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LED元件技術規格書 - 修訂版2 - 產品生命週期階段文件 - 發佈日期2014年12月5日 - 英文技術文件

詳細說明LED元件生命週期階段、修訂狀態同發佈資訊嘅技術文件。涵蓋修訂管理同產品數據。
smdled.org | PDF Size: 0.2 MB
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PDF文件封面 - LED元件技術規格書 - 修訂版2 - 產品生命週期階段文件 - 發佈日期2014年12月5日 - 英文技術文件

1. 產品概覽

呢份技術文件提供咗關於特定電子元件(好可能係LED或者相關光電器件)生命週期管理同修訂歷史嘅全面資訊。核心重點係確立文件內包含嘅產品數據嘅官方狀態、版本控制同時間有效性。呢份文件係工程師、採購專員同品質保證人員喺特定時間點驗證元件規格狀態嘅權威來源。

主要目的係確保設計同製造過程嘅可追溯性同一致性。通過清晰定義修訂編號同發佈日期,可以防止使用過時或錯誤嘅規格,呢點對於維持產品可靠性同性能至關重要。文件結構以管理同生命週期元數據為中心,表明咗一個正式化嘅產品數據管理系統。

2. 生命週期同修訂管理

文件重複且一致地指定咗一套統一嘅管理參數。呢種重複強調咗呢啲欄位嘅重要性,並確保資訊清晰無誤,即使只係睇到文件嘅一部分。

2.1 生命週期階段

生命週期階段明確標示為修訂。呢個表示文件同佢描述嘅元件唔係處於初始設計(原型)或生命週期結束(淘汰)階段。修訂階段表示產品正處於活躍生產中,而呢份文件代表其規格嘅修訂版本。修訂可能由於製程改進、輕微設計調整或更新嘅測試方法而發生,同時喺定義嘅限制內保持功能兼容性。

2.2 修訂編號

修訂編號指定為22

。呢個係一個關鍵識別符。佢表示呢個係產品技術規格書嘅第二個主要修訂版。工程師必須始終參考最新修訂版,以確保其設計包含最新嘅性能數據、公差同推薦操作條件。從假設嘅修訂版1到修訂版2嘅跳躍,表明內容有實質性更新,可能包括電氣參數、光學特性、機械圖紙或可靠性數據嘅更改。

2.3 發佈日期同有效期文件於2014年12月5日 15:24:37.0正式發佈。呢個時間戳記提供咗呢個修訂版生效嘅確切參考。過期週期標示為

永久

。呢個係一個重要聲明。佢意味住呢個修訂版嘅文件冇預先定義嘅到期日或終止日期。佢將保持為有效參考,直到被後續修訂版(例如修訂版3)明確取代為止。呢種做法喺產品文件中好常見,一個修訂版喺該產品版本嘅生產生命週期內保持有效。

3. 技術參數:深入客觀解讀

雖然提供嘅PDF片段集中喺管理數據,但一份完整嘅LED元件技術規格書會包含以下部分。以下分析基於呢類文件嘅標準行業內容。3.1 光度同顏色特性光通量(以流明,lm為單位),表示發出嘅光嘅總感知功率。光強度(坎德拉,cd)亦可能為定向LED指定。主波長(適用於單色LED)或相關色溫 (CCT)(適用於白光LED,以開爾文,K為單位)精確定義色點。顯色指數 (CRI)

對於白光LED至關重要,表示喺其光線下顏色呈現嘅自然程度,較高嘅數值(例如Ra>80)對於一般照明係理想嘅。

3.2 電氣參數電氣規格確保電路內安全同最佳操作。正向電壓 (Vf)係指喺指定測試電流下LED兩端嘅電壓降。佢有一個典型值同一個範圍(例如,3.0V ~ 3.4V @ 20mA)。正向電流 (If)係推薦嘅連續工作電流,有一個絕對最大額定值,絕對唔可以超過。反向電壓 (Vr)

指定反向偏壓方向嘅最大允許電壓,通常係一個低值,例如5V,因為LED唔係設計來承受高反向電壓嘅。

3.3 熱特性LED性能同壽命極度依賴於結溫。熱阻 (Rth)J-A,以°C/W為單位)表示熱量從半導體結傳遞到環境空氣嘅效率。較低嘅數值表示更好嘅散熱效果。最高結溫 (Tj)max

