目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
- 2.2 電光特性 (Ts=25°C)
- 2.3 熱力特性
- 3. 分級系統解說
- 3.1 相關色溫 (CCT) 分級
- 3.2 光通量分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
- 4.2 正向電流 vs. 相對光通量
- 4.3 相對光譜功率分佈
- 4.4 結點溫度 vs. 相對光譜能量
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 推薦焊盤佈局同鋼網設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接參數
- 6.2 處理同儲存注意事項
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 型號編碼規則
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 關鍵設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 需要咩驅動器電壓？
- 10.2 點樣達到額定壽命？
- 10.3 我可以連續喺700mA驅動佢嗎？
- 10.4 3K、3L同3M光通量分級有咩區別？
- 11. 設計同使用案例研究
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
9292陶瓷系列係一款高功率、表面貼裝LED，專為要求嚴格嘅照明應用而設計，需要強勁嘅散熱性能同高光通量輸出。採用陶瓷基板，呢種封裝相比傳統塑膠封裝提供更優越嘅散熱能力，令到喺更高驅動電流同較高環境溫度下都能夠可靠運作。呢個系列提供由2700K到6500K嘅一系列白光色溫，喺350mA電流下，典型光通量輸出高達1100流明。其主要目標市場包括商業照明、高棚燈照明、戶外區域照明，以及任何需要長期可靠性同穩定光輸出嘅應用。
1.1 核心優勢
- 優越嘅熱管理：陶瓷封裝提供極佳嘅導熱性，有效將熱量由LED晶片結點傳遞到PCB同散熱器，從而延長運作壽命並保持顏色穩定性。
- 高功率處理能力：額定功率高達10W，適合高流明輸出設計。
- 堅固結構：陶瓷材料提供高機械強度，並能抵抗熱應力同濕氣。
- 穩定嘅光學性能：嚴格嘅色溫同光通量分級標準，確保多顆LED陣列嘅一致性。
- 寬廣視角：典型130度視角，提供寬闊而均勻嘅照明。
2. 深入技術參數分析
呢部分對規格書中指定嘅關鍵電氣、光學同熱力參數提供詳細、客觀嘅解讀。
2.1 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
呢啲數值代表可能導致器件永久損壞嘅極限。正常使用唔建議喺或接近呢啲極限下操作。
- 正向電流 (IF)：700 mA (直流)
- 正向脈衝電流 (IFP)：700 mA (脈衝寬度 ≤ 10ms，佔空比 ≤ 1/10)
- 功耗 (PD)：20300 mW (20.3W)
- 工作溫度 (Topr)：-40°C 至 +100°C
- 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C
- 結點溫度 (Tj)：125°C (半導體結點嘅最高容許溫度)
- 焊接溫度 (Tsld)：回流焊接溫度為230°C或260°C，最長10秒。
2.2 電光特性 (Ts=25°C)
呢啲係喺指定測試條件下嘅典型操作參數。
- 正向電壓 (VF)：典型值9.3V，喺IF = 350mA時最大值為29V。較寬嘅最大值範圍表示生產批次之間可能存在差異；電路設計應考慮上限值。
- 反向電壓 (VR)：5V。LED並非設計用於承受顯著反向偏壓。超過此電壓可能導致即時故障。
- 反向電流 (IR)：喺VR = 5V時，最大值為100 µA。
- 視角 (2θ1/2)：130度 (典型值)。呢個係光強度為峰值強度一半時嘅全角。
2.3 熱力特性
陶瓷封裝嘅主要好處係熱力方面。高最大功耗額定值 (20.3W) 同工作溫度範圍 (-40 至 +100°C) 突顯其能力。然而，為確保可靠性，保持結點溫度 (Tj) 低於125°C至關重要。呢個需要由LED嘅散熱焊盤到系統散熱器之間嘅有效熱路徑設計。
3. 分級系統解說
精確嘅分級系統對於確保照明產品嘅顏色同亮度一致性至關重要。
3.1 相關色溫 (CCT) 分級
LED提供標準CCT，每個都對應CIE 1931圖上嘅特定色度區域。訂貨編碼指定目標區域，保證發出嘅白光喺定義嘅色域內。
- 2700K (區域: 8A, 8B, 8C, 8D)
- 3000K (區域: 7A, 7B, 7C, 7D)
- 3500K (區域: 6A, 6B, 6C, 6D)
- 4000K (區域: 5A, 5B, 5C, 5D)
- 4500K (區域: 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
- 5000K (區域: 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
- 5700K (區域: 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
- 6500K (區域: 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)
注意：規格書指明光通量分級代表最小值。出貨可能超過訂購嘅最小光通量，但一定會遵循訂購嘅CCT色度區域。
3.2 光通量分級
光通量喺測試電流350mA下進行分級。公差有明確定義。
- 暖白光 / 中性白光 (2700K-5000K, CRI 70)：
- 編碼 3K：最小 800 lm，典型 900 lm
- 編碼 3L：最小 900 lm，典型 1000 lm
- 冷白光 (5000K-10000K, CRI 70)：
- 編碼 3L：最小 900 lm，典型 1000 lm
- 編碼 3M：最小 1000 lm，典型 1100 lm
公差：光通量：±7%；CRI：±2；色度坐標：±0.005。
4. 性能曲線分析
圖形數據提供咗LED喺唔同條件下行為嘅深入理解。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
I-V曲線係二極管嘅特性。喺350mA下典型Vf為9.3V，表明呢個係高壓LED，可能喺封裝內有多個串聯嘅二極管結點。設計師必須確保驅動器能夠提供足夠電壓，特別係考慮到最大Vf為29V。曲線顯示非線性關係；電壓嘅輕微增加會導致電流大幅增加，突顯咗恆流驅動嘅必要性。
4.2 正向電流 vs. 相對光通量
呢條曲線展示光輸出對驅動電流嘅依賴性。光輸出隨電流增加而增加，但並非線性。喺較高電流下，效率通常會因熱效應增加同效率下降而降低。喺建議嘅350mA下操作，可能代表輸出同效率/壽命之間嘅平衡。
4.3 相對光譜功率分佈
白光LED嘅光譜曲線顯示一個主要嘅藍色峰值 (來自InGaN晶片) 同一個更寬嘅黃色螢光粉發射。呢啲峰值嘅形狀同比例決定CCT同CRI。冷白光LED有更明顯嘅藍色峰值，而暖白光則有更強嘅螢光粉發射。呢條曲線對於理解顯色特性至關重要。
4.4 結點溫度 vs. 相對光譜能量
呢個圖表對於理解色偏至關重要。隨住結點溫度升高，LED晶片嘅光譜輸出同螢光粉嘅轉換效率可能會改變，導致CCT同色度偏移。陶瓷封裝有助於最小化溫升，從而減少呢種偏移嘅幅度。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED封裝喺9.2mm x 9.2mm嘅陶瓷表面貼裝封裝內。確切高度通常約為1.6mm。尺寸圖提供PCB焊盤設計同間隙檢查嘅關鍵尺寸。
5.2 推薦焊盤佈局同鋼網設計
提供詳細嘅焊盤佈局圖，以確保正確嘅焊點形成同熱連接。設計通常包括一個用於傳熱嘅大型中央散熱焊盤，同埋用於電氣連接 (陽極同陰極) 嘅較小焊盤。隨附嘅鋼網設計推薦錫膏開口幾何形狀同厚度，以達到正確嘅錫膏量。呢啲佈局嘅公差指定為±0.10mm。
5.3 極性識別
規格書應標明器件上嘅極性標記 (例如，點、凹口或斜角) 並將其與焊盤佈局相關聯。正確嘅極性對於操作至關重要。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接參數
LED兼容標準無鉛回流製程。焊接期間器件本體最高溫度不得超過260°C，並且喺230°C以上嘅時間應限制喺10秒內。遵循推薦嘅溫度曲線 (升溫、保溫、回流峰值、冷卻) 至關重要，以防止熱衝擊、焊點缺陷或損壞LED內部材料同螢光粉。
6.2 處理同儲存注意事項
- 喺指定溫度範圍內 (-40 至 +100°C) 嘅乾燥、防靜電環境中儲存。
- 處理時採取ESD防護措施，以保護半導體結點。
- 避免對陶瓷本體或鍵合線施加機械應力。
- 喺製造商推薦嘅保質期內使用，通常喺適當儲存條件下，由出貨日期起計12個月。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 包裝規格
LED通常以帶狀包裝同捲盤供應，用於自動貼片組裝。捲盤尺寸、帶寬、凹槽尺寸同器件方向遵循標準EIA-481指引。每捲數量係標準值，例如100或500件。
7.2 型號編碼規則
型號 T12019L(C/W)A 編碼咗關鍵產品屬性：
- T：系列識別碼。
- 12：陶瓷9292嘅封裝代碼。
- L/C/W：顏色代碼 (L=暖白光，C=中性白光，W=冷白光)。
- 其他數字根據詳細命名規則圖表指定內部代碼、光通量分級同其他選項。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 高棚燈同工業照明：需要高流明輸出同堅固結構嘅地方。
