目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明 產品根據三個關鍵參數進行分級：光通量、順向電壓和色度（色座標）。此分級確保了應用設計的一致性。 3.1 光通量分級 光通量以代碼J6進行分級。此分級指定在 1000mA 驅動電流下，光通量範圍從最小值 200 lm 到最大值 300 lm，典型值為 220 lm。 3.2 順向電壓分級 順向電壓以代碼2939進行分級。此分級定義在 1000mA 電流下，VF 範圍從 2.95V 到 3.95V，典型值為 3.45V。 3.3 色度分級 顏色以代碼2530進行分級。這指的是 CIE 1931 色度圖上的一個特定區域，對應於色溫在 2500K 至 3000K 之間的暖白光。分級結構由特定的 (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 順向電壓 vs. 順向電流
- 4.2 相對光通量 vs. 順向電流
- 4.3 相關色溫 vs. 順向電流
- 4.4 相對光譜分佈
- 4.5 典型輻射圖形
- 5. 機械與封裝資訊
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 回流焊
- 6.2 儲存與操作
- 6.3 熱管理
- 6.4 電氣保護
- 7. 包裝與訂購資訊
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題解答（基於技術參數）
- 11. 實際使用案例
- 12. 工作原理簡介
13. 技術趨勢
ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y 是一款高效能表面黏著 LED，專為需要高光輸出和優異效率的緊湊型應用而設計。此元件採用 InGaN 晶片技術，產生相關色溫範圍為 2500K 至 3000K 的暖白光。其主要設計目標是在保持小巧尺寸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，實現約 63.77 流明/瓦的高光學效率。目標市場廣泛，涵蓋消費性電子產品、一般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
為確保長期可靠性，此元件被規定在嚴格的限制範圍內運作。絕對最大額定值定義了可能導致永久損壞的邊界。連續（手電筒模式）運作的直流順向電流額定值為 350mA。對於脈衝運作，在特定工作週期（開啟 400ms，關閉 3600ms，共 30000 次循環）下，允許峰值脈衝電流為 1000mA。最高接面溫度為 145°C，工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C。元件可承受最高 260°C 的焊接溫度，最多可進行兩次回流焊循環。請注意，這些 LED 並非設計用於反向偏壓操作。從接面到焊墊的熱阻指定為 8.5°C/W，這是熱管理設計的關鍵參數。
2.2 電光特性
關鍵性能參數是在焊墊溫度為 25°C 的受控條件下測量的。主要特性是光通量，在 IF 為 1000mA 時典型值為 220 流明，根據分級結構，最小值為 200 lm，最大值為 300 lm。在此電流下的順向電壓範圍從 2.95V 到 3.95V，典型值為 3.45V。相關色溫約為 2750K，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，以最小化測量期間的自熱效應，確保數據代表 LED 在顯著溫升前的性能。
3. 分級系統說明
產品根據三個關鍵參數進行分級：光通量、順向電壓和色度（色座標）。此分級確保了應用設計的一致性。
3.1 光通量分級
光通量以代碼J6進行分級。此分級指定在 1000mA 驅動電流下，光通量範圍從最小值 200 lm 到最大值 300 lm，典型值為 220 lm。
3.2 順向電壓分級
順向電壓以代碼2939進行分級。此分級定義在 1000mA 電流下，VF 範圍從 2.95V 到 3.95V，典型值為 3.45V。
3.3 色度分級
顏色以代碼2530進行分級。這指的是 CIE 1931 色度圖上的一個特定區域，對應於色溫在 2500K 至 3000K 之間的暖白光。分級結構由特定的 (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 順向電壓 vs. 順向電流
順向電壓與順向電流之間的關係是非線性的，這是二極體的典型行為。曲線顯示 VF 隨 IF 增加而增加。設計人員使用此曲線來估算 LED 在不同工作電流下的電壓降，這對於驅動電路設計和功率耗散計算至關重要。
4.2 相對光通量 vs. 順向電流
此曲線說明了光輸出相對於驅動電流的關係。最初，光通量隨電流幾乎線性增加，但在較高電流下可能顯示效率下降的跡象，這通常是由於接面溫度升高和其他半導體物理效應所致。此曲線有助於確定平衡亮度和效率的最佳工作點。
4.3 相關色溫 vs. 順向電流
相關色溫會隨著驅動電流而變化。此曲線顯示了在工作電流範圍內 CCT 的變化。對於此暖白光 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，這對於需要一致顏色表現的應用非常重要。
4.4 相對光譜分佈
光譜功率分佈圖顯示了每個波長發射的光強度。對於白光 LED，這通常顯示來自 InGaN 晶片的寬廣藍色峰值，以及來自螢光粉的更寬廣的黃色/紅色發射。峰值波長和光譜的形狀決定了光的演色性。
4.5 典型輻射圖形
極座標輻射圖形指示了光的空間分佈。此元件具有朗伯發射圖形，其中發光強度與視角的餘弦成正比。發光強度降至峰值一半時的視角指定為 120 度。此寬視角適合一般照明應用。
5. 機械與封裝資訊
LED 封裝在緊湊的表面黏著元件封裝中。封裝尺寸為長 2.5mm，寬 3.0mm，如型號中的2530所示。詳細的尺寸圖提供了 LED 本體、焊墊（陽極和陰極）以及任何機械特徵的精確尺寸。極性在封裝上清晰標記，通常帶有陰極指示器。焊墊設計對於電氣連接以及更重要的散熱至關重要。PCB 上正確的焊盤設計可確保良好的焊點可靠性以及從 LED 接面到印刷電路板的最佳熱傳遞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 回流焊
此元件額定最高焊接溫度為 260°C，最多可承受兩次回流焊循環。遵循建議的回流焊溫度曲線以避免熱衝擊至關重要，熱衝擊可能導致封裝破裂或內部分層。必須控制峰值溫度和液相線以上的時間。
6.2 儲存與操作
LED 對濕氣敏感。在準備使用元件之前，不應打開防潮袋。如果袋子已打開或超過指定的車間壽命，則需要進行烘烤預處理以去除吸收的濕氣，並防止在回流焊過程中發生爆米花現象。
6.3 熱管理
有效的熱管理對於維持性能和壽命至關重要。LED 應安裝在合適的金屬核心 PCB 或其他具有良好導熱性的基板上。8.5°C/W 的熱阻是從接面到焊墊的；必須管理到環境的總系統熱阻，以將接面溫度保持在遠低於 145°C 的最高額定值，特別是在連續運作期間。應避免長時間在最高溫度下運作。
6.4 電氣保護
雖然元件可能具有一些 ESD 保護，但它並非設計用於反向偏壓。外部串聯電阻或恆流驅動器對於限制電流和防止電壓瞬變至關重要。如果沒有電流限制，電壓的微小增加可能導致電流大幅且可能具有破壞性的增加。
7. 包裝與訂購資訊
LED 以防潮包裝供應。它們通常以壓紋載帶形式交付，然後捲繞到捲盤上。標準捲盤包含 3000 個元件，最小訂購量為 1000 個。捲盤上的產品標籤包括關鍵資訊：型號、批號、包裝數量以及光通量、顏色和順向電壓的特定分級代碼。MSL 等級也會標示。提供載帶和捲盤尺寸以便於自動貼片機設置。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 行動裝置相機閃光燈：其高脈衝電流能力和高光輸出使其適合智慧型手機和數位相機中的相機閃光燈/閃光燈應用。
- 手電筒與便攜式照明：用於數位攝影機、手持手電筒和其他便攜式照明設備。
- 一般與裝飾照明：非常適合室內照明、重點照明、階梯燈、出口標誌以及其他受益於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：適用於汽車內部和外部應用，前提是需符合相關汽車標準。
8.2 設計考量
- 驅動器選擇：使用適合所需工作電流的恆流驅動器。確保驅動器的順應電壓超過 LED 的最大 VF。
- PCB 佈局：在 LED 焊墊下方設計足夠的銅面積或散熱孔作為散熱片。這對於散發數瓦的熱量至關重要。
- 光學設計：朗伯 120 度視角可能需要二次光學元件來實現特定應用的所需光束圖案。
- 顏色一致性：對於需要嚴格顏色匹配的應用，請使用同一生產批次的 LED 或指定嚴格的分級要求。
9. 技術比較與差異化
與標準中功率 LED 相比，此元件在其封裝尺寸下提供了顯著更高的光通量。其在 1A 電流下約 64 lm/W 的典型效率具有競爭力。關鍵差異在於其結合了高光通量輸出、緊湊 SMD 封裝中的暖白光色溫以及穩健的脈衝運作規格。它填補了較小、較低功率 LED 與較大、較高功率 COB LED 之間的利基市場。為光通量、電壓和顏色定義的分級結構為設計人員提供了可預測的性能，減少了對廣泛系統校準的需求。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：直流順向電流與峰值脈衝電流有何不同？
答：直流順向電流是可以連續施加而不會造成損壞風險的最大電流。峰值脈衝電流是只能施加非常短時間的更高電流，並且需要足夠長的關閉時間讓接面冷卻。這在相機閃光燈應用中很典型。
問：如何解讀光通量分級J6？
答：這表示任何標有 J6 分級的 LED，在 1000mA 電流下測試時，其測得的光通量將在 200 至 300 流明之間。典型值為 220 lm。在設計時，使用最小值是確保最低光輸出的保守做法。
問：為什麼如此強調熱管理？
答：LED 性能會隨著接面溫度升高而下降。光輸出減少，順向電壓偏移，顏色可能改變。更重要的是，在高溫下運作會大幅縮短 LED 的壽命。8.5°C/W 的熱阻是從半導體接面到焊墊的路徑；您必須設計其餘路徑以保持接面涼爽。
問：我可以直接用 3.3V 或 5V 電源驅動此 LED 嗎？
答：不行。LED 是電流驅動元件。將其直接連接到電壓源將導致不受控制的電流流動，很可能超過最大額定值並立即損壞 LED。您必須使用限流機制，例如恆流驅動器或根據電源電壓和 LED 的 VF 計算的串聯電阻。
11. 實際使用案例
案例 1：智慧型手機相機閃光燈模組：設計師正在為智慧型手機創建雙 LED 閃光燈。他們使用兩個此類 LED，由專用的閃光燈驅動 IC 並聯驅動。驅動器提供 1000mA 的脈衝電流，持續時間由相機軟體控制。緊湊的尺寸使他們能夠將模組安裝在相機鏡頭旁邊。他們在軟性 PCB 上的 LED 下方設計了一個小型金屬塊，以管理閃光序列期間產生的熱量。
案例 2：建築階梯照明：為了照亮商業建築中的階梯踏板，工程師設計了一個帶有通道的低矮鋁擠型材。多個 LED 沿通道間隔排列，由恆流 LED 驅動器以 300mA 驅動以進行連續運作。暖白光提供了良好的可見度和氛圍。鋁擠型材既作為外殼也作為散熱片，確保了長期可靠性。
12. 工作原理簡介
此 LED 是一種基於半導體物理的固態光源。它使用氮化銦鎵晶片，當施加順向電壓時，電子和電洞在晶片的能隙處復合，從而發出藍光。然後，這藍光部分被沉積在晶片上或附近的螢光粉層轉換為更長的波長。剩餘的藍光與螢光粉轉換的光混合，產生白光的感知。螢光粉成分的特定比例決定了所發射白光的相關色溫和演色性。
13. 技術趨勢
LED 技術的總體趨勢是朝著更高的光效、改善的顏色品質以及增加的功率密度發展。同時，也強烈推動在更高工作溫度下提高可靠性和延長壽命。在封裝方面，進步旨在提高封裝本身的光提取效率和熱管理。對於白光 LED，螢光粉技術不斷發展，以提供隨溫度和時間更穩定的性能，並實現更廣泛的色溫和光譜品質。本規格書中描述的元件代表了這些持續趨勢中的一個成熟點，為其目標應用提供了性能、尺寸和成本的平衡。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |