ALFS4J-C010001H-AM LED 規格書 - SMD 陶瓷封裝 - 光通量 1700lm @1000mA - 正向電壓 13V - 視角 120° - 汽車級別 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

ALFS4J-C010001H-AM 係一款專為要求嚴苛嘅汽車外部照明應用而設計嘅高功率表面貼裝LED。佢採用堅固嘅陶瓷封裝，喺惡劣環境條件下提供卓越嘅熱管理同可靠性。呢款器件係為咗滿足汽車行業嘅嚴格要求而設計嘅。

核心優勢：呢款LED嘅主要優勢包括喺1000mA驅動電流下達到1700流明嘅典型高光通量輸出、120度寬視角帶來優異嘅光線分佈，以及包含高達8kV ESD保護嘅堅固結構。佢符合AEC-Q102標準同抗硫性 (Class A1) 認證，適合喺常見腐蝕性元素嘅汽車環境中長期使用。

目標市場與應用：呢款LED專門針對汽車外部照明系統。其主要應用包括主頭燈、日間行車燈 (DRL) 同霧燈。高亮度同可靠性嘅結合，令佢成為需要喺寬廣溫度範圍同車輛整個壽命期內保持穩定性能嘅安全關鍵照明功能嘅理想選擇。

2. 深入技術參數分析

2.1 光度與電氣特性

電氣同光學性能係喺特定測試條件下定義嘅，主要係喺正向電流 (I_F) 為1000mA同焊盤溫度為25°C嘅情況下。

• 光通量 (Φ_v):典型值為1700 lm，最小值為1500 lm，最大值為2000 lm。必須注意測量公差為±8%。呢個參數高度依賴於結溫。
• 正向電壓 (V_F):典型正向電壓為13V，喺1000mA時範圍從最小11.6V到最大15.2V，測量公差為±0.05V。呢個參數直接影響驅動器設計同功耗。
• 正向電流 (I_F):器件額定連續正向電流最高可達1500mA，典型工作點為1000mA。所有光度數據均喺呢個典型電流下指定。
• 視角 (φ):標稱視角為120度，公差為±5°。呢個寬視角對於需要寬廣照明模式嘅應用非常有益。
• 色溫 (K):相關色溫 (CCT) 範圍從5391K到6893K，將其歸類為冷白光LED。具體嘅分級結構稍後詳細說明。

)。

有效嘅熱管理對於LED性能同壽命至關重要。呢款LED提供兩個關鍵熱阻參數。

• 熱阻，結到焊點 (R_thJS):提供兩個值：R_{thJS_real}(典型值1.26 K/W，最大值1.6 K/W) 同 R_{thJS_el}(典型值0.8 K/W，最大值1 K/W)。"real"值代表實際熱路徑，而"el"值係用於某些建模目的嘅電氣等效值。較低嘅熱阻允許更有效地將熱量從LED結傳遞到印刷電路板 (PCB)。

3. 絕對最大額定值

超過呢啲限制可能會對器件造成永久性損壞。設計師必須確保操作條件保持喺呢啲界限之內。

• 功耗 (P_d):22800 mW
• 正向電流 (I_F):1500 mA (DC)
• 結溫 (T_j):150 °C
• 操作溫度 (T_opr):-40 °C 至 +125 °C
• 儲存溫度 (T_stg):-40 °C 至 +125 °C
• ESD 敏感度 (HBM):8 kV (R=1.5kΩ, C=100pF)
• 迴流焊接溫度:260 °C (峰值)

呢款器件唔係為反向電壓操作而設計嘅。高ESD評級對於汽車生產環境中嘅處理同組裝至關重要。

4. 性能曲線分析

4.1 波長與光譜分佈

相對光譜分佈圖顯示光輸出作為波長嘅函數。對於冷白光LED，光譜通常具有來自LED芯片本身嘅強藍色峰值，以及來自熒光粉塗層嘅更寬嘅黃色/紅色發射。確切嘅形狀決定咗顯色特性同精確嘅白點 (色度座標)。該圖係喺25°C外殼溫度同1000mA下測量嘅。

4.2 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)

呢個圖對於驅動器設計係基礎。佢顯示流經LED嘅電流同其上嘅電壓降之間嘅關係。曲線係非線性嘅。喺典型1000mA工作點，電壓約為13V。設計師使用呢條曲線來計算所需嘅驅動器輸出電壓，並了解功耗 (V_F* I_F).

4.3 相對光通量 vs. 正向電流

呢個圖說明光輸出如何隨驅動電流增加而增加。關係通常係次線性嘅；由於效率下降同結溫升高，電流加倍並唔會令光輸出加倍。該圖係以1000mA時嘅光通量為基準進行歸一化嘅。佢幫助設計師選擇最佳驅動電流，以平衡亮度、效率同器件壽命。

4.4 溫度依賴性

幾個圖詳細說明咗溫度對LED性能嘅影響，所有測量均喺恆定1000mA驅動電流下進行。

• 相對正向電壓 vs. 結溫:正向電壓隨結溫升高而線性下降。呢個特性有時可以用來估算結溫。
• 相對光通量 vs. 結溫:光輸出隨溫度升高而降低。呢個圖量化咗呢種降低，對於熱設計至關重要。保持低結溫對於實現一致嘅亮度至關重要。
• 色度偏移 vs. 結溫:顏色座標 (CIE x, y) 會隨溫度而偏移。呢個圖顯示咗相對於25°C時數值嘅變化量 (Δ)。對於需要穩定顏色外觀嘅應用，最小化呢種偏移非常重要。
• 色度偏移 vs. 正向電流:類似地，即使喺恆定溫度下，顏色座標亦會隨驅動電流而偏移。

4.5 正向電流降額曲線

呢個係可靠系統設計最關鍵嘅圖表之一。佢顯示最大允許正向電流作為焊點 (或外殼) 溫度嘅函數。隨著環境或電路板溫度升高，最大安全電流會降低，以防止結溫超過其150°C限制。設計師必須使用呢條曲線，為其特定熱環境選擇適當嘅驅動電流。

5. 分級系統說明

由於製造差異，LED會根據性能進行分級，以確保生產批次內嘅一致性。呢款器件採用多參數分級系統。

5.1 光通量分級

LED根據其喺典型正向電流下測得嘅光通量進行分組。分級結構使用組別字母同分級編號嘅組合。

• E組:包括分級7 (1500-1600 lm)、8 (1600-1700 lm) 同 9 (1700-1800 lm)。
• F組:包括分級0 (1800-1900 lm) 同 1 (1900-2000 lm)。

ALFS4J-C010001H-AM 嘅典型光通量為1700 lm，屬於E組嘅分級9。測量公差為±8%。

5.2 正向電壓分級

LED亦會根據其喺典型電流下嘅正向電壓進行分類。呢個有助於設計並聯串同管理電源供應要求。

• 分級 4A: V_F= 11.60V 至 12.80V
• 分級 4B: V_F= 12.80V 至 14.00V
• 分級 4C: V_F= 14.00V 至 15.20V

典型 V_F為13V，表明器件屬於分級4B。測量公差為±0.05V。

5.3 顏色 (色度) 分級

針對CIE 1931色度圖上嘅顏色座標，提供咗兩種分級結構：ECE結構同另一種替代結構。

ECE 分級結構:呢個似乎係冷白光LED嘅多段分級結構。特定分級如63M、61M、58M同56M由CIE圖上嘅四邊形定義，每個四邊形有四組定義其角點嘅 (x, y) 座標。呢個允許通過將色度非常相似嘅LED分組來實現更嚴格嘅顏色控制。5391K至6893K嘅典型色溫範圍涵蓋咗呢啲分級。座標嘅測量公差為±0.005。

替代結構:顯示咗另一組分級 (65L, 65H, 61L, 61H)，可能代表另一種分類標準或內部分類，亦適用於冷白光LED。

6. 零件編號與訂購資訊

零件編號為 ALFS4J-C010001H-AM。雖然完整嘅訂購資訊（包括包裝數量，例如帶和捲盤規格）喺文件目錄中有提及，但摘錄中並未提供具體細節。通常，呢類資訊會包括捲盤尺寸、方向同每捲數量。

