ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y LED 數據手冊 - 封裝尺寸 2.5x3.0mm - 電壓 2.95-3.95V - 光通量 220lm @1A - 暖白光 2500-3000K - 英文技術文件

1. 產品概覽

ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y 是一款高性能表面貼裝LED，專為需要高光輸出、卓越效率及緊湊尺寸的應用而設計。此器件採用InGaN芯片技術，可產生相關色溫（CCT）範圍在2500K至3000K的暖白光。其主要設計目標是在保持細小佔位面積的同時提供高光通量，使其適合空間受限的設計。此LED的核心優勢包括在1000mA驅動電流下，典型光通量為220流明，從而實現約每瓦63.77流明的高光效。其目標市場廣泛，涵蓋消費電子產品、通用照明以及對可靠性和性能要求嚴苛的專業照明應用。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

本器件被規定在嚴格限制內操作，以確保長期可靠性。絕對最大額定值定義了超出此範圍可能導致永久損壞的界限。連續（常亮模式）操作的直流正向電流額定值為350mA。對於脈衝操作，在特定佔空比（開400ms，關3600ms，共30000次循環）下，允許的峰值脈衝電流為1000mA。最高結溫為145°C，操作溫度範圍為-40°C至+85°C。器件可承受最高260°C的焊接溫度，最多進行兩次回流焊循環。必須注意，這些LED並非設計用於反向偏壓操作。從結到焊盤的熱阻規定為8.5°C/W，這是熱管理設計的關鍵參數。

2.2 電氣光學特性

主要性能參數在焊盤溫度（Ts）為25°C的受控條件下量測。主要特性是光通量（Iv），在IF為1000mA時，其典型值為220流明，根據分檔結構，最小值為200 lm，最大值為300 lm。在此電流下的正向電壓（VF）範圍為2.95V（最小）至3.95V（最大），典型值為3.45V。相關色溫以2750K為中心，範圍從2500K到3000K。所有電氣和光學數據均使用50ms脈衝條件進行測試，以盡量減少量測期間的自熱效應，確保數據代表LED在顯著溫升前的性能。

3. Binning System Explanation

產品根據三個關鍵參數進行分組：光通量、正向電壓及色度（顏色座標）。此分選程序確保應用設計的一致性。

3.1 光通量分選

光通量以代碼「J6」進行分選。此分選指定在1000mA驅動下，光通量範圍為最小200流明至最大300流明，典型值為220流明。

3.2 正向電壓分檔

正向電壓以代號「2939」進行分檔。此檔位定義在1000mA下，VF範圍為2.95V至3.95V，典型值為3.45V。

3.3 色度分檔

此顏色按代碼「2530」進行分檔。這指的是CIE 1931色度圖上的一個特定區域，對應色溫介乎2500K至3000K之間的暖白色。分檔結構由特定的(x, y)座標邊界定義，以確保顏色一致性。色座標的測量容差為±0.01。

4. 性能曲線分析

4.1 正向電壓與正向電流

正向電壓（VF）與正向電流（IF）之間的關係是非線性的，這是二極管的典型特性。曲線顯示VF隨IF增加而上升。設計師利用此曲線來估算LED在不同工作電流下的壓降，這對於驅動電路設計和功耗計算至關重要。

4.2 相對光通量與正向電流

此曲線展示光輸出與驅動電流的關係。最初，光通量隨電流近乎線性增加，但在較高電流時可能出現效率下降（效率降低）的跡象，這通常是由於結溫升高及其他半導體物理效應所致。此曲線有助於確定平衡亮度與效率的最佳工作點。

4.3 相關色溫與正向電流關係

相關色溫會隨驅動電流而變化。此曲線顯示CCT在操作電流範圍內的變化。對於這款暖白光LED，CCT在整個電流範圍內保持相對穩定，維持在大約2500K至3000K之間，這對於需要一致色彩表現的應用非常重要。

4.4 相對光譜分佈

光譜功率分佈（SPD）圖顯示每個波長所發射的光強度。對於白光LED，這通常顯示出來自InGaN芯片的寬闊藍色峰值，以及來自熒光粉的更寬闊黃色/紅色發射。峰值波長（λp）和光譜的形狀決定了光的顯色特性。

