ELCH07-5070J6J7294310-N8 LED 規格書 - 7.0x7.0x?mm 封裝 - 2.95-4.35V 正向電壓 - 240lm 光通量 - 6000K 白光 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

ELCH07-5070J6J7294310-N8 係一款高功率白光LED元件，專為需要高光輸出同可靠性嘅應用而設計。佢屬於CHIN系列，特點係緊湊嘅表面貼裝封裝。呢款器件係為大規模生產而指定，表明佢適合批量製造，成熟穩定。

核心技術基於InGaN（氮化銦鎵）半導體材料，經過工程設計以發出白光。呢款LED唔係為反向偏壓操作而設計，呢點對電路設計師嚟講係一個關鍵考慮因素。

2. 技術規格深入分析

呢部分對規格書中指定嘅關鍵技術參數提供詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅極限。強烈建議唔好喺呢啲極限或接近極限下連續操作。

• 直流正向電流 (I_F): 350 mA。呢個係LED可以處理嘅最大連續正向電流。
• 峰值脈衝電流 (I_Pulse): 1500 mA。呢個高電流只喺特定脈衝條件下先至允許：最大脈衝寬度400ms，最大工作週期10%（例如，開400ms，關3600ms）。呢種模式通常用於相機閃光燈應用。
• ESD 抗性 (V_B): 8000 V（人體模型）。呢個高評級表明咗強勁嘅靜電放電保護，對於組裝期間同最終應用中嘅處理至關重要。
• 接面溫度 (T_J): 125 °C。半導體接面本身嘅最高允許溫度。
• 熱阻 (R_θ): 10 °C/W（接面到引腳）。呢個參數對於熱管理設計至關重要。佢表示每消耗一瓦功率，接面溫度就會比引腳（焊盤）溫度升高10°C。需要有效嘅散熱嚟保持T_J喺限值之內。
• 操作同儲存溫度: 分別係 -40°C 至 +85°C / -40°C 至 +110°C。
• 功耗（脈衝模式）: 6 W。呢個係封裝喺脈衝操作中可以處理嘅最大功率，同峰值脈衝電流額定值相關。
• 焊接溫度: 最高260°C，最多2次回流焊循環。
• 視角 (2θ_1/2): 125 度 (±5°)。呢個寬視角係朗伯或近朗伯發射圖案嘅特徵。

2.2 電光特性

呢啲參數喺標準條件下測試（T_{solder pad}= 25°C, 50ms 脈衝），代表典型性能。

• 光通量 (Φ_v): 200-300 lm，喺 I_F= 1000mA 時典型值為 240 lm。測量公差為 ±10%。呢個高輸出令佢適合照明任務。
• 正向電壓 (V_F): 喺 I_F= 1000mA 時為 2.95V 至 4.35V，測量公差為 ±0.1V。呢個寬範圍需要小心嘅驅動器設計，並通過分級嚟管理。
• 相關色溫: 5000K 至 7000K。典型值係 6000K，屬於 "冷白光" 範圍。
• 光學效率: 喺 1000mA 時為 65 lm/W。呢個係能源效率嘅一個關鍵指標。

2.3 可靠性同處理

• 濕度敏感度等級: 第1級。呢個係最穩健嘅級別，意味住器件喺 ≤30°C/85% RH 條件下有無限嘅車間壽命，並且喺標準條件下回流焊前唔需要烘烤。
• 可靠性測試: 所有規格都通過1000小時可靠性測試保證，標準係光通量衰減少於30%。
• 測試條件註釋: 所有可靠性同相關數據都係喺 "優越熱管理" 下使用 1.0 x 1.0 cm² 金屬芯印刷電路板測試嘅。如果熱管理效果較差，實際性能可能會有所不同。

3. 分級系統解說

為確保大規模生產嘅一致性，LED會根據關鍵參數進行分類（分級）。零件編號 ELCH07-5070J6J7294310-N8 編碼咗其中一啲分級。

3.1 正向電壓分級

正向電壓分為五個代碼 (2932, 3235, 3538, 3841, 4143)。代碼表示最小同最大電壓，單位係十分之一伏特。例如，分級 "2932" 涵蓋 V_F從 2.95V 到 3.25V。零件編號中嘅 "2932" 表示呢粒特定LED屬於呢個電壓分級。

3.2 光通量分級

光通量喺1000mA時分為兩個主要代碼：J6 (200-250 lm) 同 J7 (250-300 lm)。零件編號中嘅 "J6" 指定咗光通量分級。

3.3 顏色（白光）分級

白點色坐標喺 CIE 1931 色度圖上定義，並對應到一個色溫範圍。定義咗兩個主要分級：

• 分級 5057: 色溫範圍 5000K 至 5700K。由 CIE 圖上嘅一個四邊形定義。
• 分級 5770: 色溫範圍 5700K 至 7000K。由另一個四邊形定義。

零件編號中嘅 "72943" 可能對應於呢啲分級中嘅一個特定色坐標。色坐標嘅測量允許誤差為 ±0.01。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾幅圖表說明性能趨勢。理解呢啲圖表對於設計優化至關重要。

4.1 正向電壓 vs. 正向電流 (V_F-I_F曲線)

曲線顯示非線性關係。V_F隨住 I_F增加，從好低電流時嘅大約 2.4V 開始，到 1500mA 時達到大約 4.0V。呢條曲線對於選擇合適嘅恆流驅動器同計算功耗 (P_d= V_F* I_F) 至關重要。

4.2 光通量 vs. 正向電流

相對光通量隨電流增加而次線性增加。雖然輸出隨電流增加，但效率通常會喺較高電流時下降，原因係熱量增加同半導體中嘅 "droop" 效應。曲線顯示相對輸出，以1000mA為參考點（Y軸上為1.0）。

4.3 相關色溫 vs. 正向電流

色溫隨驅動電流有輕微變化，從低電流時嘅大約 5600K 增加到 1000mA 時嘅大約 6000K。呢個變化對於顏色一致性至關重要嘅應用好重要。

4.4 正向電流降額曲線

呢幅可以話係可靠操作最關鍵嘅圖表。佢顯示最大允許連續正向電流作為焊盤溫度 (T_{solder pad}) 嘅函數。條曲線基於保持接面溫度 (T_J) 喺或低於其最大值 125°C。例如：

• 喺 T_{solder pad}= 25°C 時，最大電流約為 600mA。
• 喺 T_{solder pad}= 75°C 時，最大電流下降到約 300mA。
• 喺 T_{solder pad}= 100°C 時，最大電流接近 0mA。

呢幅圖表要求有效嘅熱設計。1000mA測試條件係一個脈衝或短期額定值，唔係冇特殊冷卻情況下嘅連續操作點。

4.5 相對光譜分佈同輻射圖案

光譜圖顯示InGaN芯片喺藍色區域（約450nm）有一個寬闊嘅發射峰，結合更寬嘅黃色熒光粉發射，從而產生白光。輻射圖案圖確認咗朗伯分佈（餘弦定律），X同Y軸上強度圖案相同，提供125度嘅寬闊、均勻視角。

5. 機械同封裝資料

5.1 封裝尺寸

LED採用表面貼裝封裝，佔地面積約為 7.0mm x 7.0mm（如零件編號中 "5070" 所示，可能係 5.0mm x 7.0mm 或 7.0mm x 7.0mm）。精確尺寸圖顯示關鍵特徵，包括焊盤、透鏡形狀同極性指示器。除非另有說明，公差通常為 ±0.1mm。封裝包括一個集成透鏡，用於塑造125度視角。

5.2 極性識別

封裝包括標記或物理特徵（例如斜角）嚟識別陽極同陰極。組裝期間正確嘅極性對於防止反向連接造成損壞至關重要。

6. 焊接同組裝指引

• 回流焊: 最高焊接溫度為 260°C。元件最多可以承受 2 次回流焊循環。適用標準無鉛回流焊曲線 (IPC/JEDEC J-STD-020)。
• 熱管理: 呢個係首要關注點。低熱阻 (10°C/W) 只有喺焊盤連接到PCB上足夠大嘅散熱焊盤，而散熱焊盤又必須連接到散熱器時先至有效。對於任何驅動LED接近其最大額定值嘅應用，強烈建議使用MCPCB或絕緣金屬基板。
• ESD 預防措施: 雖然額定為 8kV HBM，但仍應遵循標準ESD處理程序（接地工作站、腕帶）。
• 儲存: 作為MSL第1級器件，喺正常工廠條件下唔需要特殊乾燥儲存。

7. 包裝同訂購資料

7.1 帶裝同捲盤包裝

LED以防潮包裝供應，放喺凸紋載帶上。每捲包含2000粒。載帶有特定尺寸，確保喺自動貼片組裝期間牢固固定同正確方向（極性）。提供捲盤尺寸以便整合到自動組裝設備中。

7.2 標籤解說

包裝標籤包括幾個關鍵字段：

• P/N: 完整零件編號（例如，ELCH07-5070J6J7294310-N8）。
• LOT NO: 製造批次嘅可追溯代碼。
• QTY: 包裝內數量。
• CAT (光通量分級): 例如，J6。
• HUE (顏色分級): 例如，72943。
• REF (正向電壓分級): 例如，2932。
• MSL-X: 濕度敏感度等級。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

規格書列出咗幾種應用，可以根據LED特性進行優先排序：

1. 手機相機閃光燈/閃光燈: 高峰值脈衝電流 (1500mA) 同高光通量令呢個成為主要應用。短暫、高功率脈衝非常適合為攝影場景照明。
2. DV/便攜式照明用電筒: 高連續輸出（當散熱良好時）適合手持視頻燈或電筒。
3. 專用室內/室外照明: 包括導向標記燈（出口標誌、樓梯燈）、裝飾照明同汽車內/外照明。寬視角有利於區域照明。
4. TFT 背光: 適用於需要高亮度嘅較大顯示器，不過需要二次光學器件嚟引導光線。

8.2 設計考慮因素

• 驅動器選擇: 必須使用恆流驅動器。驅動器必須能夠提供所需電流（考慮降額），並承受所選分級嘅最大 V_F。對於閃光燈應用，需要能夠提供高電流脈衝嘅驅動器。
• 熱設計: 呢點點強調都唔過分。計算預期功耗 (V_F* I_F)。使用熱阻 (R_θ) 同降額曲線嚟確定必要嘅散熱，以保持焊盤溫度足夠低，從而允許所需嘅驅動電流。對於關鍵設計，建議使用有限元分析熱模擬。
• 光學設計: 朗伯圖案提供寬闊覆蓋。對於聚焦光束（例如電筒），需要二次反射器或準直透鏡。
• 分級一致性: 對於多粒LED一齊使用嘅應用（例如，視頻燈陣列），指定緊密嘅正向電壓、光通量，尤其係顏色分級，以確保外觀均勻同電流分配平衡。

9. 技術比較同差異化

雖然規格書中冇直接競爭對手比較，但可以推斷呢粒LED嘅關鍵差異化特徵：

• 高脈衝電流能力: 1500mA脈衝額定值係一個突出特徵，專為相機閃光燈應用而設，好多通用高功率LED都唔強調呢點。
• 強勁ESD保護: 8kV HBM係高水平保護，提高咗最終用戶處理同組裝中嘅可靠性。
• MSL 第1級: 相比需要乾燥包裝同烘烤嘅更高MSL評級（3、2a等）嘅LED，簡化咗庫存管理同組裝過程。
• 明確可靠性數據: 提到1000小時測試，以<30%光通量衰減為標準，提供咗量化嘅可靠性聲稱。
• 全面分級: 針對電壓、光通量同顏色嘅詳細分級結構，允許設計師為其應用選擇所需嘅精確性能等級，從而提高最終產品嘅質量同一致性。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我可唔可以連續用1000mA驅動呢粒LED？

答案: 除非有特殊熱管理，否則唔可以。1000mA額定值係喺特定測試條件下給出（50ms脈衝，T_{solder pad}=25°C）。降額曲線顯示，對於連續操作（DC），最大電流明顯更低——喺25°C焊盤溫度時約為600mA，溫度更高時更低。連續以1000mA操作幾乎肯定會超過最大接面溫度，導致快速衰減同故障。

10.2 J6同J7光通量分級有咩分別？

答案: J6分級涵蓋1000mA時200至250流明嘅光通量，而J7分級涵蓋250至300流明。零件編號中嘅 "J6" 指定咗呢粒特定器件嘅最低保證光通量喺較低範圍。對於需要最大亮度嘅應用，必須指定J7分級。

