ELCH09-NB5060J8K2283910-FDX LED 規格書 - 封裝尺寸 5.0x6.0mm - 電壓 2.85-3.95V - 光通量 350lm - 白光 5000-6000K - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款高效能表面黏著式白光LED元件的規格。此元件設計旨在緊湊的封裝內提供高亮度輸出，適用於空間受限且需要明亮、高效照明的應用。其核心優勢包括卓越的光學效率、強健的靜電防護能力，以及符合主要環保法規。

此LED的主要目標市場涵蓋行動裝置相機閃光燈、數位攝影機補光燈、各式室內外照明燈具、TFT背光模組、裝飾照明，以及汽車內外照明。元件的性能特點符合要求可靠性、亮度與色彩一致性的應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

為確保長期可靠性，定義了元件的操作極限。關鍵額定值包括直流順向電流（補光模式）350 mA，以及在特定條件下（最大持續時間400 ms，工作週期10%）的峰值脈衝電流能力1500 mA。接面溫度不得超過150°C，操作環境溫度範圍為-40°C至+85°C。此LED提供高達8000V（HBM，JEDEC 3b）的強健靜電防護。請務必注意，這些是應力極限；在接近或達到這些數值下持續運作，可能會降低性能與使用壽命。此元件不設計用於反向偏壓操作。

2.2 電氣與光學特性

在焊墊溫度（Ts）為25°C下量測，定義了元件的關鍵性能指標。在順向電流（IF）1000mA下，典型光通量（Iv）為350流明，最小指定值為300流明。在此電流下的順向電壓（VF）範圍從最小值2.85V到最大值3.95V。此白光LED版本的相關色溫（CCT）介於5000K至6000K之間，屬於冷白光譜。所有電氣與光學數據均在50ms脈衝條件下測試，以最小化量測期間的自熱效應。

2.3 熱管理與可靠性考量

適當的熱管理對於LED性能與壽命至關重要。最大允許焊接溫度為260°C，最多可進行兩次迴焊循環。此元件濕度敏感等級（MSL）為1級，表示在≤30°C/85% RH的條件下，其儲存壽命不受限制。所有可靠性規格，包括防止過度光衰的保證，均在良好的熱管理條件下驗證，特別是使用1.0 x 1.0 cm²的金屬基板印刷電路板（MCPCB）。

3. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 順向電壓分級

順向電壓分為三個等級：2832（2.85V - 3.25V）、3235（3.25V - 3.55V）和3539（3.55V - 3.95V），均在IF=1000mA下量測。

3.2 光通量分級

光通量輸出分為四個等級：J8（300-330流明）、J9（330-360流明）、K1（360-390流明）和K2（390-420流明），於IF=1000mA下量測。典型料號參考J8等級。

3.3 色度（顏色）分級

白光色點定義在CIE 1931色度圖上的特定區域內，對應於5000K至6000K的相關色溫範圍。標示為5060的等級提供了此範圍的參考色座標。色座標的允許量測公差為±0.01。

4. 性能曲線分析

4.1 光譜與輻射圖形

相對光譜分佈曲線顯示在藍光波長區域有一個峰值，這是螢光粉轉換白光LED的典型特徵，並在黃光譜中具有寬廣的螢光粉發射。結合後的輸出形成白光。典型的輻射圖形為朗伯分佈，其特徵是視角（2θ1/2）為120度，此處的強度為峰值的一半。這提供了寬廣且均勻的照明場域。

4.2 電氣與光學關聯性

順向電壓對順向電流的曲線展示了二極體的典型指數關係，VF隨電流增加而上升。相對光通量對順向電流的曲線顯示，光輸出隨電流呈次線性增加，這是由於在高電流和高接面溫度下效率下降的常見特性。相關色溫（CCT）對順向電流的曲線表明，CCT可能隨操作電流而輕微偏移，這對於色彩要求嚴格的應用是一個重要的考量。所有關聯性數據均在優良的熱管理條件下量測。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸圖

此LED採用表面黏著元件（SMD）封裝，標稱尺寸為長5.0mm、寬6.0mm。詳細的機械圖標示了所有關鍵尺寸，包括焊墊位置、總高度和公差（除非另有說明，通常為±0.05mm）。此資訊對於PCB焊墊設計和組裝至關重要。

5.2 極性辨識

元件及其載帶上均有標記以指示極性。在放置時的正確方向對於電路的正常運作至關重要。規格書提供了清晰的圖示，說明元件本體及捲盤包裝上的陽極和陰極辨識方式。

6. 焊接與組裝指南

最大焊接溫度規定為260°C。元件最多可承受兩次迴焊循環。由於其MSL等級為1級，若儲存在指定的濕度條件下，使用前無需特殊烘烤。然而，在組裝過程中仍應遵循IPC/JEDEC關於處理濕度敏感元件的標準指南，以防止熱機械應力。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED以防潮包裝供應。它們被裝入壓紋載帶中，然後捲繞到捲盤上。標準裝載數量為每捲2000顆，最小訂購量為1000顆。提供載帶和發光體捲盤的詳細尺寸，以便於自動貼片機的設定。

7.2 產品標籤

捲盤標籤包含用於追溯性和正確應用的關鍵資訊：客戶產品編號（CPN）、製造商料號（P/N）、批號、包裝數量（QTY），以及光通量（CAT）、顏色（HUE）和順向電壓（REF）的特定分級代碼。濕度敏感等級（MSL-X）也會標示。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此LED非常適合用於：

- 行動裝置相機閃光燈：其高脈衝電流能力和亮度，使其成為智慧型手機相機閃光燈的理想選擇。

- 便攜式照明：數位攝影機或手持裝置的補光燈。

- 一般照明：室內照明、階梯燈、出口標誌燈及其他建築標示燈。

- 背光照明：適用於中小型TFT-LCD面板。

- 汽車照明：內裝（頂燈、閱讀燈）與外裝（輔助燈、標誌燈）應用，需符合特定的汽車認證要求。

- 裝飾照明：消費性電子產品或娛樂場所的重點照明。

8.2 設計考量

1. 熱管理：使用適當的PCB熱設計（例如，具有足夠銅面積或散熱孔的MCPCB）以維持低接面溫度。這有助於保持光輸出、色彩穩定性及操作壽命。

2. 電流驅動：實施適合預期工作點的恆流驅動電路（例如，補光模式350mA，高輸出模式最高1A）。在高環境溫度下需考慮降額使用。

3. 光學設計：120度的朗伯光束圖形適合廣域照明。可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）來進行光束整形或聚焦。

4. 靜電防護：雖然元件內建靜電防護，但仍建議在組裝過程中遵循良好的靜電防護操作規範。

9. 技術比較與差異化

與標準中功率LED相比，此元件在1A驅動電流下提供顯著更高的光通量輸出（350流明），從而實現更優異的光效（典型值100流明/瓦）。高亮度、緊湊的5.0x6.0mm佔位面積以及寬廣的120度視角的結合，為許多應用提供了有利的平衡。其符合無鹵素、RoHS和REACH標準，確保滿足全球市場嚴格的環保要求。詳細的光通量、電壓和顏色分級結構，讓設計師能夠選擇參數公差嚴格的元件，以確保系統性能的一致性。

10. 常見問題（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（350mA）是建議用於可靠長期運作的最大連續電流（例如，在補光模式下）。峰值脈衝電流（1500mA）則是一個高得多的電流，可在非常短的持續時間（≤400ms）和低工作週期（≤10%）下施加，這在相機閃光燈應用中很典型，以實現非常明亮、短暫的光脈衝。

問：如何解讀料號中的光通量分級代碼（例如J8）？

答：分級代碼（J8、K1等）表示該特定LED在1000mA下量測時，保證的最小和最大光通量範圍。例如，J8等級的LED其光通量將介於300至330流明之間。這讓設計師能夠預測和控制最終產品的亮度水平。

問：為何如此頻繁地強調熱管理？

答：LED性能會隨著接面溫度升高而下降。過多的熱量會降低光輸出（流明衰減），可能導致色溫偏移，最重要的是，會加速導致永久性故障的化學過程。有效的散熱對於達到額定性能和使用壽命是不可妥協的。

11. 實務設計與使用範例

範例一：智慧型手機相機閃光燈模組

在此情境中，LED將由專用的閃光燈驅動IC驅動。設計將利用峰值脈衝電流額定值（1500mA）來實現拍照時的最大亮度。PCB需要專用的散熱焊墊連接到內部接地層或其他散熱路徑，以消散來自短暫高功率脈衝的熱量。寬廣的視角有助於均勻照亮場景，減少生硬的陰影。

範例二：建築階梯燈

對於薄型階梯燈，可能會將多顆LED排列成線性陣列，並以較低的連續電流（例如200-300mA）驅動，以提高能源效率並延長壽命。120度的光束角度確保光線能均勻分佈在階梯踏面上。如果安裝在戶外或密閉燈具內，設計必須考慮潛在的高環境溫度。

12. 工作原理簡介

這是一款螢光粉轉換白光LED。核心的半導體晶片由氮化銦鎵（InGaN）製成，在順向偏壓下會發出藍光波長的光。這部分藍光被沉積在晶片上的螢光粉塗層（通常基於釔鋁石榴石或類似材料）部分吸收。螢光粉將此能量重新發射為寬廣的黃光光譜。人眼感知到的剩餘未被吸收的藍光與發射出的黃光的組合，即為白光。藍光與黃光的確切比例決定了相關色溫（CCT），從而產生此元件5000-6000K的冷白光輸出。

13. 技術趨勢與背景

此LED的開發符合固態照明領域的幾個持續趨勢：效率提升：達到100流明/瓦代表在每瓦電能中提取更多可見光方面持續進步，從而降低能耗。高輸出微型化：將高光通量封裝到相對較小的5.0x6.0mm佔位面積中，使最終產品更時尚、更緊湊。標準化與分級：詳細的多參數分級使得在大量生產中能夠預測性能，這對於消費性電子和照明產品至關重要。環保合規性：遵守RoHS、REACH和無鹵素標準，現已成為大多數全球市場中電子元件的基本要求，反映了產業對永續製造的重視。