4.5 典型輻射模式

極座標輻射圖顯示光嘅空間分佈。此器件具有朗伯發射圖形，即發光強度與視角嘅餘弦值成正比。視角 (2θ1/2) 定義為強度降至峰值一半時嘅角度，此器件指定為120度（公差為±5°）。此寬廣視角適合一般照明應用。

5. 機械及封裝資料

該LED採用緊湊型表面貼裝器件（SMD）封裝。封裝尺寸為長2.5毫米、寬3.0毫米，如型號中的「2530」所示。詳細尺寸圖提供了LED本體、焊盤（陽極和陰極）以及任何機械特徵的精確尺寸。封裝上清晰標示了極性，通常以陰極指示標記。焊盤設計對於電氣連接至關重要，更重要的是對於散熱。PCB上正確的焊盤佈局可確保良好的焊點可靠性，以及從LED結點到印刷電路板的最佳熱傳遞。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊接

此元件額定最高焊接溫度為260°C，最多可承受兩次回流焊接循環。必須嚴格遵循建議的回流焊接溫度曲線，以避免熱衝擊導致封裝破裂或內部分層。必須控制峰值溫度及高於液相線的時間。

6.2 儲存與處理

LED具有濕度敏感性（指定MSL等級）。防潮袋應在準備使用元件時才打開。若袋子已打開或超過指定車間壽命，則需進行烘烤預處理（例如，60±5°C持續24小時），以去除吸收的濕氣並防止回流焊期間出現「爆米花」現象（封裝開裂）。

6.3 熱管理

有效的熱管理對於維持性能及使用壽命至關重要。LED應安裝在合適的金屬基板PCB（MCPCB）或其他具良好導熱性的基板上。8.5°C/W的熱阻值為結點至焊盤的數值；必須控制系統至環境的總熱阻，使結點溫度遠低於最高額定值145°C，尤其在連續運行期間。應避免長時間（超過1小時）在最高溫度下運行。

6.4 電氣保護

雖然器件可能具備一定嘅ESD保護，但並非為反向偏壓而設計。必須使用外部串聯電阻或恆流驅動器來限制電流並防止電壓瞬變。若無電流限制，電壓嘅微小增加可能導致電流大幅且可能具破壞性嘅上升。

7. 包裝及訂購資料

LED以防潮包裝供應。通常採用壓紋載帶包裝，再捲繞成捲盤。標準捲盤包含3000件，最低訂購量為1000件。捲盤上的產品標籤包含關鍵資訊：零件編號（P/N）、批號（LOT NO）、包裝數量（QTY），以及光通量（CAT）、色調（HUE）和正向電壓（REF）的特定分檔代碼。同時標示MSL等級（MSL-X）。提供載帶與捲盤尺寸，以便自動貼片機設置。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 流動裝置相機閃光燈： 其高脈衝電流能力（1000mA）與高光輸出，使其適用於智能手機和數碼相機中的相機閃光燈/閃光燈應用。
• 電筒與便攜式照明： 用於數碼攝錄機、手提電筒及其他便攜式照明裝置。
• 一般及裝飾照明： 適用於室內照明、重點照明、梯級燈、出口指示牌，以及其他適合使用暖白光的建築或裝飾應用。
• TFT 背光： 可用作中小型顯示器的高亮度背光源。
• 汽車照明： 適用於車內（環境照明、閱讀燈）及車外（輔助照明）汽車應用，前提係符合相關汽車標準。

8.2 設計考量

• Driver Selection: 選用適合所需工作電流（最高350mA直流或1000mA脈衝）嘅恆流驅動器。確保驅動器嘅順從電壓高於LED嘅最大VF。
• PCB佈局： 設計PCB時，喺LED焊盤下方預留足夠銅箔面積或散熱通孔，作為散熱器。對於消散產生嘅數瓦熱量（功率≈ VF * IF），此點至關重要。
• 光學設計： 朗伯分佈的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（如閃光燈或聚光燈）所需的理想光束分佈。
• 色彩一致性： 對於需要嚴格色彩匹配的應用，應使用同一生產批次的LED，或指定嚴格的色區分選要求。

9. 技術比較與差異化

相比標準中功率LED，此元件在相同封裝尺寸（2.5x3.0mm）下提供顯著更高的光通量。其在1A電流下典型效率約為64 lm/W，極具競爭力。關鍵差異在於其結合了高光通量輸出、暖白色溫於緊湊的SMD封裝中，以及穩健的脈衝操作規格。它填補了較小、較低功率LED與較大、較高功率COB（板上晶片）LED之間的市場空隙。針對光通量、電壓及色度的明確分檔結構，為設計師提供了可預測的性能，減少了對大量系統校正的需求。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q: 直流正向電流（350mA）與峰值脈衝電流（1000mA）有何區別？
A: 直流正向电流（350mA）係指可以持續施加而唔會損壞元件嘅最大電流。峰值脉冲电流（1000mA）則係一個高得多嘅電流，只可以喺極短時間內施加（本例中為400ms），並且需要較長嘅關斷時間（3600ms）讓接面冷卻。呢種情況典型應用於相機閃光燈。

Q: 我應該點樣理解光通量分檔 'J6'（200-300 lm）？
A: 呢個表示任何標示為分檔 J6 嘅 LED，當喺 1000mA 下測試時，其量度到嘅光通量會介乎 200 至 300 流明之間。典型值為 220 lm。為確保最低光輸出，設計時採用最小值（200 lm）係較為保守嘅做法。

問：為何熱管理如此受重視？
A> LED performance degrades with increasing junction temperature. Luminous output decreases, forward voltage shifts, and color can change. More critically, operating at high temperatures drastically reduces the LED's lifetime. The 8.5°C/W thermal resistance is the path from the semiconductor junction to your solder pad; you must design the rest of the path (PCB, heatsink) to keep the junction cool.

問：我可以直接用 3.3V 或 5V 電源驅動這款 LED 嗎？
A: 唔係。LED係電流驅動器件。直接將佢連接到電壓源會導致不受控嘅電流流過，好可能超過最大額定值並即刻燒毀粒LED。你必須使用限流機制，例如恆流驅動器，或者根據電源電壓同LED嘅VF計算出嚟嘅串聯電阻。

11. 實際應用案例

案例1：智能手機相機閃光燈模組： 一位設計師正在為智能手機創建一個雙LED閃光燈。佢使用兩粒呢種LED，由一個專用嘅閃光燈驅動IC並聯驅動。該驅動器提供1000mA嘅脈衝電流，持續時間由相機軟件控制。其緊湊尺寸令模組可以安裝在相機鏡頭旁邊。佢哋喺LED下方嘅柔性電路板上設計咗一小塊金屬散熱塊，以管理閃光序列期間產生嘅熱量。

案例二：建築階梯照明方案： 為商業大樓的樓梯踏面提供照明，工程師設計了一款帶有槽道的薄型鋁擠型材。多顆LED沿槽道間隔排列，由一個恆流LED驅動器以300mA（低於直流最大值）驅動，以實現連續運行。暖白光（2750K）提供了良好的可見度與氛圍。鋁擠型材同時作為外殼和散熱器，確保了長期的可靠性。

12. 工作原理簡介

此LED是一種基於半導體物理的固態光源。它採用氮化銦鎵（InGaN）晶片，當施加正向電壓時，電子和電洞在晶片的能隙間復合（電致發光），從而發出藍光。這道藍光隨後被沉積在晶片上或附近的一層螢光粉材料部分轉換為更長的波長（黃光、紅光）。剩餘的藍光與螢光粉轉換後的光混合，從而形成人眼所感知的白光。螢光粉成分的具體比例決定了所發出白光的相關色溫（CCT）和顯色指數（CRI）。

13. 技術趨勢

LED技術嘅總體趨勢係朝向更高光效（每瓦更多流明）、更佳色彩品質（更高CRI同更精準嘅色彩一致性）以及更高功率密度（更細封裝發出更多光）。同時亦大力推動喺更高工作溫度下提升可靠性同延長使用壽命。喺封裝方面，技術進步旨在提升封裝內部嘅光提取效率同熱管理。對於白光LED，熒光粉技術持續發展，以提供隨溫度同時間變化更穩定嘅性能，並實現更廣嘅色溫範圍同光譜品質。本數據手冊描述嘅器件代表咗呢啲持續趨勢中一個成熟嘅節點，為其目標應用提供性能、尺寸同成本之間嘅平衡。