- 戶外區域照明：路燈、停車場燈、體育場照明，受益於寬廣視角同熱力穩健性。
- 高輸出筒燈同軌道燈：適用於商業同零售空間。
- 特殊照明：植物生長燈，需要特定光譜同高強度。
8.2 關鍵設計考慮因素
- 熱管理：呢個係最關鍵嘅因素。使用喺焊盤下方有足夠導熱孔嘅PCB，連接到尺寸足夠嘅金屬基板PCB (MCPCB) 或散熱器。熱界面材料 (TIM) 嘅質量好重要。
- 驅動電流：使用恆流LED驅動器。電流應根據所需光輸出同熱設計餘量設定。切勿超過絕對最大額定值。
- 光學設計：130度視角可能需要二次光學元件 (透鏡、反射器) 來實現所需嘅光束圖案。
- 電氣佈局：確保由驅動器到LED嘅走線具有低電感、低電阻，以最小化功率損耗同電壓尖峰。
9. 技術比較同差異化
同標準中功率塑膠SMD LED (例如，3030，5050) 相比，9292陶瓷系列提供：
- 更高功率處理能力：10W+ 對比塑膠封裝通常1-3W。
- 更優越嘅熱阻 (Rth j-s)：陶瓷基板嘅熱阻遠低於塑膠，導致相同功率下結點溫度更低，直接轉化為更長壽命 (L70，L90)。
- 更好嘅顏色穩定性：更低嘅熱阻最小化隨時間同溫度嘅色偏。
- 更高成本：陶瓷封裝比塑膠成型更昂貴。
同其他陶瓷封裝 (例如，3535，5050陶瓷) 相比，9292嘅更大佔位面積允許更大嘅散熱焊盤，並且可能從多個晶片或更大嘅單一晶片獲得更高總光輸出。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 需要咩驅動器電壓？
驅動器必須提供高於LED串最大正向電壓 (Vf max) 嘅電壓。對於單一顆9292 LED，驅動器輸出必須超過29V。實際上，會增加安全餘量。對於多顆串聯LED，將最大Vf乘以LED數量。
10.2 點樣達到額定壽命？
LED壽命 (例如，L70 - 光輸出降至初始值70%嘅時間) 極度依賴於結點溫度 (Tj)。要達到額定壽命，你必須設計系統，令Tj遠低於最大值125°C，理想情況下喺操作期間低於85-105°C。呢個需要如第8.2節所述嘅優秀熱管理。
10.3 我可以連續喺700mA驅動佢嗎？
直流正向電流嘅絕對最大額定值係700mA。然而，喺呢個最大額定值下連續操作會產生大量熱量，並可能將Tj推到極限，嚴重影響壽命同可靠性。指定嘅典型操作條件係350mA。高於此電流嘅操作只應喺具有卓越熱設計並了解壽命會減少嘅情況下考慮。
10.4 3K、3L同3M光通量分級有咩區別？
呢啲係喺350mA下測量嘅光通量輸出分級。3K係最低輸出分級 (最小800lm)，3L係中間 (最小900lm)，而3M係冷白光嘅最高分級 (最小1000lm)。選擇更高分級嘅器件會產生更多光，但成本可能更高。
11. 設計同使用案例研究
場景：設計一個100W高棚燈具。
設計師目標係創建一個約15,000流明嘅燈具。使用9292 LED，喺3M光通量分級 (每顆典型1000lm)，佢哋需要15顆LED。佢哋將佢哋排列成3串聯 x 5並聯配置。每串嘅最大Vf為3 * 29V = 87V。佢哋選擇一個輸出為1050mA (350mA x 3並聯串) 且電壓範圍覆蓋高達~90V嘅恆流驅動器。PCB係一塊有厚鋁基板嘅金屬基板。進行熱模擬，以確保散熱器能夠喺40°C環境溫度下散發約150W總熱量 (100W電功率，加上驅動器損耗)，同時保持LED結點溫度低於105°C。使用二次光學元件來創建適合高棚照明嘅120度光束圖案。
12. 工作原理
白光LED基於半導體中電致發光同螢光粉轉換嘅原理運作。電流驅動通過正向偏壓嘅InGaN (氮化銦鎵) 半導體結點，導致電子同電洞復合並發射藍色光譜 (通常約450-455nm) 嘅光子。呢啲藍光然後撞擊晶片上或附近嘅一層黃色 (YAG:Ce) 螢光粉塗層。螢光粉吸收一部分藍色光子，並喺黃色區域嘅寬廣光譜上重新發射光。剩餘藍光同轉換後黃光嘅混合物被人眼感知為白光。藍光同黃光嘅比例決定相關色溫 (CCT)。
13. 技術趨勢
高功率陶瓷LED市場由幾個關鍵趨勢驅動：
- 提高光效 (lm/W)：晶片外延、螢光粉技術同封裝設計嘅持續改進，旨在從每瓦電輸入中提取更多光。
- 改善色彩品質：開發螢光粉混合物 (多螢光粉或紫光激發系統)，以實現更高顯色指數 (CRI)，特別係R9 (飽和紅色)，以及批次間更一致嘅顏色。
- 高光通量小型化：努力將更多流明塞入更細嘅陶瓷封裝 (例如，由9292轉向更緊湊但功率相同嘅尺寸)，以實現更細、更隱蔽嘅燈具。
- 智能同可調光照明：將陶瓷LED同控制電子設備集成，以實現調光、CCT調節同變色功能，用於以人為本嘅照明應用。
- 可靠性同壽命：持續關注材料同封裝，以進一步降低熱阻並減緩光衰，將L90壽命推至超過100,000小時。
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。 |