XI3030-PA3501H-AM LED 規格書 - 3.0x3.0x?mm - 3.1V - 1.085W - 琥珀色 - 英文技術文件

1. 產品概覽

XI3030-PA3501H-AM 是一款高性能表面貼裝器件（SMD）LED，主要為要求嚴苛的汽車外部照明應用而設計。它採用熒光粉轉換技術，以產生穩定的琥珀色光輸出。該器件基於EMC（環氧樹脂模塑化合物）封裝平台構建，與標準塑料封裝相比，提供了更高的可靠性和熱性能。其核心優勢包括：在350mA標準驅動電流下具有83流明的高典型光通量、120度寬視角以實現出色的光分佈，以及通過嚴格的汽車分立光電器件AEC-Q102標準認證的堅固結構。其目標市場明確聚焦於汽車照明設計師和製造商，特別適用於轉向燈和其他外部信號功能等應用，這些應用對可靠性、顏色一致性和亮度至關重要。

2. 深入技術參數分析

2.1 光學與電氣特性

關鍵操作參數係喺標準測試條件下定義，即正向電流 (I_F) 為350mA。典型光通量 (I_V) 為83流明，指定最小值為70 lm，最大值為100 lm，並計及8%嘅測量公差。正向電壓 (V_F) 通常量度為3.1V，在此電流下，電壓範圍由最低2.5V至最高3.5V。此參數對於熱管理及驅動器設計至關重要。其主要色度座標為CIE x = 0.575及CIE y = 0.415，使其穩固地位於光譜的琥珀色區域，容差為±0.005。視角定義為發光強度降至峰值一半時的角度，達到完整的120度。

2.2 絕對最大額定值與熱管理

為確保長期可靠性，裝置不得在超出其絕對最大額定值的條件下運作。最大連續順向電流為500 mA。最大功耗（P_d）額定值為1750 mW。接面溫度（T_j) 絕對不可超過150°C。工作環境溫度範圍規定為-40°C至+125°C。熱管理是關鍵的設計考量。數據手冊提供了兩個熱阻值：實際熱阻（R_{th JS real}）為12.9 K/W，以及電氣熱阻（R_{th JS el}兩者均從接面量度至焊點，數值分別為10.8 K/W。較低的電氣值通常用於設計計算，因其源自溫度敏感電氣參數（TSEP）方法。適當的散熱對於將接面溫度維持在安全範圍內至關重要，特別是在較高驅動電流時。

2.3 可靠性與穩健性規格

此LED專為惡劣環境設計。其具備高達8 kV（人體模型）的靜電放電（ESD）保護，這對組裝過程中的操作至關重要。它符合RoHS和REACH環保指令。此外，它具備硫磺耐受性，這對汽車應用是一項關鍵特性，因為來自廢氣及其他來源的含硫氣體可能腐蝕鍍銀元件。其濕度敏感等級（MSL）為第2級，表示在需要於回流焊接前進行烘烤前，可在≤30°C/60% RH條件下儲存長達一年。

3. 性能曲線分析

3.1 正向電流與正向電壓 (IV曲線)

IV曲線顯示咗正向電流同正向電壓之間嘅關係。呢個關係係非線性嘅，係二極管嘅典型特徵。喺350mA時，電壓大約係3.1V。設計師會利用呢條曲線嚟選擇合適嘅限流電路，同埋估算功耗（V_F * I_F）。

3.2 相對光通量與正向電流

此圖表說明光輸出如何隨驅動電流而變化。雖然輸出會隨電流增加，但並非完全線性，而且效率通常會在高電流時因熱效應加劇和效率下降而降低。該曲線有助設計師在所需亮度、效率和熱負載之間取得平衡。

3.3 相對光通量與接面溫度

這是應用設計中最關鍵的圖表之一。它顯示了光輸出隨結溫上升而下降的情況。LED效能與溫度成反比。對於XI3030，光輸出會隨T_j 當溫度超過25°C時，亮度會下降。有效的熱設計對於在整個工作溫度範圍內（特別是在炎熱的汽車環境中）保持亮度穩定至關重要。

3.4 色度偏移與電流及溫度關係

兩幅圖詳細展示了色座標的偏移（ΔCIE x, ΔCIE y）。一幅圖顯示在恆定溫度下，偏移與正向電流的關係；另一幅圖則顯示在恆定電流（350mA）下，偏移與接面溫度的關係。這些偏移通常很小，但在要求嚴格顏色一致性的應用中必須予以考慮。琥珀色的色點相對穩定，但設計師應根據其具體應用，確認偏移保持在可接受的範圍內。

3.5 正向電流降額曲線

此曲線根據焊盤測量溫度，規定最大允許連續正向電流。隨着焊盤溫度升高，最大安全電流會降低。例如，在最高額定焊盤溫度125°C時，最大允許連續電流為500mA。不建議在低於50mA的條件下操作。此圖對於確定最終應用中的安全操作條件至關重要。

