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)
- 3. 分級系統說明
- 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 接面溫度 vs. 相對光譜功率
- 4.4 相對光譜功率分佈
- 5. 機械及封裝資料
- 5.1 封裝外形圖
- 5.2 推薦焊盤圖案同鋼網設計
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 回流焊接參數
- 6.2 處理及儲存注意事項
- 7. 應用建議
- 7.1 典型應用場景
- 7.2 設計考慮因素
- 8. 技術比較與區分
- 9. 常見問題 (FAQs)
- 9.1 建議操作電流係幾多？
- 9.2 點解正向電壓咁高 (~27V)？
- 9.3 點樣選擇正確嘅CCT分級？
- 9.4 需要咩散熱器？
- 9.5 可以用PWM調光嗎？
- 10. 實用設計案例分析
- 11. 技術原理介紹
- 12. 行業趨勢與發展
1. 產品概覽
T12系列係一款採用倒裝晶片技術嘅高功率表面貼裝LED模組。呢份文件詳細說明咗一個10W白光型號嘅規格，佢由9粒LED晶片串聯組成。倒裝晶片設計透過將半導體晶粒直接貼裝到基板上，提升咗散熱效能同可靠性，改善熱量散發並降低熱阻。
呢款LED模組專為需要高光輸出同強勁性能嘅應用而設計，例如工業照明、高棚燈具、戶外區域照明同埋特殊燈具。佢嘅串聯配置需要較高嘅正向電壓同受控電流，從而簡化驅動器設計。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值 (Ts=25°C)
以下參數定義咗操作極限，超出呢啲極限可能會對LED造成永久損壞。呢啲唔係建議嘅操作條件。
- 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)
- 操作溫度 (Topr):-40°C 至 +100°C
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +100°C
- 接面溫度 (Tj):125°C (最高)
- 焊接溫度 (Tsld):回流焊接喺230°C或260°C，最多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同最大值，代表預期性能。
- 正向電壓 (VF):典型值27V，最大值29V (喺 IF=350mA)。高電壓係由於9粒串聯配置。
- 反向電壓 (VR):5V (最大值)
- 反向電流 (IR):100 µA (最大值) 喺 VR=5V。
- 視角 (2θ1/2):130° (典型值)。呢個表示適合區域照明嘅寬光束模式。
3. 分級系統說明
3.1 相關色溫 (CCT) 分級
產品提供標準CCT分級。每個分級對應CIE圖上嘅特定色度區域，確保同一批次內顏色一致性。標準訂購選項包括：
- 2700K:色度區域 8A, 8B, 8C, 8D (暖白光)
- 3000K:色度區域 7A, 7B, 7C, 7D (暖白光)
- 3500K:色度區域 6A, 6B, 6C, 6D (中性白光)
- 4000K:色度區域 5A, 5B, 5C, 5D (中性白光)
- 4500K:色度區域 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U (冷白光)
- 5000K:色度區域 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U (冷白光)
- 5700K:色度區域 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U (日光)
- 6500K:色度區域 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U (日光)
注意：分級定義咗允許嘅色坐標範圍，唔係單一點。
3.2 光通量分級
光通量係基於測試電流350mA下嘅最小值進行分級。實際光通量可能超過訂購嘅最小值，但會保持喺指定嘅CCT分級內。
- 暖白光 (2700K-3700K), CRI ≥70:
- 代碼 3H: 800 lm (最小), 900 lm (典型)
- 代碼 3J: 900 lm (最小), 1000 lm (典型)
- 中性白光 (3700K-5000K), CRI ≥70:
- 代碼 3H: 800 lm (最小), 900 lm (典型)
- 代碼 3J: 900 lm (最小), 1000 lm (典型)
- 冷白光 (5000K-10000K), CRI ≥70:
- 代碼 3J: 900 lm (最小), 1000 lm (典型)
- 代碼 3K: 1000 lm (最小), 1100 lm (典型)
公差:光通量: ±7%；顯色指數 (CRI): ±2；色坐標: ±0.005。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)
I-V曲線係非線性，係二極管嘅典型特徵。喺建議操作電流350mA下，典型正向電壓係27V。曲線顯示，電壓喺膝點之後稍微增加就會導致電流急劇上升，突顯咗恆流驅動對於穩定操作同壽命嘅重要性。
4.2 正向電流 vs. 相對光通量
呢條曲線展示咗驅動電流同光輸出之間嘅關係。喺正常操作範圍內，光通量隨電流近似線性增加。然而，以高於建議值嘅電流（例如700mA）驅動LED，可能會導致效率（流明/瓦）回報遞減，並顯著增加接面溫度，加速流明衰減並縮短壽命。
4.3 接面溫度 vs. 相對光譜功率
隨住接面溫度 (Tj) 升高，白光LED（通常係藍光晶粒加螢光粉）嘅光譜功率分佈可能會偏移。呢種情況通常表現為特定波長嘅輻射功率下降，以及相關色溫 (CCT) 可能發生變化。有效嘅熱管理對於長期保持穩定顏色同光輸出至關重要。
4.4 相對光譜功率分佈
白光LED嘅光譜曲線顯示藍光區域（來自InGaN晶片）有一個主峰，以及黃/綠/紅區域（來自螢光粉塗層）有一個更寬嘅發射帶。確切嘅形狀決定咗CCT同CRI。更寬闊同平滑嘅螢光粉發射有助於提高CRI。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝外形圖
LED模組嘅物理尺寸喺規格書圖表中提供。關鍵機械特徵包括總長度、寬度同高度，以及焊盤嘅位置同尺寸。封裝專為表面貼裝技術 (SMT) 組裝而設計。
5.2 推薦焊盤圖案同鋼網設計
提供咗PCB焊盤圖案（佔位面積）同錫膏鋼網嘅詳細圖紙。遵循呢啲建議對於實現正確嘅焊點形成、對齊同可靠嘅機械連接至關重要。焊盤設計確保正確嘅電氣連接，並有助於將熱量從LED傳遞到PCB。呢啲尺寸嘅公差通常係±0.10mm。
極性識別:陽極 (+) 同陰極 (-) 端子喺封裝上清晰標記或喺佔位圖中指示。正確極性對於操作係必不可少嘅。
6. 焊接及組裝指引
6.1 回流焊接參數
LED兼容標準紅外線或對流回流焊接製程。焊接期間允許嘅最高本體溫度為230°C或260°C，峰值溫度下嘅暴露時間唔超過10秒。遵循一個能夠充分預熱組件以減少熱衝擊嘅溫度曲線至關重要。
6.2 處理及儲存注意事項
- 靜電敏感度:LED係靜電敏感器件。喺處理同組裝期間使用適當嘅靜電防護措施。
- 濕度敏感度:封裝可能有濕度敏感等級 (MSL)。如有指定，請喺回流前遵守烘烤同車間壽命要求。
- 儲存條件:喺指定溫度範圍內 (-40°C 至 +100°C) 儲存喺乾燥、陰暗環境中。避免暴露喺腐蝕性氣體中。
- 清潔:如果焊接後需要清潔，請使用兼容嘅溶劑同方法，唔好損壞LED透鏡或矽膠材料。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
- 高棚及工業照明:利用高流明輸出同堅固結構。
- 戶外區域照明:街燈、停車場燈、體育場照明。
- 高光通量特殊燈具:植物生長燈、投影機、舞台燈光。
- 建築及商業照明:優先考慮高效率同長壽命嘅場合。
7.2 設計考慮因素
- 熱管理:呢個係影響性能同壽命最關鍵嘅單一因素。設計PCB同散熱器，令LED接面溫度 (Tj) 遠低於最高額定值125°C，理想情況下低於85°C以獲得最佳壽命。根據需要使用熱通孔、金屬基板 (MCPCB) 或主動冷卻。
- 驅動電流:使用針對所需電壓範圍（基於 VF) 額定嘅恆流LED驅動器。建議喺典型350mA電流或以下操作，以平衡輸出、效率同壽命。降低電流可以顯著增加壽命。
- 光學設計:130°嘅寬視角可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）來實現應用所需嘅光束模式。
- 電氣保護:考慮對輸入線路進行反極性、過壓瞬變同靜電放電 (ESD) 保護。
8. 技術比較與區分
倒裝晶片 vs. 傳統打線LED:
- 熱性能:倒裝晶片貼裝提供咗從有源接面到基板/散熱器更短、更直接嘅熱路徑，從而降低熱阻 (Rth)。呢樣允許更高嘅驅動電流，或者喺相同電流下改善壽命。
- 可靠性:消除咗可能因熱循環、振動或電遷移而成為故障點嘅打線。
- 電流擴散:通常喺晶粒下方包含更好嘅電流擴散層，從而實現更均勻嘅光發射同潛在更高效率。
- 光學設計:可以實現更緊湊嘅封裝或不同嘅光提取特徵。
串聯配置 (9粒串聯):簡化咗高壓、低電流應用嘅驅動器設計，相比驅動多個並聯串，通常能提高驅動器效率。
9. 常見問題 (FAQs)
9.1 建議操作電流係幾多？
規格書指定咗350mA下嘅特性，呢個係典型建議操作點。佢可以驅動到絕對最大值700mA，但呢個會顯著增加接面溫度並縮短壽命。為咗最佳壽命同效率，建議喺350mA或以下操作。
9.2 點解正向電壓咁高 (~27V)？
模組包含9粒串聯嘅獨立LED晶片。每粒晶片嘅正向電壓相加。一粒典型白光LED晶片嘅 VF大約係3V；9 * 3V = 27V。
9.3 點樣選擇正確嘅CCT分級？
根據你應用所需嘅氛圍同顯色性選擇標稱CCT（例如4000K）。相關嘅色度區域（例如5A-5D）確保顏色一致性。對於關鍵嘅顏色匹配應用，可以要求更嚴格嘅分級或從單一生產批次中選擇。
9.4 需要咩散熱器？
所需散熱器取決於你嘅操作電流、環境溫度、目標 Tj，以及你嘅PCB同界面材料嘅熱阻。你必須基於總功耗 (VF* IF) 同從接面到環境嘅目標熱阻 (RθJA) 進行熱計算。
9.5 可以用PWM調光嗎？
可以，脈衝寬度調製 (PWM) 係一種有效嘅LED調光方法。確保PWM頻率足夠高（通常 >100Hz）以避免可見閃爍。驅動器應為PWM輸入而設計或具有專用調光接口。
10. 實用設計案例分析
場景:使用多個T12模組設計一個100W高棚燈具。
設計步驟:
- 模組數量:目標總功率100W。每個模組喺350mA下消耗約9.45W (27V * 0.35A)。使用10個模組約94.5W。
- 驅動器選擇:需要一個用於10個串聯模組嘅恆流驅動器。所需輸出電壓範圍：10 * (27V 至 29V) = 270V 至 290V。所需電流：350mA。選擇額定值 >290V，350mA 嘅驅動器。
- 熱設計:總功耗約94.5W。使用安裝喺大型鋁散熱器上嘅金屬基板 (MCPCB)。根據最高環境溫度（例如50°C）同目標 TθSA（散熱器到環境）基於最高環境溫度（例如50°C）同目標 Tj（例如90°C）計算所需嘅 RθJC同 RθCS來自LED同界面。
- 光學:對於高棚燈，通常需要中等光束角（例如60°-90°）。選擇與模組佔位面積兼容嘅二次透鏡或反射器，將光束從原生130°收窄。
- PCB佈局:遵循推薦嘅焊盤佈局。確保用厚銅走線承載電流。為焊接實施散熱焊盤圖案，但最大化銅鋪設以利散熱。
11. 技術原理介紹
倒裝晶片LED技術:喺傳統LED中，半導體層生長喺基板上，電氣連接通過打線到晶粒頂部。喺倒裝晶片設計中，生長後，晶粒被翻轉並使用焊球直接貼裝到載體基板（如陶瓷或矽基板）上。呢樣將有源發光區域放得更接近熱路徑。光線透過基板（必須係透明，如藍寶石）發射，或者如果基板被移除則透過側面發射。呢種結構改善咗散熱，允許更高電流密度，並通過移除脆弱嘅打線增強可靠性。
白光產生:大多數白光LED使用發藍光嘅氮化銦鎵 (InGaN) 晶片。部分藍光被塗喺晶片上或周圍嘅一層螢光粉材料（通常係摻鈰嘅釔鋁石榴石，YAG:Ce）吸收。螢光粉將部分藍光下轉換成黃光。剩餘藍光同產生嘅黃光混合被人眼感知為白光。調整螢光粉成分同厚度控制CCT同CRI。
12. 行業趨勢與發展
效率 (lm/W) 增長:主要趨勢繼續係提高發光效率，減少每單位光所需嘅能量。呢個係通過改善內部量子效率 (IQE)、光提取效率同螢光粉轉換效率來實現。
高功率密度及小型化:由於汽車頭燈、微型投影機同超緊湊燈具等應用嘅推動，業界正致力於將更多流明塞入更細嘅封裝中。倒裝晶片同晶片級封裝 (CSP) 技術係關鍵推動因素。
改善顏色質量同一致性:對高CRI (Ra >90, R9 >50) 以及批次間同壽命期內顏色點一致性嘅需求正不斷增加，特別係喺零售、博物館同醫療保健照明領域。
可靠性及壽命:重點係理解同減輕高溫、高濕同高電流應力條件下嘅失效機制，以保證更長嘅L70/B50壽命（50%產品流明維持率降至70%嘅時間）。
智能及互聯照明:將控制電子、傳感器同通信接口直接集成到LED模組變得越來越普遍，實現基於物聯網嘅照明系統。
特殊光譜:為以人為本照明 (HCL)、園藝（植物生長燈）同醫療應用開發具有定制光譜輸出嘅LED。
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。 |