7. 機械結構、組裝與包裝

7.1 機械尺寸

LED採用表面貼裝器件 (SMD) 陶瓷封裝。確切尺寸（長、寬、高、焊盤尺寸同公差）包含喺"機械尺寸"部分。與塑膠封裝相比，陶瓷封裝提供卓越嘅導熱性同機械穩定性，對於高功率應用同熱循環下嘅可靠性至關重要。

7.2 推薦焊接焊盤佈局

提供咗PCB嘅推薦焊盤佈局。呢個包括電氣端子嘅銅焊盤尺寸、形狀同間距，以及至關重要嘅散熱焊盤。設計良好嘅散熱焊盤，配備足夠嘅通孔連接至內部接地層或散熱器，對於將熱量從LED傳走、保持低結溫同確保性能至關重要。

7.3 迴流焊接溫度曲線

文件指定咗峰值溫度為260°C嘅迴流焊接溫度曲線。曲線細節（預熱、保溫、迴流同冷卻時間同溫度）對於實現可靠嘅焊點而唔損壞LED元件至關重要。必須遵守呢個曲線，以防止熱衝擊、分層或內部材料退化。

7.4 包裝資訊

呢度會搵到LED供應方式嘅詳細資訊（例如，載帶寬度、凹槽尺寸、捲盤直徑同方向）。呢啲資訊對於設置自動貼片組裝設備係必需嘅。

8. 應用指引與設計考量

8.1 使用注意事項

提供咗一般處理同設計警告以確保可靠性。關鍵注意事項可能包括：

• ESD 保護:儘管有8kV HBM評級，仍建議喺處理期間採取標準ESD預防措施。
• 熱管理:強調從散熱焊盤到系統散熱器需要有效熱路徑嘅關鍵需求。
• 電流控制:LED必須由恆流源驅動，而非恆壓源，以防止熱失控。
• 清潔:關於焊接後可接受嘅清潔溶劑同工序嘅指引。

8.2 抗硫性

LED嘅抗硫性評級為 Class A1。呢個表示對腐蝕性含硫大氣具有高水平嘅抵抗力，呢種環境喺某些汽車同工業環境中常見。呢種保護可防止觸點上形成硫化銀，從而導致電阻增加同故障。

8.3 合規資訊

產品聲稱符合關鍵環境法規：

• RoHS:符合有害物質限制指令。
• EU REACH:符合化學品註冊、評估、授權同限制法規。
• 無鹵素:符合無鹵素要求 (溴 <900 ppm, 氯 <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm)。

9. 技術比較與差異化

雖然規格書中冇直接與其他產品比較，但可以推斷出ALFS4J-C010001H-AM嘅關鍵差異化特點：

• 汽車級別 (AEC-Q102):呢個係與商業級LED嘅重要區別，意味著經過溫度循環、濕度、高溫操作壽命 (HTOL) 同其他應力嘅嚴格測試。
• 陶瓷封裝:與標準塑膠封裝相比，提供更好嘅熱性能同長期可靠性，特別係喺高光功率密度下。
• SMD格式嘅高光通量:從SMD封裝提供1700+ lm，適合汽車頭燈中緊湊嘅光學設計。
• 抗硫性:並非所有汽車LED都有正式嘅抗硫評級；Class A1對於惡劣環境係一個強大嘅特點。

10. 常見問題 (基於技術參數)

Q1: 我應該使用咩驅動電流？

A: 典型工作點係1000mA，絕對最大值為1500mA。實際電流應根據你系統嘅最大預期焊點溫度，使用降額曲線來確定，以確保 T_j< 150°C。

Q2: 我點樣管理熱量？

A> 使用推薦嘅PCB焊盤佈局，配備一個大嘅散熱焊盤，並通過多個散熱通孔連接到內部銅層或外部散熱器。使用以下公式計算預期溫升：ΔT = R_{thJS_real}* (V_F* I_F)。確保最終焊點溫度允許喺降額曲線限制內操作。