10.3 點樣解讀電壓分級代碼 "2932"？

答案: 代碼 "2932" 表示呢個分級中LED嘅正向電壓介乎 2.95 伏特（"29" 代表 2.9，最後一位數字指定百分位）同 3.25 伏特（"32"）之間。呢個允許設計師更準確地預測功耗同所需驅動器電壓餘量。

10.4 散熱器係咪絕對必要？

答案: 係，對於任何超出好低電流嘅操作都係必要嘅。10°C/W嘅熱阻意味住，即使喺350mA同 V_F為3.5V（消耗約1.23W）嘅適中條件下，接面溫度都會比焊盤溫度高12.3°C。冇散熱器，焊盤溫度會快速上升到環境溫度加上呢個溫差，將接面溫度推向其極限。適當嘅熱設計對於性能同壽命係冇得商量嘅。

11. 設計案例研究

場景：設計智能手機相機閃光燈模組。

1. 要求: 需要非常明亮、短持續時間嘅閃光。假設脈衝寬度為300ms，工作週期<10%。
2. LED選擇: 呢粒LED適合，因為佢有1500mA峰值脈衝額定值同高光輸出。
3. 驅動條件: 決定喺脈衝期間以1200mA驅動。檢查 V_F-I_F曲線：V_F~ 4.1V。脈衝功率 = 4.92W。
4. 熱檢查: 脈衝時間短（300ms），所以由於低工作週期，平均功率低。主要熱關注點係連續拍攝期間積累嘅熱量。手機嘅細小尺寸限制咗散熱。設計必須確保喺拍攝期間焊盤溫度唔超過，例如80°C，參考降額曲線。
5. 驅動器: 選擇一款緊湊、兼容鋰離子電池嘅閃光LED驅動器IC，能夠提供1200mA脈衝並具有安全定時器。
6. 光學: 使用簡單嘅擴散器或反射器嚟擴散光線，避免照片中出現熱點。
7. 分級: 指定緊密嘅顏色分級（例如5770）同單一電壓分級（例如3538），以確保所有製造嘅手機中閃光顏色同驅動器性能一致。

12. 技術原理介紹

呢粒LED使用一種常見且高效嘅方法產生白光：熒光粉轉換白光.

1. 由InGaN製成嘅半導體芯片喺電流通過時發出高能量藍光（電致發光）。
2. 呢啲藍光部分被一層黃色（或黃色同紅色）熒光粉材料吸收，熒光粉直接沉積喺芯片上或附近。
3. 熒光粉通過稱為光致發光嘅過程，將吸收嘅能量重新發射為較低能量嘅黃色（同紅色）光。
4. 剩餘未被吸收嘅藍光同發射嘅黃/紅光混合，人眼將呢種混合物感知為白光。確切嘅比例決定相關色溫——更多藍光導致 "冷白光"（較高CCT，如6000K），而更多黃/紅光導致 "暖白光"（較低CCT）。

寬視角係通過將芯片同熒光粉封裝喺圓頂形矽膠透鏡中實現嘅，透鏡亦提供環境保護。

13. 行業趨勢同背景

呢份規格書反映咗高功率LED行業中幾個持續嘅趨勢：

• 針對特定應用嘅集成度提高: 呢粒LED唔係通用元件，而係明顯針對相機閃光燈同便攜式照明進行優化，高脈衝電流等規格優先於極端連續驅動額定值。呢個顯示咗向應用特定優化嘅轉變。
• 強調可靠性同量化: 包含明確嘅可靠性測試標準（1000小時，<30%衰減）同詳細熱降額數據，回應咗市場對可預測壽命嘅需求，特別係喺擔心保修成本嘅消費電子產品中。
• 為質量而設嘅先進分級: 多參數分級（光通量、電壓、顏色）允許最終產品有更高質量同一致性。呢點對於顯示器背光或建築照明等顏色均勻性可見且重要嘅應用至關重要。
• 為自動化組裝而設嘅穩健性: MSL第1級、帶裝同捲盤包裝、清晰極性標記等特徵，專為兼容高速、自動化表面貼裝技術組裝線而設計，降低製造成本同缺陷率。
• 熱管理作為首要設計約束: 熱數據（R_θ、降額曲線）嘅突出地位強調咗現代高功率LED嘅性能根本上受散熱限制，而不僅僅係電氣或光學特性。成功嘅設計將LED同其散熱器視為一個集成系統。