LED 規格書 2835 冷白光 - 封裝尺寸 2.8x3.5mm - 電壓 2.8V - 光通量 28lm - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明一款採用業界標準 2835 封裝格式的高性能表面黏著冷白光 LED 之技術規格。此元件專為嚴苛環境下的可靠與穩定性能而設計，具備 120 度寬視角及堅固結構，適用於多種照明與指示應用。

此元件的核心優勢包括高光效、在不同工作條件下穩定的色彩特性，以及符合嚴格的汽車級認證標準（AEC-Q101）。其主要目標市場涵蓋汽車內飾照明系統、顯示器與開關背光，以及需要穩定白光輸出的通用指示應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 光度與電氣特性

此元件在典型順向電流（I_F）為 60mA 下工作，容許範圍為 10mA 至 80mA。在此典型電流下，其提供 28 流明（lm）的光通量（Φ_v），根據分級結構，最小值為 24 lm，最大值為 40 lm。相關的典型順向電壓（V_F）為 2.8 伏特，範圍從 2.5V 到 3.5V。主波長特徵為冷白光，其 CIE 1931 色度座標典型值為 x=0.3292, y=0.3424，容差為 ±0.005。顯色指數（Ra）規定最小值為 80，確保被照物體具有良好的色彩保真度。

2.2 熱與可靠性參數

熱管理對於 LED 壽命至關重要。接面至焊點熱阻指定了兩個數值：電氣測量值（R_{th JS el}）為 50 K/W，實際測量值（R_{th JS real}）為 100 K/W。絕對最高接面溫度（T_J）為 125°C。元件額定工作溫度範圍為 -40°C 至 +110°C。其具備強大的 ESD 保護能力，可承受高達 8 kV（人體放電模型）。元件符合濕度敏感等級（MSL）2，並包含依據 JEDEC J-STD-020D 的預處理。

2.3 絕對最大額定值

遵守這些限制對於防止永久性損壞至關重要。最大連續功耗（P_d）為 280 mW。順向電流不得連續超過 80 mA。針對脈衝條件，指定了 1500 mA 的突波電流（I_FM）。此元件不設計用於反向偏壓操作。迴焊期間的最高焊接溫度為 260°C，持續 30 秒。

3. 分級系統說明

LED 輸出被分類為不同等級，以確保生產批次的一致性。主要分級基於光通量和相關的光強度。

3.1 光通量等級

此產品可用的光通量等級在規格書表格中標示。範圍從較低輸出組別如 B1（21-24 lm）到較高輸出組別。如特性列表所示，基於 28 lm 的典型值，典型零件屬於 B7 等級（27-30 lm）或類似等級。設計師必須在訂購時選擇適當的等級代碼，以確保其應用所需的光輸出。

4. 性能曲線分析

4.1 順向電流 vs. 順向電壓（IV 曲線）

圖表顯示典型的 LED 非線性關係。電壓隨電流增加而增加，但在較高電流時增加速率略有減緩。此曲線對於設計限流驅動電路至關重要。

4.2 相對光通量 vs. 順向電流

在較低電流水平下，光輸出隨電流呈超線性增加，接近典型 60mA 點時變得更為線性。在顯著高於 60mA 下工作會導致效率收益遞減並增加熱應力。

4.3 相對光通量 vs. 接面溫度

這是熱設計的關鍵圖表。光通量隨接面溫度升高而降低。100°C 時的輸出顯著低於 25°C 時。需要有效的散熱設計以在產品壽命期間維持穩定的光輸出。

4.4 色度偏移 vs. 接面溫度與電流

ΔCIE x 和 ΔCIE y 的圖表顯示色度座標隨接面溫度和順向電流變化而產生的微小偏移。偏移在一個小範圍內（±0.02），表示良好的色彩穩定性，這對於需要一致白點的應用至關重要。

4.5 順向電流降額曲線

此曲線定義了最大允許連續順向電流與焊盤溫度的函數關係。例如，在焊盤溫度為 90°C 時，最大電流為 80 mA。在 110°C 時，其降額至約 53 mA。不建議在低於 10mA 下操作。

4.6 允許的脈衝處理能力

此圖表允許設計師針對不同的脈衝寬度（t_{）和佔空比（D）確定安全的峰值脈衝電流（I}F(A)_p）。它使得在脈衝操作（例如在多工照明或閃爍指示器中）中使用更高的瞬時電流成為可能，而不超過平均功率限制。

4.7 光譜分佈

相對光譜功率分佈圖顯示來自 LED 晶片的藍光波長區域（約 450-460nm）的峰值，結合螢光粉產生的更寬的黃光發射，從而形成冷白光譜。在深紅色或紅外區域缺乏顯著輸出是白光 LED 的典型特徵。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 採用 2835 封裝尺寸，其長度約為 2.8mm，寬度約為 3.5mm。確切的尺寸圖，包括高度、透鏡形狀和焊盤位置，在規格書的機械尺寸章節中提供。公差對於自動化取放組裝至關重要。

5.2 極性識別與焊盤設計

陽極和陰極在元件上有標記，通常在陰極側有視覺指示器，如凹口或綠色標記。提供了建議的焊接焊盤佈局，以確保可靠的焊點、向 PCB 的適當熱傳導，並防止迴焊期間的墓碑效應。焊盤設計通常包括元件散熱墊下方的熱通孔，以將熱量傳遞到其他 PCB 層或散熱器。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

指定了詳細的迴焊溫度曲線以防止熱衝擊和損壞。關鍵參數包括預熱斜坡、均熱區、不超過 260°C 的峰值溫度以及受控的冷卻速率。高於液相線的時間（TAL）和在峰值溫度 5°C 內的時間是必須遵守的關鍵限制，以維持焊點完整性和 LED 可靠性。

6.2 使用注意事項

一般操作注意事項包括避免對透鏡施加機械應力、防止光學表面污染，以及在操作期間使用適當的 ESD 防護措施。如果 MSL 等級已超過或袋子打開時間超過指定的車間壽命，應將元件儲存在其原始的防潮袋中並放入乾燥劑。

7. 包裝與訂購資訊

LED 以帶狀和捲盤形式供應，以兼容高速自動化組裝設備。包裝資訊詳細說明了捲盤尺寸、帶寬、口袋間距以及元件在帶上的方向。零件編號結構編碼了關鍵屬性，例如基礎產品代碼（例如，67-11S-C80600H-AM），該代碼可能與特定的光通量/色彩等級相關。訂購資訊部分闡明了如何指定所需的等級代碼和包裝數量。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 汽車內飾照明：儀表板照明、開關背光、閱讀燈和資訊娛樂系統按鈕。AEC-Q101 認證使其適用於這些嚴苛環境應用。
• 背光照明：憑藉其高亮度和寬視角，非常適合側光式或直下式 LCD 面板、薄膜開關、符號指示器和小型廣告顯示器。
• 通用指示：狀態指示燈、面板燈和需要冷白點的裝飾性照明。

8.2 設計考量

• 驅動電路：必須使用恆流驅動器以確保穩定的光輸出和色彩。驅動器必須基於 V_F範圍和所需的 I_F.
• 熱管理：PCB 佈局必須促進散熱。強烈建議使用透過多個通孔連接到接地層或專用銅澆鑄的散熱焊盤。必須參考降額曲線以應對預期的操作環境溫度。
• 光學設計：120 度視角類似朗伯分佈。對於聚焦或定向光，將需要二次光學元件（透鏡、反射器）。在設計覆蓋層或擴散板時，應考慮 LED 本身的透鏡材料。

9. 技術比較與差異化

與標準商用級 2835 LED 相比，此元件的關鍵差異在於其汽車認證（AEC-Q101）和更高的可靠性規格。它為溫度循環、濕度和長期可靠性至關重要的應用提供了穩健的解決方案。指定的 8kV ESD 保護也優於許多基本 LED，提供了更好的操作穩健性。詳細的分級結構為需要多個單元一致性的應用提供了對光輸出的更嚴格控制。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接從 3.3V 或 5V 電源驅動此 LED 嗎？

答：不行。LED 是電流驅動元件。您必須使用串聯限流電阻，或者最好是恆流驅動電路。所需的電阻值取決於電源電壓和 LED 在所需電流下的順向電壓。

問：為什麼有兩個不同的熱阻值（50 K/W 和 100 K/W）？

答：電氣方法（50 K/W）是一種更快的測量方法，但可能低估真實熱阻。實際測量（100 K/W）更準確，應用於嚴肅的熱模型。為了可靠的設計，應始終使用更保守（更高）的數值。

問：如果我在最高接面溫度 125°C 下操作 LED 會發生什麼？

答：在絕對最大額定值下操作將由於加速的光衰減和潛在的螢光粉退化而急劇縮短 LED 的壽命。設計應旨在盡可能降低接面溫度，理想情況下低於 85°C 以獲得長壽命。

問：訂購時如何解讀等級代碼？

答：等級代碼（例如，B7）定義了該批次 LED 保證的最小和最大光通量。您必須在訂單中指定所需的等級，以確保收到符合您應用亮度一致性所需性能的 LED。

11. 實用設計與使用範例

11.1 汽車儀表板背光

在此應用中，多個 LED 被排列以提供儀表和 LCD 螢幕的均勻背光。設計考量包括：選擇均勻的光通量等級（例如，B7）以避免明暗點；使用可 PWM 調光的恆流驅動器陣列來控制亮度；在 PCB 上實施穩健的熱設計以應對汽車儀表板內的高環境溫度；並確保光學設計（導光板、擴散板）與 LED 的 120 度發射模式兼容以實現均勻照明。

11.2 工業控制面板指示燈

對於工廠機器上的狀態指示燈，可能會使用單個 LED。可以設計一個從 24V 直流電源使用串聯電阻的簡單電路，計算電阻值為 R = (24V - V_F） / I_F。使用最大 V_F值 3.5V 可確保即使對於最高 V_F的元件，電流也不會超過 60mA。寬視角確保指示燈能從各種操作員位置看到。

12. 工作原理

這是一款螢光粉轉換白光 LED。其核心是一個半導體晶片（通常基於 InGaN），當正向偏壓時（電致發光）會發射藍光譜的光。這種藍光照射沉積在晶片上或周圍的一層黃色（通常還有紅色）螢光粉塗層。螢光粉吸收一部分藍光，並將其重新發射為更寬譜的黃光和紅光。剩餘的藍光與轉換後的黃/紅光的混合被人眼感知為白光。藍光與螢光粉轉換光的確切比例決定了相關色溫（CCT），從而形成了此元件的冷白光規格。

13. 技術趨勢

像 2835 封裝這類 SMD LED 的總體趨勢是朝向更高的光效（每瓦更多流明）、改進的顯色性（更高的 CRI 和 R9 值以呈現紅色）以及在更高工作溫度下更高的可靠性。同時也追求更嚴格的色彩一致性（更小的麥克亞當橢圓）和更低的每流明成本。在汽車應用中，需求是能夠承受更高溫度範圍和更嚴苛熱循環的 LED。將驅動電子元件和多個 LED 晶片整合到單一封裝中（COB - 板上晶片，或整合 LED 模組）是另一個重要趨勢，儘管像此 2835 LED 這樣的離散元件對於靈活、分散的照明設計仍然至關重要。