目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
- 2.2 電光特性 (Ts=25°C, IF=350mA)
- 3. 分級系統解釋
- 3.1 相關色溫 (CCT) 分級
- 3.2 光通量分級
- 3.3 順向電壓分級
- 3.4 型號編碼規則
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)
- 4.2 順向電流 vs. 相對光通量
- 4.3 接面溫度 vs. 相對光譜功率
- 4.4 相對光譜功率分佈
- 5. 機械及包裝資料
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 建議焊盤圖案及鋼網設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 回流焊接溫度曲線
- 6.2 處理及儲存注意事項
- 7. 包裝及訂購資料
- 7.1 載帶及捲盤規格
- 7.2 包裝數量
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較及優勢
- 10. 常見問題 (FAQs)
- 10.1 70 CRI同85 CRI版本有咩分別？
- 10.2 我可唔可以連續用500mA驅動呢款LED？
- 10.3 點樣解讀光通量分級代碼 (例如，2B)？
- 11. 實用設計案例分析
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高功率1W白光LED嘅規格，佢採用咗堅固嘅陶瓷3535表面貼裝封裝。同傳統塑膠封裝相比，陶瓷封裝提供更優越嘅導熱性能，能夠更有效噉將LED晶片接面嘅熱量散走。咁樣做可以提升性能穩定性、延長使用壽命，同埋喺苛刻嘅工作環境下保持更高嘅可靠性。呢款產品專為需要高光輸出同優異熱管理嘅應用而設計，例如汽車照明、一般照明同埋特殊照明裝置。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
以下參數定義咗可能導致LED永久損壞嘅極限。唔建議長時間喺呢啲極限值或接近極限值嘅情況下操作。
- 順向電流 (IF):500 mA (最大連續電流)。
- 順向脈衝電流 (IFP):700 mA (脈衝寬度 ≤10ms，工作週期 ≤1/10)。
- 功率損耗 (PD):1700 mW。
- 工作溫度 (Topr):-40°C 至 +100°C。
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 接面溫度 (Tj):125°C (最大值)。
- 焊接溫度 (Tsld):回流焊接喺230°C或260°C下，最多10秒。
2.2 電光特性 (Ts=25°C, IF=350mA)
呢啲係標準測試條件下嘅典型性能參數。
- 順向電壓 (VF):典型值3.2V，最大值3.4V。呢個係LED喺350mA驅動下嘅壓降。
- 逆向電壓 (VR):5V (最大值)。逆向偏壓超過呢個電壓可能會損壞LED。
- 逆向電流 (IR):最大50 µA。
- 視角 (2θ1/2):120度 (典型值)。呢個寬光束角度適合一般照明應用。
3. 分級系統解釋
為咗確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。
3.1 相關色溫 (CCT) 分級
呢款LED提供標準CCT範圍，每個範圍對應CIE圖上特定嘅色度區域。典型CCT同佢哋對應嘅分級代碼係：2700K (8A-8D)、3000K (7A-7D)、3500K (6A-6D)、4000K (5A-5D)、4500K (4A-4U)、5000K (3A-3U)、5700K (2A-2U)、6500K (1A-1U)、同埋8000K (0A-0U)。產品保證喺訂購嘅CCT色度區域內。
3.2 光通量分級
光通量分級指定咗喺350mA下嘅最低光輸出。實際光通量可能會更高。例子包括：
- 70 CRI 暖白光 (2700-3700K):分級由1Y (80-87 lm) 到 2D (114-122 lm)。
- 70 CRI 中性白光 (3700-5000K):分級由1Z (87-94 lm) 到 2F (130-139 lm)。
- 70 CRI 冷白光 (5000-10000K):分級由2A (94-100 lm) 到 2F (130-139 lm)。
- 85 CRI 版本亦都有提供相應嘅光通量分級 (例如，暖白光嘅1W: 70-75 lm)。
3.3 順向電壓分級
電壓分級有助於電流調節嘅電路設計。分級為：代碼1 (2.8-3.0V)、代碼2 (3.0-3.2V)、代碼3 (3.2-3.4V)、代碼4 (3.4-3.6V)。
3.4 型號編碼規則
零件編號結構係：T [封裝代碼] [晶片數量代碼] [透鏡代碼] [內部代碼] - [光通量代碼] [CCT代碼]。例如，T1901PL(C,W)A解碼為：T (系列)、19 (陶瓷3535封裝)、P (1個高功率晶片)、L (透鏡代碼01)、(C,W) (CCT: 中性白光或冷白光)、A (內部代碼)，光通量同CCT代碼會另外指定。
4. 性能曲線分析
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)
I-V曲線顯示咗電流同電壓之間嘅指數關係。設計師會用呢條曲線嚟選擇合適嘅驅動器拓撲 (恆流 vs. 恆壓)，同埋計算功率損耗 (Vf * If)。喺350mA下典型嘅3.2V Vf係一個關鍵設計點。
4.2 順向電流 vs. 相對光通量
呢條曲線顯示光輸出會隨電流增加而增加，但唔係線性關係。效率通常會喺較高電流時下降，因為熱量增加 (droop效應)。喺建議嘅350mA下操作，可以提供輸出同效率之間良好嘅平衡。
4.3 接面溫度 vs. 相對光譜功率
當接面溫度 (Tj) 升高，LED嘅光譜輸出可能會偏移，通常會導致顏色輕微變化 (色度偏移) 同光通量下降。陶瓷封裝有助於最小化Tj上升，從而穩定光學性能。
4.4 相對光譜功率分佈
光譜圖顯示咗每個波長發出嘅光強度。對於白光LED (通常係螢光粉轉換)，佢顯示晶片發出嘅藍色峰值，同埋螢光粉發出嘅更寬嘅黃色/白色峰值。曲線下面嘅面積同總光通量有關，而形狀就決定咗顯色指數 (CRI) 同CCT。
5. 機械及包裝資料
5.1 外形尺寸
LED採用標準3535佔位面積 (約3.5mm x 3.5mm)。精確嘅尺寸圖顯示咗本體尺寸、透鏡形狀同端子位置。公差指定為 .X 尺寸 ±0.10mm 同 .XX 尺寸 ±0.05mm。
5.2 建議焊盤圖案及鋼網設計
提供咗焊盤圖案用於PCB佈局，確保形成正確嘅焊點同熱連接。相應嘅鋼網設計指導回流焊接嘅錫膏塗敷。正確嘅焊盤設計對於機械穩定性同傳熱到PCB至關重要。
5.3 極性識別
必須正確識別LED封裝上嘅陽極同陰極端子，並同PCB佈局匹配。極性錯誤會導致LED唔著。
6. 焊接及組裝指引
6.1 回流焊接溫度曲線
LED兼容標準無鉛回流製程。焊接期間本體最高溫度唔應該超過260°C超過10秒。必須跟從建議嘅溫度曲線 (預熱、保溫、回流、冷卻)，以避免熱衝擊，確保可靠焊點，同時唔損壞內部組件或螢光粉。
6.2 處理及儲存注意事項
LED對靜電放電 (ESD) 敏感。處理同組裝期間要採取適當嘅ESD預防措施。喺指定溫度範圍內 (-40°C 至 +100°C) 儲存喺乾燥、防靜電環境中。避免暴露喺濕氣中；如果暴露咗，喺回流前要跟從烘烤程序。
7. 包裝及訂購資料
7.1 載帶及捲盤規格
LED以凸紋載帶形式供應，捲喺捲盤上，適合自動化貼片組裝設備。載帶尺寸 (口袋尺寸、間距) 係標準化嘅。
7.2 包裝數量
使用標準捲盤數量 (例如，每捲1000或2000件)。外包裝包括標籤，標明零件編號、分級代碼 (光通量、CCT、Vf)、數量同批次號碼，以便追溯。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 汽車照明：日間行車燈 (DRL)、車內照明、信號燈。
- 一般照明：LED燈膽、筒燈、面板燈、街燈。
- 特殊照明：手提燈、應急照明、建築重點照明。
8.2 設計考慮因素
- 熱管理：主要設計挑戰。使用具有足夠導熱孔嘅PCB，可能仲需要金屬基板 (MCPCB) 或散熱器，以維持從LED接面到環境嘅低熱阻路徑。
- 電流驅動：一定要使用恆流驅動器，唔係恆壓源，以確保穩定嘅光輸出同防止熱失控。
- 光學：可能需要二次光學元件 (透鏡、反射器) 嚟達到所需嘅光束圖案。
9. 技術比較及優勢
陶瓷3535封裝相比塑膠SMD封裝 (例如3528或5050) 甚至其他陶瓷封裝，具有明顯優勢：
- 對比塑膠封裝：導熱性更優越，導致接面溫度更低、最大驅動電流潛力更高、光通維持率更好、壽命更長，特別係喺高功率應用中。
- 對比其他陶瓷封裝：3535佔位面積係常見嘅行業標準，喺尺寸、功率處理同光輸出之間提供良好平衡，令佢對好多照明設計都非常通用。
10. 常見問題 (FAQs)
10.1 70 CRI同85 CRI版本有咩分別？
CRI (顯色指數) 衡量光源相對於參考光源，自然呈現物體顏色嘅能力。85 CRI LED比70 CRI LED提供更好嘅色彩保真度，呢點對於零售、博物館或高品質住宅照明好重要。代價通常係較高CRI嘅LED會有稍低嘅發光效率 (每瓦流明)。
10.2 我可唔可以連續用500mA驅動呢款LED？
雖然絕對最大額定值係500mA，但喺呢個電流下連續操作會產生大量熱量。建議嘅工作電流係350mA。要喺500mA下驅動，需要極佳嘅熱管理，以保持接面溫度遠低於125°C，否則壽命同性能會迅速下降。
10.3 點樣解讀光通量分級代碼 (例如，2B)？
光通量分級代碼保證咗最低光通量。例如，70 CRI冷白光嘅2B分級保證喺350mA下至少有100 lm。出貨零件嘅實際光通量會喺該分級嘅最小值同最大值之間 (例如，100-107 lm)，但唔保證係典型值。
11. 實用設計案例分析
場景：設計一款高品質嘅LED筒燈，使用中性白光 (4000K) 同良好顯色性 (CRI >80)。
選擇：選擇一款85 CRI中性白光LED，CCT分級為5x，光通量分級例如2A (最低94-100 lm)。
熱設計：將LED安裝喺1.6mm厚嘅MCPCB (鋁基板) 上。MCPCB用導熱介面材料連接到散熱器。熱模擬應該確認喺環境溫度45°C下，Tj<100°C。
電氣設計：使用額定輸出為350mA嘅恆流LED驅動器。包括過壓同開路/短路保護。
光學設計：將LED配對一個二次透鏡，以達到30度光束角用於射燈效果。
12. 工作原理
白光LED基於半導體電致發光同螢光粉轉換嘅原理運作。電流流經半導體晶片 (通常係InGaN)，令佢發出藍色或紫外光譜嘅光子。呢啲高能量光子然後撞擊塗喺晶片上嘅一層螢光粉材料。螢光粉吸收一部分呢啲光子，並以更長、更低能量嘅波長 (黃色、紅色) 重新發光。未轉換嘅藍光同下轉換嘅黃/紅光混合，被人眼感知為白光。確切嘅比例決定咗相關色溫 (CCT)。
13. 技術趨勢
LED行業持續演變，有幾個關鍵趨勢影響緊陶瓷3535 LED呢類組件：
- 發光效率提升 (lm/W)：晶片設計、螢光粉技術同封裝效率嘅持續改進，令相同電輸入下有更多光輸出，減少能源消耗。
- 更高可靠性及壽命：材料 (例如堅固陶瓷) 同製造工藝嘅進步，正將額定壽命 (L70/B50) 推至超過50,000小時。
- 改善色彩品質：多種螢光粉混合物同新穎晶片結構嘅發展，令LED能夠實現非常高嘅CRI (90+)、出色嘅色彩一致性 (嚴格分級) 同可調白光。
- 微型化及更高功率密度：喺相同或更細嘅佔位面積內處理更多功率嘅能力 (例如3030、2929封裝) 係一個持續趨勢，需要越來越好嘅熱管理解決方案。
- 智能及互聯照明：LED正成為物聯網系統不可或缺嘅一部分，要求驅動器，有時甚至封裝本身，支援調光、色彩調節同數據通信協議。
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 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，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，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
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點亮所需嘅最小電壓，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正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，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） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，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），例如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芯片內部嘅實際工作溫度。 | 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嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 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 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
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 | 代碼例如 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 | 代碼例如 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，確保顏色落喺極細範圍內。 | 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，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
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 | 喺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嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |