目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 技术参数深度解析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 正向电压分档
- 3.2 光通量分档
- 3.3 白光色坐标分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 光谱分布与辐射模式
- 4.2 正向电压 vs. 电流与光通量 vs. 电流
- 4.3 色温 vs. 电流与电流降额
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 焊盘设计与极性标识
- 6. 焊接与组装指南
- 7. 应用建议与设计考量
- 7.1 典型应用场景
- 7.2 关键设计考量
- 8. 技术对比与差异化
- 9. 常见问题解答（基于技术参数）
- 10. 实际设计与使用案例
- 11. 工作原理简介
- 12. 技术趋势与背景
1. 产品概述
CHIN系列ELCH06-BJ4J6Z10-N0是一款高功率表面贴装LED，专为需要高光输出和效率的应用而设计。它采用InGaN半导体技术产生白光。该器件的特点是封装紧凑、光通量高，且在脉冲工作模式下性能稳健，适用于要求苛刻的照明任务。
1.1 核心优势与目标市场
这款LED的主要优势包括：在1000毫安驱动电流下，典型光通量高达200流明，光学效率约为每瓦54流明。它内置额定高达8千伏的ESD保护，提升了其处理可靠性。其湿敏等级为1级，具有良好的储存寿命，适用于标准的SMT组装工艺。该器件符合RoHS标准且无铅。其主要目标市场是移动设备相机闪光灯、数码视频补光灯、通用室内及装饰照明、TFT背光以及各种汽车内外照明应用。
2. 技术参数深度解析
本节对规格书中定义的器件关键技术规格进行详细、客观的分析。
2.1 绝对最大额定值
器件的运行极限对于可靠设计至关重要。最大连续直流正向电流为350毫安。然而，在特定条件下，它可以承受1500毫安的峰值脉冲电流：脉冲宽度400毫秒，关断时间3600毫秒；或者最大持续时间50毫秒，占空比不超过10%。最高结温为125°C，结到外壳的热阻为10°C/W。工作温度范围为-40°C至+85°C。必须注意，该LED并非设计用于反向偏压工作。超出这些额定值，尤其是同时或长时间超出，可能导致永久性损坏或可靠性问题。
2.2 光电特性
关键性能参数是在焊盘温度为25°C、脉冲条件下（50毫秒脉冲）测量的。在1000毫安电流下，光通量的典型值为200流明，最小值为160流明，最大值为250流明，测量容差为±10%。在1000毫安电流下，正向电压范围为最小值2.95V至最大值4.45V，测量容差为±0.1V。规定了一个特殊的低电流、低电压参数：在10微安电流下，正向电压典型值为2.0V。相关色温典型值为6000K，范围从4500K到7000K。
3. 分档系统说明
该器件在特定的性能分档内供应，以确保应用的一致性。
3.1 正向电压分档
正向电压在IF=1000毫安时测量，分为五个档位，每个档位覆盖0.3V的范围。档位代码及其对应的电压范围是：2932（2.95V - 3.25V）、3235（3.25V - 3.55V）、3538（3.55V - 3.85V）、3841（3.85V - 4.15V）和4144（4.15V - 4.45V）。
3.2 光通量分档
光通量在IF=1000毫安时分为三类：J4（160流明 - 180流明）、J5（180流明 - 200流明）和J6（200流明 - 250流明）。型号ELCH06-BJ4J6Z10-N0表示其光通量档位为J6。
3.3 白光色坐标分档
白光色点在CIE 1931色度图上由特定的色坐标定义，分为三个相关色温档位：档位（1）对应4550K（4500K-5000K范围）、档位（2）对应5057K（5000K-5700K范围）、档位（3）对应5770K（5700K-7000K范围）。色坐标测量允差为±0.01。型号表明该器件属于特定的白光分档结构。
4. 性能曲线分析
规格书提供了几条特性曲线，对于理解器件在不同工作条件下的行为至关重要。
4.1 光谱分布与辐射模式
相对光谱分布曲线显示了荧光粉转换白光LED典型的宽发射光谱，在蓝色区域（来自InGaN芯片）有一个峰值，并有宽的黄色荧光粉发射。典型的辐射模式为朗伯型，意味着发光强度与视角的余弦成正比，从而产生宽而均匀的光束。视角为120度，容差为±5度。
4.2 正向电压 vs. 电流与光通量 vs. 电流
正向电压随电流增加而增加，这是二极管的典型特性。设计人员必须考虑这一点，以确保正确的驱动器设计和热管理。光通量输出随正向电流的增加呈亚线性增长。虽然以更高电流驱动会产生更多光，但也会产生更多热量，这可能降低效率和寿命。该曲线显示了光通量随电流（最高至1500毫安）的相对变化。
4.3 色温 vs. 电流与电流降额
相关色温可能随驱动电流发生轻微偏移，通常随电流升高而增加。这对于颜色要求严格的应用是一个重要的考量因素。正向电流降额曲线对于热设计至关重要。它显示了最大允许连续正向电流作为焊盘温度的函数。为了将结温维持在最高125°C以下，必须随着环境或电路板温度的升高而降低驱动电流。例如，在焊盘温度为100°C时，最大允许连续电流显著低于25°C时的值。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED封装在一个紧凑的表面贴装封装内。从顶视图图纸中提取的关键尺寸包括：封装整体尺寸长度约2.04毫米，宽度约1.64毫米。光学中心相对于封装边缘定位。图中标明了芯片位置，以及用于电气连接的独立阳极和阴极焊盘。所有尺寸单位均为毫米，除非另有说明，标准公差为±0.1毫米。
5.2 焊盘设计与极性标识
该封装具有两个清晰定义的焊盘。阳极和阴极焊盘明显分离。在组装过程中，正确的极性识别至关重要，以防止反向连接，因为该器件并非设计用于反向偏压。尺寸图提供了精确的焊盘几何形状和间距，这对于PCB焊盘图案设计以确保良好的焊点形成和机械稳定性至关重要。
6. 焊接与组装指南
该器件适用于回流焊，最高焊接温度为260°C。它最多允许进行两次回流焊循环，这对于大多数SMT元件是标准要求。湿敏等级为1级，意味着该器件可以在≤30°C / 85% RH的条件下无限期储存，无需在回流焊前进行烘烤。与更高湿敏等级的元件相比，这简化了物流和操作。操作LED时，建议避免连续超过最高工作温度一小时以上，以确保长期可靠性。
7. 应用建议与设计考量
7.1 典型应用场景
- 手机相机闪光灯：其高脉冲电流能力和高光通量使其非常适合移动设备中的相机闪光灯/频闪应用。设计必须侧重于管理高瞬时功耗。
- 数码视频补光灯：适用于数码视频设备中恒定或可变亮度的补光灯应用，要求颜色和输出稳定。
- 通用照明：可用于阵列，用于室内照明、装饰照明或建筑重点照明。对于阵列设计，PCB（金属基板PCB）上的热管理至关重要。
- TFT背光：其高亮度和小尺寸使其可用于直下式或侧入式背光单元，可能结合导光板。
- 汽车照明：适用于车内阅读灯、门灯或车外辅助灯，需考虑其宽工作温度范围。
7.2 关键设计考量
- 热管理：这是最重要的因素。规格书指出，对于1500毫安操作，所有可靠性测试都是在"良好热管理"条件下，使用1.0x1.0平方厘米的金属基板PCB进行的。设计人员必须提供从焊盘到散热器的充分热路径。10°C/W的结到外壳热阻表明必须有效地将热量从封装传导出去。
- 电流驱动：使用恒流驱动器，而非恒压源，以确保稳定的光输出并防止热失控。仔细遵守直流和脉冲电流的绝对最大额定值。
- 光学设计：朗伯型辐射模式提供宽光束。对于需要聚焦的应用，需要次级光学元件（透镜、反射器）。机械图纸中提供了光学中心的位置，用于光学对准。
- ESD防护：虽然该器件具有8千伏ESD保护，但仍建议在组装过程中采取标准的ESD操作预防措施。
8. 技术对比与差异化
虽然直接对比需要具体的竞争对手数据，但可以从其规格中推断出这款LED的关键差异化特性。在紧凑的2.04x1.64毫米封装内实现相对较高的光通量（200流明）的组合，对于手机等空间受限的应用是一个显著优势。指定的8千伏ESD保护是一个强大的特性，可能超过一些竞争对手的产品，从而提高了组装良率和现场可靠性。光通量、电压和颜色的详细分档结构为设计人员提供了可预测的性能，这对于一致性是关键的大规模生产至关重要。处理高脉冲电流（1500毫安）的能力使其特别适合相机闪光灯应用，这是一个要求严格的细分市场。
9. 常见问题解答（基于技术参数）
问：我可以在1000毫安电流下连续驱动这款LED吗？
答：规格书规定的是在50毫秒脉冲条件下、1000毫安电流时的光电特性。最大连续直流电流额定值为350毫安。因此，在1000毫安下连续工作超出了绝对最大额定值，不建议这样做，因为这很可能导致过热并损坏LED。对于高亮度连续工作，必须根据实际焊盘温度，按照热降额曲线对电流进行降额。
问："低电流低VF@10 µA"参数是什么意思？
答：此参数表示当施加非常小的电流（10微安）时，典型的正向电压。这对于可能使用小电流来检测LED是否存在，或用于极低功耗待机指示场景的电路设计人员很有用。它显著低于工作电流下的正向电压。
问：如何解读型号ELCH06-BJ4J6Z10-N0？
答：虽然完整的命名规则没有明确详述，但根据分档表，"J6"很可能指的是光通量档位（200-250流明），其他部分可能编码了色温档位、正向电压档位和其他产品变体。"CHIN系列"和"ELCH06"前缀标识了产品系列。
问：为什么可靠性测试基于1000小时且光衰小于30%？
答：这是LED行业标准的可靠性基准。它表示在规定的测试条件下运行1000小时后，光通量衰减保证小于30%。此参数有助于估算产品在实际使用中的光通维持率和寿命。
10. 实际设计与使用案例
案例：设计手机相机闪光灯模块
一位设计人员负责将高功率闪光灯集成到智能手机中。他们选择ELCH06-BJ4J6Z10-N0，因其高脉冲输出和小尺寸。设计过程包括：
1. PCB布局：在PCB上创建与LED焊盘匹配的热焊盘图案，使用大型热过孔连接到内部铜层或专用的金属基板以进行散热。
2. 驱动电路：实现开关模式或基于电容的驱动电路，能够提供所需的1500毫安脉冲（持续400毫秒），并由手机的相机处理器提供适当的控制逻辑。
3. 光学元件：设计或选择一个放置在LED上方的塑料透镜或扩散器，以加宽或塑形光束模式，充分照亮相机的视野，确保LED的光学中心与透镜对齐。
4. 热仿真：运行热仿真，以确保在重复使用闪光灯时手机外壳和内部组件不会过热，可能需要在软件上限制闪光持续时间或频率。
5. 测试：在高温箱条件下验证光输出、颜色一致性和可靠性，以模拟实际使用情况。
11. 工作原理简介
ELCH06-BJ4J6Z10-N0是一款荧光粉转换白光LED。其核心是一个由氮化铟镓制成的半导体芯片，当电流通过时（电致发光），它会发射蓝光。这种蓝光并不直接使用。相反，它照射到沉积在芯片上或周围的荧光粉材料层（通常是掺铈的钇铝石榴石，即YAG:Ce）。荧光粉吸收一部分蓝色光子，并以更长的波长（主要在黄色区域）重新发射光。剩余的未被吸收的蓝光与发射的黄光混合，产生白光的感知。确切的白色色调（相关色温）由蓝光与黄光的比例决定，这由荧光粉的成分和厚度控制。这项技术使得能够从固态器件中高效地产生高质量的白光。
12. 技术趋势与背景
该器件存在于固态照明取代传统光源的更广泛趋势中。相关的关键趋势包括：
效率提升：虽然这款LED提供54流明/瓦的效率，但行业仍在继续追求更高的光效，以在相同光输出下降低能耗。
色彩质量与一致性：对于色彩还原至关重要的应用（如零售照明或摄影），越来越强调高显色指数和更严格的颜色分档。
小型化与高光通密度：正如这款LED所展示的，将更多光线封装到更小封装中的驱动力仍在继续，适用于移动设备、汽车前照灯和超薄显示器等应用。
可靠性与寿命：材料、封装和热管理方面的改进不断延长LED的寿命和光通维持率，使其适用于更关键和长寿命的应用。
智能与互联照明：LED是实现数字可控照明系统的关键技术。虽然这是一个组件级器件，但它构成了可以动态调整亮度和颜色的系统的基础。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |