上確認咗喺350mA下典型VF為3.5V。
5.2 相對光通量 vs. 正向電流
呢個圖表說明咗光輸出點樣隨驅動電流增加。通常喺較高電流下會顯示次線性增長,原因係效率下降同熱效應,凸顯咗熱管理對於維持亮度嘅重要性。
5.3 相對光譜功率 vs. 結溫
LED嘅光譜輸出會隨結溫而偏移。對於綠色LED,峰值波長通常會隨溫度升高而輕微減少(藍移)。呢個圖表量化咗呢種偏移,對於顏色要求嚴格嘅應用非常重要。
5.4 光譜功率分佈
呢條曲線顯示咗呢款綠色LED喺可見光譜範圍內發出嘅光強度,中心約為525nm。佢顯示咗單色LED典型嘅相對較窄嘅光譜帶寬。
6. 組裝同處理指引
6.1 焊接建議
陶瓷封裝兼容標準紅外線或對流回流焊接製程。建議嘅最大焊接溫度曲線為峰值溫度230°C或260°C,最長10秒。提供嘅鋼網設計確保正確嘅焊膏量,以獲得可靠嘅焊點同從散熱焊盤到PCB嘅最佳熱傳遞。
有效嘅熱管理對於性能同使用壽命至關重要。陶瓷封裝具有低熱阻,但必須安裝喺具有足夠散熱通孔嘅PCB上,如有需要,仲要加外部散熱器,以保持結溫低於125°C,特別係喺接近最大電流500mA操作時。
6.3 ESD敏感度
同所有半導體器件一樣,LED對靜電放電(ESD)敏感。喺處理同組裝期間應遵守標準ESD預防措施(使用接地手帶、導電墊同離子風機)。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 載帶同捲盤規格
產品以壓紋載帶形式供應,用於自動貼片組裝。詳細圖則指定咗凹槽尺寸、載帶寬度、捲盤直徑同元件方向。3535陶瓷封裝使用標準載帶格式,兼容高速貼片設備。
7.2 訂購代碼結構
完整嘅訂購代碼係根據第1.1節描述嘅命名規則構建。訂購時,請指定完整代碼,包括封裝(19)、晶片數量(P)、顏色(G)、光學(A),以及根據應用需求所需嘅光通量同波長分級代碼。
8. 應用備註同設計考慮
8.1 典型應用
建築照明:
- 立面照明、燈槽照明同重點照明,需要高亮度同顏色穩定性嘅地方。汽車照明:
- 內飾照明、信號燈(符合顏色規格嘅地方)。便攜式照明:
- 高端手電筒同工作燈。特殊照明:
- 機器視覺、舞台照明同標誌牌。8.2 驅動器選擇
恆流驅動器對於可靠操作係必須嘅。應根據所需嘅正向電流(例如,典型使用350mA,最大輸出可達500mA)同LED嘅正向電壓分級來選擇驅動器,特別係當串聯多個器件時。驅動器必須具有適當嘅過溫同過流保護。
8.3 光學設計
120度視角非常適合寬廣、均勻嘅照明。對於聚焦光束,必須考慮LED嘅主透鏡同發光模式來設計二次光學器件(反射器或透鏡)。機械圖則提供咗光學對準所需嘅基準點。
9. 可靠性同使用壽命
雖然呢段摘錄冇提供特定嘅L70或L50壽命數據(光通量降至初始值70%或50%嘅時間),但陶瓷封裝本質上通過喺給定功耗下保持較低結溫來支持更長嘅使用壽命。壽命主要係結溫同驅動電流嘅函數;喺建議規格內操作可以最大化使用壽命。
10. 技術比較同優勢
10.1 陶瓷 vs. 塑膠封裝
陶瓷3535封裝相比標準塑膠SMD封裝(例如PLCC、5050)具有明顯優勢:
優越嘅導熱性:
- 陶瓷基板散熱更有效率,允許更高嘅驅動電流同更好嘅性能維持。增強嘅可靠性:
- 陶瓷能抵抗濕氣同紫外線降解,喺惡劣環境下性能更穩定。更好嘅顏色穩定性:
- 較低嘅工作結溫能最小化波長偏移同光通量隨時間嘅衰減。10.2 高功率單晶片設計
使用單一大型晶片(以'P'表示)而非多個較細晶片,可以提高電流密度均勻性,並且相比類似功率水平嘅多晶片設計,可以提供更好嘅整體效能同可靠性。
Using a single large chip (denoted by 'P') instead of multiple smaller chips improves current density uniformity and can offer better overall efficacy and reliability compared to multi-chip designs at similar power levels.
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),例如120° | 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(納米),例如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),例如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(例如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |