陶瓷3535 LED T19系列规格书 - 3.5x3.5x1.6mm - 电压1.8-3.6V - 功率最高3.6W - 中文技术文档

1. 产品概述

T19系列是一款高性能、基于陶瓷封装的LED，专为严苛的照明应用而设计。其3535封装尺寸（3.5mm x 3.5mm）为高效热管理和高光通量输出提供了稳固的平台。该系列经过精心设计，可在高电流条件下可靠运行，因此非常适用于对寿命和性能一致性要求极高的专业及工业照明解决方案。

2. 主要特性与应用

2.1 核心特性

• 高光通量与光效：提供卓越的单位电能光输出，显著提升能源效率。
• 高电流运行：专为承受高正向电流而设计，支持更明亮的照明。
• 低热阻：陶瓷基板和封装设计有助于LED结区实现出色的散热，这对于维持性能和寿命至关重要。
• 兼容无铅回流焊：适用于现代环保的组装工艺。

2.2 目标应用

• 户外与建筑照明灯具。
• 专业植物照明系统。
• 舞台与娱乐照明。
• 汽车信号灯与尾灯。

3. 料号命名规则

料号遵循以下结构：T □□ □□ □ □ □ □ - □ □□ □□ □。关键元素包括：

• 类型代码 (X1)：‘19’标识此为陶瓷3535封装。
• 色温/颜色代码 (X2)：例如 BL (蓝色)、GR (绿色)、YE (黄色)、RE (红色)、PA (PC琥珀色)、CW (RGB)、FW (RGBW)。
• 串/并联芯片数量 (X4, X5)：指示内部配置 (1-Z)。
• 颜色代码 (X7)：指定性能标准，如 ANSI (M)、ERP (F) 或高温变体 (R, T)。

此命名系统允许精确识别LED的电气、光学和热学特性。

4. 绝对最大额定值与电气/光学特性

4.1 绝对最大额定值 (Ta=25°C)

这些是应力极限，即使瞬间也不得超过，以防止永久性损坏。

• 正向电流 (IF)：红色：700 mA；绿色/蓝色：1000 mA。
• 脉冲正向电流 (IFP)：红色：800 mA；绿色/蓝色：1500 mA (脉冲宽度 ≤100μs，占空比 ≤10%)。
• 功耗 (PD)：红色：1820 mW；绿色/蓝色：3600 mW。
• 反向电压 (VR)：5 V。
• 工作/存储温度：-40°C 至 +105°C。
• 结温 (Tj)：红色：105°C；绿色/蓝色：125°C。
• 焊接温度：回流焊期间峰值温度最高230°C或260°C，持续时间不超过10秒。

4.2 电气与光学特性 (Ta=25°C)

标准测试条件 (IF=350mA) 下的典型性能。

• 正向电压 (VF)：红色：1.8-2.6 V；绿色/蓝色：2.8-3.6 V。(公差：±0.1V)
• 主波长 (λD)：红色：615-630 nm；绿色：520-535 nm；蓝色：450-460 nm。(公差：±2.0nm)
• 反向电流 (IR)：在 VR=5V 时最大 10 μA。
• 视角 (2θ1/2)：典型值 120 度。
• 热阻 (Rth j-sp)：结到焊点：典型值 5 °C/W。
• 静电放电 (ESD)：可承受 2000 V (人体模型)。
• 光通量：因颜色和分档而异 (参见第5节)。(公差：±7%)

5. 分档结构

为确保颜色和亮度的一致性，LED被分类到不同的分档中。

5.1 主波长分档 (IF=350mA)

• 红色：R6 (615-620nm)、R1 (620-625nm)、R2 (625-630nm)。
• 绿色：GF (520-525nm)、GG (525-530nm)、G8 (530-535nm)。
• 蓝色：B2 (450-455nm)、B3 (455-460nm)。

5.2 光通量分档 (IF=350mA)

• 红色：AP (51-58 lm) 至 AT (80-88 lm)。
• 绿色：AZ (112-120 lm) 至 BD (150-160 lm)。
• 蓝色：AH (18-22 lm) 至 AL (30-37 lm)。

5.3 正向电压分档 (IF=350mA)

代码从 C3 (1.8-2.0V) 到 L3 (3.4-3.6V)，允许根据特定驱动器要求进行选择。

6. 性能曲线分析

规格书包含多个关键图表 (标记为图 1-10)，展示了不同条件下的性能。这些图表对于设计至关重要。

6.1 光谱与角度特性

• 光谱图 (图 1)：显示光谱功率分布，对于颜色敏感的应用至关重要。
• 视角图 (图 7)：确认典型的 120° 朗伯发射模式。

6.2 电流、电压与温度依赖性

• 相对光强 vs. 正向电流 (图 3)：显示光输出如何随电流变化，对于调光和驱动电流选择很重要。
• 正向电压 vs. 正向电流 (图 4)：IV 曲线对于驱动电路的热设计和电气设计至关重要。
• 波长 vs. 环境温度 (图 2)：指示颜色随温度的漂移，与热管理相关。
• 相对光通量 vs. 环境温度 (图 5)：展示光输出随温度升高而降低，突显了有效冷却的必要性。
• 相对正向电压 vs. 环境温度 (图 6)：显示 Vf 的负温度系数。
• 最大正向电流 vs. 环境温度 (图 8, 9, 10)：这些针对红、绿、蓝 LED 的降额曲线是至关重要的。它们定义了在任何给定环境温度下，为防止超过结温极限所允许的最大安全工作电流。

7. 机械与封装信息

7.1 封装尺寸

陶瓷3535封装的主体尺寸为 3.5mm x 3.5mm，典型高度约为 1.6mm。尺寸图纸为PCB焊盘规划提供了精确的测量值。除非另有说明，公差通常为 ±0.2mm。

7.2 极性标识

重要提示：极性因芯片类型而异。

• 绿色和蓝色 LED：焊盘 1 为阳极 (+)，焊盘 2 为阴极 (-)。
• 红色 LED：焊盘 2 为阳极 (+)，焊盘 1 为阴极 (-)。

错误的极性连接将导致LED无法点亮。

7.3 推荐焊盘布局

提供了焊盘图案设计，以确保可靠的焊接和向PCB的最佳热传递。遵循此推荐布局可最大限度地减少焊接缺陷并最大化散热效率。

8. 焊接与组装指南

8.1 回流焊温度曲线

该LED兼容标准的无铅回流焊工艺。温度曲线中的关键参数包括：

• 封装体峰值温度 (Tp)：最高 260°C。
• 液相线以上时间 (TL=217°C)：60 至 150 秒。
• 峰值温度 ±5°C 内时间 (Tp)：最长 30 秒。
• 升温速率 (TL 到 Tp)：最高 3°C/秒。
• 降温速率 (Tp 到 TL)：最高 6°C/秒。
• 总循环时间 (25°C 到峰值)：最长 8 分钟。

遵循此温度曲线可防止热冲击并确保焊点完整性。

9. 包装与操作

9.1 编带与卷盘规格

LED以凸起式载带形式提供，适用于自动贴片组装。

• 每卷数量：最多 1000 颗。
• 累积公差：每10个间距 ±0.25mm。

卷盘上贴有料号、生产日期代码和数量标签。

9.2 存储与操作

LED应储存在其原始的防潮包装中，置于受控环境（建议：<30°C / 60% RH）。操作时遵循标准ESD预防措施。打开防潮敏感包装后，若超过车间寿命，请遵循车间寿命指南或按照标准IPC/JEDEC程序进行烘烤后再进行回流焊。

10. 应用说明与设计考量

10.1 热管理

这是长期可靠性和性能最关键的因素。尽管热阻较低（典型值5°C/W），但必须设计合适的散热器，尤其是在高电流下。

• 使用多层PCB，在LED焊盘下方设置连接到大面积铜层的散热过孔。
• 对于高功率应用，考虑使用铝基板 (MCPCB) 或主动冷却方案。
• 务必参考最大正向电流 vs. 环境温度降额曲线 (图 8-10)，根据应用的最坏情况温度选择安全工作电流。

10.2 电气驱动

• 使用恒流源而非恒压源驱动LED，以获得稳定的光输出和长久寿命。
• 设计驱动器的顺从电压时，需考虑正向电压分档及其公差。
• 考虑在驱动电路中实现软启动或浪涌电流限制。
• 对于脉冲操作 (IFP)，严格遵守指定的脉冲宽度 (≤100μs) 和占空比 (≤10%) 限制。

10.3 光学设计

• 120° 视角适用于一般照明。对于更窄的光束，需要次级光学器件（透镜）。
• 在设计阶段选择合适的波长和光通量分档，以确保多LED灯具的颜色一致性和亮度均匀性。

11. 技术对比与优势

在高功率场景下，陶瓷3535封装相比传统塑料SMD LED（如2835或5050）具有显著优势：

• 卓越的热性能：陶瓷材料的热导率远高于塑料，在相同功率水平下结温更低，这直接转化为更长的寿命和更高的光输出维持率 (L70/L90)。
• 更高的功率处理能力：由于更好的散热能力，能够承受更高的驱动电流（最高1000mA/1500mA脉冲）。
• 增强的可靠性：陶瓷更能抵抗热循环应力和湿度影响，使其非常适合户外照明等恶劣环境。
• 稳定的色点：更好的热稳定性最大限度地减少了随时间和工作条件变化的颜色漂移。

12. 常见问题解答 (FAQ)

问：陶瓷封装的主要优点是什么？

答：主要优点是出色的热管理，与塑料封装相比，允许更高的驱动电流、更好的可靠性以及更少的性能随时间衰减。

问：为什么红色与绿色/蓝色LED的极性和最大电流不同？

答：这是由于使用了不同的半导体材料（例如，红色用AlInGaP，绿色/蓝色用InGaN），它们具有不同的电气特性和效率。

问：如何为我的设计选择合适的正向电流？

答：从典型测试电流 (350mA) 开始。如需更高亮度，可增加电流，但必须根据您系统预估的最高环境温度和热阻，参考降额曲线 (图 8-10) 以确保不超过 Tj。切勿超过连续电流的绝对最大额定值。

问：料号中的‘颜色代码’（例如 M, F, R）是什么意思？

答：它指的是LED所依据的性能标准或温度等级。例如，‘M’代表标准ANSI分档，而‘R’和‘T’则表示适用于更高结温（分别为85°C和105°C ANSI标准）的分档。

13. 设计与应用案例研究

场景：设计一款大功率户外投光灯。

1. 需求：高流明输出，适用于户外环境，寿命长 (>50,000 小时 L70)。
2. LED选择：选择陶瓷3535封装是因为其热鲁棒性。选择来自‘BD’光通量分档（150-160 lm @350mA）的绿色LED以获得高光效。
3. 热设计：使用带有3mm厚基板的铝基板 (MCPCB)。进行热仿真以确保在环境温度40°C时，LED结温保持在110°C以下。
4. 电气设计：驱动器设置为700mA恒流。参考图9，在40°C环境温度下，最大允许电流远高于700mA，提供了安全裕量。驱动器的输出电压范围适应了Vf分档（例如，H3: 2.8-3.0V）。
5. 光学设计：添加次级光学器件（透镜）以实现投光灯所需的配光角度。
6. 结果：得益于陶瓷LED封装实现的有效热管理，打造出一款可靠、高输出的灯具，在其生命周期内能保持亮度和颜色稳定。

14. 工作原理

发光二极管 (LED) 是通过电致发光发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴在有源区复合，以光子的形式释放能量。发射光的波长（颜色）由所用半导体材料的带隙能量决定（例如，红色/橙色用AlInGaP，蓝色/绿色用InGaN）。陶瓷封装主要用作机械支撑、电气互连，最重要的是，作为高效的导热路径，将热量从半导体芯片（晶粒）传导到印刷电路板和散热器。

15. 技术趋势

LED行业持续朝着更高效率（每瓦更多流明）、更高功率密度和更高可靠性的方向发展。像3535这样的陶瓷封装是这一趋势的一部分，通过解决热挑战来推动这些进步。未来的发展可能包括：

• 光效提升：外延生长和芯片设计的持续改进正在推动光输出的理论极限。
• 先进封装：在单个陶瓷封装内集成多色芯片（RGB, RGBW）以实现颜色可调灯具，或采用芯片级封装 (CSP) 以获得更好的热性能。
• 智能集成：将控制IC或传感器直接集成到LED封装中，用于智能照明系统。
• 专用光谱：进一步优化面向人因照明 (HCL) 和植物照明（例如，远红光、紫外光）的光谱。

根本驱动力是为不断扩大的应用范围提供更可控、更高效、更耐用的光源。