3.6 容許脈衝處理能力

此圖表定義了LED處理超過最大直流額定值的短時電流脈衝之能力。它繪製了不同工作週期（D）下，脈衝電流（I_F）與脈衝時間（t_p）的關係。對於低工作週期下的極短脈衝（例如微秒級），LED可承受遠高於500mA的電流。這與有時用於信號傳輸的脈衝操作方案相關。

3.7 頻譜分佈

相對光譜功率分佈圖顯示了不同波長下的發光強度。作為磷光體轉換的琥珀色LED，其光譜通常會有一個來自藍色或近紫外泵浦LED的主峰，以及在黃色/琥珀色區域來自磷光體的較寬次峰。確切的形狀決定了感知顏色和顯色指數（CRI），儘管CRI對於信號照明而言較不關鍵。

4. Binning System Explanation

數據表概述了一種根據LED的光度與色度表現進行分類的分檔結構，以確保同一生產批次內的一致性。

4.1 光通量分級

光通量採用字母數字代碼（例如 E1、F2、J5、K3）進行分檔。每個檔位定義了以流明為單位的最小和最大光通量範圍。例如，F6 檔涵蓋 60 至 70 流明，而 K1 檔則涵蓋 225 至 250 流明。XI3030-PA3501H-AM 的典型值為 83 流明，將歸入特定的光通量檔位（可能大約在 F7 至 F8 或 J1 範圍，儘管提供的摘錄中未指定此部件編號的確切檔位）。這讓設計師能夠選用具有保證最低亮度的元件。

4.2 顏色分檔

顏色係根據ECE（歐洲經濟委員會）熒光粉黃色分檔結構進行分檔。提供嘅圖表顯示兩個主要檔位：YA同YB，由CIE 1931色度圖上嘅一個四邊形區域定義。呢款LED嘅目標座標（x=0.575，y=0.415）位於或接近YB檔位內。分檔確保同一批次嘅所有LED都喺一個嚴格控制嘅顏色區域內發光，對於汽車應用（需要多個LED一齊使用並且必須完美匹配）至關重要。

5. 機械、組裝及封裝資料

5.1 機械尺寸及極性

該LED採用標準3030封裝尺寸（約3.0mm x 3.0mm）。確切高度及帶公差嘅詳細尺寸圖可喺「機械尺寸」章節搵到。元件封裝上會有極性標記，通常係陰極指示標記（例如凹口、圓點或綠色標記）。安裝時正確嘅方向對元件運作至關重要。

5.2 建議焊接焊盤佈局

本文提供咗PCB設計嘅推薦焊盤圖形（封裝尺寸）。包括散熱焊盤同電氣接觸焊盤嘅尺寸同形狀。遵循此建議可確保形成正確嘅焊點、良好嘅熱傳遞到PCB，並防止墓碑效應或其他組裝缺陷。

5.3 回流焊接溫度曲線

本器件適用於峰值溫度為260°C、持續時間不超過30秒的迴流焊接。建議採用特定的迴流焊接溫度曲線（時間與溫度關係），通常遵循IPC/JEDEC J-STD-020標準中針對MSL2元件的指引。此曲線包括預熱、恆溫、迴流（包含高於液相線溫度時間TAL及峰值溫度）以及冷卻階段。遵循此曲線可防止LED封裝及內部晶片受到熱損傷。

5.4 包裝資料

LED以帶裝及捲盤形式供應，適用於自動化取放組裝。包裝詳情包括捲盤尺寸、帶寬、口袋間距，以及元件在帶上的方向。此資料對於配置組裝設備至關重要。

6. 應用指引及設計考慮因素

6.1 主要應用：汽車外部照明

其主要且明確說明的應用是汽車外部照明，並以轉向燈（指揮燈）作為具體例子。其AEC-Q102認證、寬廣的工作溫度範圍、抗硫化物特性及高亮度，使其亦適用於其他需要琥珀色的外部功能，例如日間行車燈（DRL）、位置燈及側標誌燈。

6.2 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。必須使用恆流驅動器，以確保穩定嘅光輸出並防止熱失控。驅動器嘅設計應能提供所需電流（例如，典型規格為350mA），同時遵守絕對最大額定值以及基於應用熱環境嘅電流降額曲線。驅動器嘅順應電壓必須考慮到正向電壓變化（2.5V至3.5V）。

6.3 熱管理設計

這一點無論如何強調都不為過。PCB必須設計成散熱器。這意味著需要在LED散熱墊下方使用具有足夠散熱通孔的電路板，並連接到內部接地層或專用的銅箔區域。在高功率或高環境溫度的應用中，可能需要額外的外部散熱器。目標是盡量降低從焊盤溫度（T_s）到晶片接面溫度（T_j）的溫升，計算公式為：T_j = T_s + (R_{th JS} * Power). Power is calculated as V_F * I_F.

6.4 光學設計

120度視角屬於朗伯或近朗伯發光模式。汽車照明幾乎都會使用二次光學元件（透鏡、反射器），以根據法規標準（例如ECE、SAE）塑造光束。光學設計師必須考慮LED的空間強度分佈、尺寸和色彩均勻性。

6.5 使用注意事項

一般注意事項包括：避免對透鏡施加機械應力、防止透鏡表面污染、使用防靜電處理程序，以及確保焊接過程不超過規定的溫度曲線。儲存應按照MSL2等級，置於乾燥、受控的環境中。

7. 訂購資料與零件編號解碼

零件編號 XI3030-PA3501H-AM 很可能遵循公司特定的編碼系統。典型的分解方式可能為： XI (系列/平台), 3030 (封裝尺寸), PA (磷光體轉換琥珀色), 3501 （可能與光通量/色區或驅動電流有關）， H （可能表示高亮度或特殊功能）， AM （應為琥珀色）。「訂購資訊」部分會詳細說明所有可用選項（例如不同光通量區、色區、捲帶包裝規格）及如何在訂單編號中指定。

8. 技術比較與區分

雖然直接比較需要競爭對手數據，但可從其規格推斷此LED的主要差異化優勢： EMC Package: 相比標準PPA（聚鄰苯二甲酰胺）或PCT塑膠，尤其在高温汽車環境中，提供更佳嘅熱效能同長期可靠性（抗黃化、防潮）。 AEC-Q102認證： 呢個係汽車級LED嘅強制要求，涉及溫度循環、濕度、高温操作同焊接耐熱性嘅嚴格壓力測試。並非所有3030 LED都具備此認證。 Sulfur Robustness： 對於暴露於腐蝕性環境的汽車及工業應用而言，此乃關鍵區別因素。 高光通量密度： 3030封裝可提供83流明，屬高效解決方案，能在特定光輸出下實現更小光學元件或更低功耗。

9. 基於技術參數的常見問題 (FAQ)

問：我可以持續以500mA驅動這顆LED嗎？
答：可以，但前提是你能保證焊盤溫度維持在25°C或以下（參見降額曲線）。在實際應用中，若溫度升高，你必須將電流降額。在更典型的焊盤溫度85°C下，最大允許電流會顯著降低。請務必使用降額曲線進行設計。

Q: 真實熱阻同電熱阻有咩分別？
A: 真實熱阻 (12.9 K/W) 係用實體溫度傳感器量度出嚟嘅。電熱阻 (10.8 K/W) 係根據正向電壓隨溫度嘅變化計算得出，呢種方法可以更精準，但對量度條件比較敏感。為咗保守設計起見，請使用較高嘅數值 (12.9 K/W)。

Q: 琥珀色隨溫度同電流變化嘅穩定性如何？
A: 提供嘅圖表顯示咗偏移情況。喺操作範圍內，ΔCIE x 同 y 值相對較細。對於大多數汽車信號應用嚟講，呢種偏移係可以接受嘅，並且符合監管顏色界限。對於極度要求顏色精準嘅應用，系統應該喺其極端操作條件下進行特性表徵。

Q: LED 上面係咪需要加裝透鏡或者矽膠保護罩？
A: 雖然 LED 本身有主透鏡，但大多數汽車外部應用都需要二次光學元件嚟進行光束整形同滿足光度法規。此外，通常會使用二次矽膠透鏡或灌封膠嚟提供額外嘅環境保護（防水、防塵、防化學品）同增強光提取效率。

10. 運作原理與技術趨勢

10.1 基本運作原理

這是一款螢光粉轉換型琥珀色LED。其核心是一個半導體芯片（通常基於InGaN），在正向偏壓時會發出藍光或近紫外光譜的光。這道初級光並不會直接射出，而是會照射到封裝內部沉積的一層螢光粉材料上。螢光粉會吸收高能量的藍光/紫外光光子，並重新發出波長更長、能量較低的光，主要位於黃色/琥珀色區域。任何未經轉換的藍光與寬廣的黃色螢光粉發光相結合，便產生了我們所感知的琥珀色。確切的螢光粉成分決定了精準的色度座標（x=0.575, y=0.415）。

10.2 行業趨勢

汽車LED照明市場趨勢朝向： 更高效率 (lm/W)： 減輕車輛電力負荷。 提升功率密度： 更細小嘅組件發出更強光線，令車燈設計更流線型。 增強可靠性： 在更嚴苛的環境下，由EMC等封裝技術驅動，實現更長的使用壽命。 智能照明： 與傳感器及控制系統整合，實現自適應駕駛光束（ADB）及通訊功能（Li-Fi，但此產品不適用）。 色調調節： 雖然這是一款固定色LED，但車廂內部及自適應外部照明正趨向採用多色或可調白光LED。XI3030-PA3501H-AM符合高可靠性、高效率及高性能的發展趨勢，其堅固封裝設計亦切合不斷演變的汽車市場需求。