ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S LED 數據表 - 封裝 7.0x?x?mm - 電壓 2.95-3.95V - 功率 3.85W - 冷白光 4000-5000K - 英文技術文件

1. 產品概覽

ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S 是一款高性能表面貼裝LED，專為需要小巧外形下實現高光通輸出的應用而設計。該器件採用InGaN芯片技術，可產生相關色溫（CCT）介乎4000K至5000K的冷白光。其主要設計理念在於在細小封裝內實現高光學效率，使其適合空間有限但要求嚴格的照明解決方案。

此LED的核心優勢包括在1000mA正向電流下，典型光通量為220流明，從而實現約每瓦60.27流明的光學效率。它具備強勁的ESD保護功能，符合JEDEC JS-001-2017（人體模型）標準，最高可達8kV，提升了其在處理和組裝過程中的可靠性。該器件完全符合RoHS、REACH及無鹵素指令，滿足現代環境與安全標準。

呢款元件嘅目標市場相當廣泛，涵蓋消費電子產品、專業照明同汽車應用領域。其高亮度同高效率特性，令佢特別適合用喺對性能同微型化都有嚴格要求嘅場合。

2. 技術參數深入探討

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了壓力極限，超出此極限可能會對器件造成永久性損壞。這些並非工作條件。

• DC Forward Current (Torch Mode): 350 mA。此為建議用於長時間運作嘅最大連續電流。
• 峰值脈衝電流: 1000 mA。此額定值適用於特定脈衝條件下（通電400毫秒，斷電3600毫秒，循環30000次），典型用於相機閃光燈應用。
• ESD Resistance (HBM): 8000 V。此高階保護級別可確保LED在製造及處理過程中免受靜電放電影響。
• Reverse Voltage: 註1。數據表明確指出此等LED並非為反向偏壓操作而設計。施加反向電壓可能導致即時損壞。
• 接面溫度 (Tj): 125 °C。半導體接面所允許的最高溫度。
• Operating & Storage Temperature: 分別為 -40°C 至 +85°C 及 -40°C 至 +100°C，顯示其環境耐受範圍廣泛。
• 焊接溫度: 260 °C。此為回流焊接過程中允許的最高峰值溫度。
• 視角 (2θ1/2): 120度。此寬廣視角呈現近朗伯分佈的發光特性，能提供寬闊且均勻的照明。
• 功耗 (脈衝模式): 3.85 W。此為封裝在脈衝條件下可承受的最大功率。
• 熱阻 (Rth): 8.5 °C/W。此參數對散熱管理設計至關重要。它表示從晶片接合點到焊盤或外殼，每消耗一瓦功率所導致的溫度上升。

2.2 電氣光學特性

呢啲參數係喺典型條件下（Tsolder pad = 25°C）量度嘅，代表器件嘅性能。

• 光通量 (Iv): 最小180 lm，典型值220 lm（IF=1000mA時）。量度公差為±10%。
• 正向電壓 (VF)：在1000mA電流下，範圍由2.95V至3.95V，量測容差為±0.1V。實際VF已作分選，詳見第3節。
• 色溫 (CCT): 4000K 至 5000K，界定冷白色區域。
• Color Rendering Index (CRI): ≥80。表示顯色性良好，適用於對色彩準確度有要求的一般照明。
• 所有電氣及光學數據均在50ms脈衝條件下測試。 以盡量減少自熱效應，並提供一致且可比較的測量結果。

3. Binning System 說明

為確保批量生產的一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。這讓設計師能夠挑選符合特定應用在亮度、電壓及顏色方面要求的元件。

3.1 正向電壓分檔

順向電壓分為三個檔位，以一個4位數代碼標示（例如2932、3235、3539）。該代碼代表以十分之一伏特為單位的最小及最大電壓。

• Bin 2932: VF = 2.95V 至 3.25V
• Bin 3235: VF = 3.25V 至 3.55V
• Bin 3539: VF = 3.55V 至 3.95V

特定部件編號「KB4050J5J7293910」表示電壓 Bin 為「29」，對應 2932 Bin（最低 2.95V）。

3.2 光通量分檔

光通量採用字母-數字代碼（例如J5、J6、J7）進行分檔。

• Bin J5: Iv = 180 lm to 200 lm
• Bin J6: Iv = 200 lm 至 250 lm
• Bin J7: Iv = 250 lm 至 300 lm

The part number specifies "J5", placing it in the 180-200 lm bin at 1000mA.

3.3 色度（顏色）分檔

顏色係根據CIE 1931色度圖定義。零件編號包含「4050」，意指4000K-5000K相關色溫範圍內嘅特定顏色分檔。數據手冊提供咗呢個分檔嘅角點坐標（CIE-x, CIE-y）：(0.344, 0.336)、(0.347, 0.375)、(0.389, 0.403)同(0.376, 0.355)。色坐標嘅測量容差為±0.01。顏色分檔係喺IF=1000mA下定義嘅。

4. 性能曲線分析

4.1 相對光譜分佈

光譜功率分佈曲線顯示，在藍光區域有一個主導的峰值波長（λp）（對於螢光粉轉換型白光LED，通常約為450-455nm），同時螢光粉在黃/綠/紅區域產生寬闊的二次發射。這種組合產生了冷白光。該曲線證實了CRI ≥80的聲稱，因為其光譜在整個可見光範圍內均有顯著發射，而非僅有狹窄的峰值。

4.2 典型輻射圖

水平和垂直平面的極座標輻射模式圖確認了具有120度視角的類朗伯分佈。兩個平面的相對發光強度幾乎相同，表明發射對稱，這對於均勻區域照明是理想的。

4.3 正向電壓與正向電流關係

此曲線顯示了VF與IF之間的非線性關係。當電流從0mA增加至1200mA時，正向電壓隨之上升。此曲線對驅動器設計至關重要，它有助於確定在不同工作電流下所需的供電電壓及功率損耗。

4.4 相對光通量與正向電流關係

此圖表展示光輸出對驅動電流的依賴關係。由於效率下降（efficiency droop）和接面加熱效應，即使在脈衝測量中，光通量隨電流呈次線性增長。對於像相機閃光燈這類需要在短脈衝內最大化光輸出的應用，此曲線至關重要。

4.5 相關色溫與正向電流關係

CCT會隨驅動電流而變化。根據熒光粉系統對電流密度同溫度嘅反應，佢可能會輕微升高或降低。呢幅圖對於需要喺唔同亮度設定下保持穩定色溫嘅應用嚟講好重要。

注意：所有相關數據均使用1cm²金屬基印刷電路板（MCPCB）並喺優良嘅散熱管理下測試，凸顯散熱對於達到數據表性能嘅重要性。

5. 機械與封裝資料

該LED採用表面貼裝器件（SMD）封裝。雖然提供嘅文本無完全標明圖紙中嘅確切長度同寬度尺寸，但封裝類型係ELAT07。圖紙包含關鍵尺寸，例如焊盤尺寸、位置同整體外形，除非另有註明，標準公差為±0.1mm。PCB上嘅正確焊盤設計對於可靠焊接、機械穩定性以及最佳嘅熱同電氣性能至關重要。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接

最高允許焊接溫度為260°C，元件最多可承受3次回流焊接循環。應採用峰值溫度低於260°C的標準無鉛回流焊接溫度曲線。JEDEC Moisture Sensitivity Level (MSL) 評級為 Level 1，意味著該元件在≤30°C/85% RH 條件下擁有無限的車間壽命，無需乾燥包裝即可儲存。然而，在進行回流焊接前，它必須能承受85°C/85% RH條件下168小時的浸泡，此為標準的預處理測試。

6.2 熱管理

鑑於其熱阻（Rth）為8.5°C/W，必須配備有效的散熱裝置，特別是在高電流（如1000mA）下工作時。數據表註明，所有可靠性測試均使用1.0cm²的MCPCB進行。為達致最佳壽命及性能，應盡可能降低接面溫度，並應避免在最高接面溫度125°C下連續工作超過一小時。必須計算功率損耗（Pd = VF * IF）並作相應管理。

6.3 處理與儲存

儲存溫度範圍為 -40°C 至 +100°C。儘管內置 8kV ESD 保護，但由於其敏感的半導體結構，在處理時仍應遵循標準 ESD 預防措施。

7. 包裝與訂購資料

LED以防潮包裝供應。佢哋會裝載喺載帶上，每卷標準裝載數量為2000件。最小包裝數量為1000件。卷盤上嘅產品標籤包含以下幾個關鍵欄位：客戶產品編號（CPN）、製造商零件編號（P/N）、批號（Lot Number）、包裝數量（QTY），以及光通量（CAT）、色調（HUE）同正向電壓（REF）嘅特定分檔代碼。MSL等級亦會標示。載帶同卷盤嘅尺寸喺資料表圖紙中以毫米提供。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 手機相機閃光燈/補光燈: 其高脈衝電流能力（1000mA）與高光通量，使此LED非常適合相機閃光燈應用，能為攝影提供明亮的照明。
• 數碼影片拍攝用電筒：可用作恆定或可變亮度嘅視頻燈。
• General Indoor Lighting：適用於筒燈、面板燈等需要緊湊、高輸出光源嘅燈具。
• 背光: 適用於需要高亮度的TFT-LCD顯示屏。
• Automotive Lighting：適用於車廂內地圖燈、穹頂燈或車外輔助燈，須符合特定汽車認證標準。
• 裝飾與建築照明：適用於重點照明、階梯燈及導向標記。

8.2 設計考量

• 驅動器選擇: 選擇一款與正向電壓範圍（2.95V-3.95V）兼容，並能提供所需電流（例如：350mA 連續，1000mA 脈衝）的恆流 LED 驅動器。
• PCB 佈局：確保PCB焊盤符合數據手冊建議。使用導熱PCB（如MCPCB或帶有導熱孔的FR4）及足夠的銅箔面積以有效散熱。從LED焊盤到散熱器的熱傳導路徑必須保持低熱阻。
• 光學設計：120度視角可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）來實現特定應用（如射燈或閃光燈）所需的理想光束分佈。
• 電氣保護: 雖然LED本身具備高ESD防護能力，但在PCB上加入瞬態電壓抑制（TVS）二極管或其他保護電路，是在惡劣環境下增強穩健性的良好做法。

9. 技術比較與差異化

雖然呢份資料表冇直接同其他型號並排比較，但係呢款LED嘅主要區別特點可以推斷出嚟：

• 細體封裝高效率: 喺1A電流下達到60.27 lm/W，對於高電流SMD LED嚟講係具競爭力嘅效率。
• 強效靜電放電保護: 8kV HBM保護高於許多標準LED，提升可靠性。
• 全面分檔對光通量、電壓及色溫進行嚴格分檔，確保生產批次的一致性，這對於講求均勻度的多LED陣列至關重要。
• 高顯色指數選項提供CRI ≥80的選項，相比一般CRI 70的LED，在注重色彩品質的照明應用中更具優勢。
• 脈衝性能：特點為可承受高脈衝電流並有相應評級，專為閃光應用而設計。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1: 我可以持續以1000mA驅動這顆LED嗎？
A: 唔可以。直流正向電流（手電筒模式）嘅絕對最大額定值係350mA。1000mA嘅額定值只適用於脈衝操作（開啟400ms，關閉3600ms）。持續以1000mA操作會超出功率損耗同接面溫度限制，導致快速老化或損壞。

Q2: 零件編號中嘅代碼「KB4050J5J7293910」係咩意思？
A: 呢個係分檔代碼，用於標明器件嘅性能特徵：「4050」= 色溫檔（4000-5000K範圍內），「J5」= 光通量檔（180-200 lm），「29」= 正向電壓檔（2.95-3.25V）。「3910」可能係其他產品特定代碼。

Q3: 呢款LED需唔需要散熱器？
A: 絕對需要，尤其係喺接近最大額定值操作嘅時候。8.5°C/W嘅熱阻值意味住每消耗一瓦功率，接面溫度就會比焊盤溫度高出8.5°C。如果無適當散熱，接面溫度好快就會超過125°C嘅上限，從而縮短使用壽命同降低光輸出。

Q4: 係咪需要反極性保護電路？
A: 係。份datasheet明確指出呢款LED唔係為反向偏壓而設計。即使係好細嘅反向電壓，意外施加嘅話都可以導致即時同災難性嘅損壞。你嘅驅動電路應該包含相應嘅保護措施。

Q5: 顏色隨時間同溫度嘅穩定性如何？
A> The datasheet guarantees reliability for 1000 hours with less than 30% luminous flux degradation under specified test conditions. Color shift over lifetime is a common phenomenon in white LEDs but is not quantified in the provided data. Proper thermal management is the key to minimizing color shift over time.

11. 實用設計與應用案例

案例：設計一款高功率手機相機閃光燈
一位設計師正在為智能手機設計一款雙LED閃光燈。他們選擇了ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S，因為它具有高脈衝輸出和細小尺寸。設計過程包括：
1. 驅動電路: 選擇一款緊湊、高效率的開關電容充電器IC，能夠向兩個串聯的LED（總Vf約6-8V）提供1000mA脈衝電流。
2. PCB 佈局設計專用小型MCPCB或厚銅FR4副板作為LED散熱基板。LED需保持足夠間距以避免熱干擾。
3. 熱分析模擬閃光序列期間的溫升情況。在400毫秒脈衝下，結溫將急劇上升。設計必須確保多次閃光後溫度仍維持在限值內。
4. 光學：為每顆LED配備一個小巧高效的TIR（全內反射）透鏡，將120度光線準直成更寬闊、更均勻的光束，適合攝影使用，避免出現熱點。
5. 測試: 驗證兩個LED（使用嚴格分檔的元件）的光輸出、色溫一致性，以及在不同電池狀態下的閃光回電時間。

12. 操作原理

呢個係一種螢光粉轉換白光LED。核心係一個由氮化銦鎵（InGaN）製成嘅半導體芯片。當施加正向電壓時，電子同電洞會喺芯片嘅有源區內復合，發射出光子。InGaN芯片嘅主要發射光喺藍色波長範圍。呢道藍光隨後會照射到沉積喺芯片上或附近嘅一層螢光粉材料（通常係摻雜鈰嘅釔鋁石榴石，即YAG:Ce）。螢光粉會吸收一部分藍光，並將其重新發射為寬頻譜嘅黃光。剩餘嘅藍光同轉換後嘅黃光混合，被人眼感知為白光。藍光與黃光嘅精確比例，以及特定嘅螢光粉成分，決定了相關色溫（CCT）同顯色指數（CRI）。

13. 技術趨勢

ELAT07系列等LED嘅發展遵循以下幾個關鍵行業趨勢：
提升效率 (lm/W): 目前的研究重點在於提升藍光晶片的內部量子效率以及螢光粉的轉換效率，以推高每瓦流明值，從而降低能耗。
更高功率密度追求以更細小嘅封裝發出更多光線嘅趨勢持續，需要熱管理材料同封裝設計有所進步，以更有效咁散熱。
提升色彩質素同一致性趨勢包括邁向更高嘅CRI值（90以上）、批次之間更好嘅色彩均勻度，以及喺驅動電流同溫度變化下更穩定嘅色彩（減少CCT漂移）。
增強可靠性: 材料（環氧樹脂、螢光粉、晶片貼裝）及封裝密封技術的改進，提升了使用壽命及流明維持率，尤其在高溫操作環境下更為顯著。
集成化: 業界趨勢正朝向將多個LED晶片、驅動器，有時甚至控制電路集成至單一模組或封裝內，以簡化終端產品的組裝工序。