Q3: 分級對我嘅設計有咩影響？

A: 光通量分級影響總光輸出；你可能需要調整LED數量或驅動電流以達到特定流明目標。電壓分級影響串聯串中嘅總電壓降同電源供應設計。顏色分級對於多個LED之間顏色一致性重要嘅應用（例如頭燈外觀）至關重要。

Q4: 我可以將佢用於內部照明嗎？

A: 雖然技術上可行，但呢款LED對於內部照明嚟講規格過高且可能成本過高。其高功率、寬視角同汽車級別認證係針對外部應用而優化嘅。

11. 設計與使用案例分析

場景：設計一個日間行車燈 (DRL) 模組。

要求：DRL必須根據汽車法規產生特定嘅光強模式，喺-40°C至+85°C環境溫度下可靠運行，並且壽命超過10,000小時。

設計步驟：

1. 光學設計：利用120°視角同1700 lm嘅典型光通量，光學工程師設計一個二次透鏡或反射器，將光束塑造成所需嘅DRL模式。
2. 熱設計：機械工程師設計一個鋁製散熱器。計算從LED焊點到環境嘅熱阻 (R_thSA)。結合 R_thJS(1.26 K/W) 同功耗 (P_d≈ 13V * 1A = 13W)，驗證喺最高環境溫度85°C時，結溫 T_j= T_amb+ (R_thJS+ R_thSA) * P_d低於125°C。
3. 電氣設計：選擇一個汽車級恆流LED驅動器。其輸出電壓範圍必須適應LED串嘅最大正向電壓（例如，4個LED串聯 * 15.2V 最大 = 60.8V）加上餘量。驅動器電流設置為1000mA，但需根據計算出嘅最大焊點溫度對照降額曲線進行驗證。
4. PCB 佈局：PCB按照確切推薦嘅焊盤佈局進行設計。散熱焊盤區域填充多個大通孔，進行電鍍並填充焊料，以連接到厚嘅內部銅層，該銅層連接到散熱器。
5. 驗證：原型喺熱室中進行測試。喺高溫同低溫下測量光輸出。根據規格檢查顏色偏移。進行長期可靠性測試，包括溫度循環同濕熱測試，以根據AEC-Q102目標驗證設計。

12. 工作原理

ALFS4J-C010001H-AM 係一款熒光粉轉換白光LED。其核心工作原理涉及半導體芯片中嘅電致發光。當施加正向電壓時，電子同空穴喺芯片嘅有源區內復合，發射光子。主芯片發射藍光。一部分藍光被沉積喺芯片上嘅熒光粉塗層吸收。熒光粉將呢啲能量重新發射為更寬光譜嘅光，主要喺黃色同紅色區域。剩餘藍光同熒光粉轉換嘅黃/紅光嘅混合被人眼感知為白光。藍光與熒光粉轉換光嘅確切比例，以及熒光粉嘅成分，決定咗白光輸出嘅相關色溫 (CCT) 同顯色指數 (CRI)。

13. 技術趨勢

像ALFS4J-C010001H-AM呢類LED嘅發展，係由汽車照明同固態照明領域嘅幾個關鍵趨勢推動嘅：

• 提高發光效率 (lm/W):持續研究旨在每瓦電輸入產生更多流明，喺相同光輸出下減少能耗同熱負荷。
• 更高功率密度與小型化:對更細、更時尚頭燈設計嘅推動，要求LED能夠從越來越細嘅封裝佔位面積提供非常高嘅光通量，增加咗熱管理嘅挑戰。
• 集成光學嘅先進光束整形:趨勢包括喺封裝層面將LED與初級光學器件（例如微透鏡）結合，為次級光學系統提供更好控制嘅光輸出。
• 智能與自適應照明:未來涉及將LED與傳感器同控制系統集成，用於自適應駕駛光束 (ADB)，可以動態塑造光型，避免令其他駕駛者眩目，同時最大化能見度。
• 可靠性材料科學:持續改進熒光粉材料，以提高高溫下嘅穩定性同更高嘅轉換效率，以及封裝材料（如陶瓷）同互連技術嘅進步，以承受更大嘅熱循環。