係半導體晶片允許嘅最高溫度,通常約為125°C。喺呢個限制以下操作對於長期可靠性至關重要。

4. 分級系統說明

製造差異需要將LED分級到性能等級,以確保最終用戶嘅一致性。波長/色溫分級:

LED根據其主波長或CCT分組。一個緊密嘅等級(例如,白光LED嘅3步或5步MacAdam橢圓)確保同一應用中嘅單元之間嘅可見顏色差異最小。光通量分級:

LED根據其喺標準測試電流下嘅光輸出進行分類。呢個允許設計師選擇滿足特定亮度要求嘅等級。正向電壓分級:

根據Vf分類有助於設計高效嘅驅動電路,特別係當多個LED串聯連接時,以確保均勻嘅電流分佈。

5. 性能曲線分析

圖形數據提供比單純表格數值更深層次嘅洞察。I-V(電流-電壓)曲線:

呢個圖表顯示正向電壓同電流之間嘅關係。佢係非線性嘅,表現出一個開啟電壓,之後電流迅速增加。呢條曲線對於設計限流電路至關重要。溫度特性:

圖表通常顯示光通量同正向電壓如何隨結溫升高而變化。通量通常隨溫度升高而降低(熱淬滅),而Vf則輕微下降。光譜功率分佈 (SPD):

對於白光LED,呢個圖表顯示可見光譜範圍內嘅相對強度,揭示藍色泵浦LED同熒光粉發射嘅混合。佢直接關係到CCT同CRI。

6. 機械同封裝資訊

PCB設計同組裝需要精確嘅物理規格。外形尺寸圖:

一個詳細圖表,顯示所有關鍵尺寸:長度、寬度、高度、透鏡形狀同任何突出部分。公差始終被指定。焊盤佈局設計:

PCB焊盤(墊)嘅推薦佔位圖案。呢個包括焊盤尺寸、形狀同間距,以確保回流焊接期間形成適當嘅焊點同良好嘅熱連接。極性識別:

清晰標記陽極 (+) 同陰極 (-)。呢個通常由元件本身上嘅視覺標記(例如切角、圓點或綠色線)表示,並喺尺寸圖上註明。

7. 焊接同組裝指引

正確處理確保可靠性並防止損壞。回流焊接溫度曲線:

一個詳細嘅溫度-時間圖表,指定預熱、保溫、回流同冷卻階段。關鍵參數包括峰值溫度(對於無鉛焊料通常為245-260°C)同液相線以上時間 (TAL)。遵守呢個曲線可以防止熱衝擊。注意事項:

關於濕度敏感等級 (MSL)、如果封裝暴露於環境濕度下嘅烘烤要求,以及避免對透鏡施加機械應力嘅指示。儲存條件:

使用前儲存元件嘅推薦溫度同濕度範圍,通常喺乾燥、惰性環境中。

8. 應用建議典型應用電路:

示意圖示例顯示由恆流源驅動嘅LED,通常使用專用LED驅動器IC或簡單電阻器用於低電流應用。對於汽車或工業環境,可能會建議使用瞬態電壓抑制器 (TVS) 等保護元件。設計考慮:

強調熱管理至關重要。PCB銅面積(散熱墊)、使用熱通孔同可能嘅散熱器嘅指引。光學考慮包括視角同可能需要二次光學元件(透鏡、擴散器)。電氣設計必須確保穩定嘅電流控制,因為LED亮度取決於電流,而非電壓。

9. 技術比較同差異化

雖然省略咗具體競爭對手名稱,但文件可能會突出固有優勢。對於LED,呢個可能包括更高嘅發光效率(每瓦流明)、更優越嘅顏色一致性(更緊密嘅分級)、更好嘅可靠性數據(更長嘅L70壽命)、更低嘅熱阻允許更高嘅驅動電流,或更堅固嘅封裝設計抵抗濕氣同硫磺。呢啲要點以客觀、可測量嘅特性呈現。

10. 常見問題 (FAQ)

呢部分根據技術參數解答常見查詢。

問:我可以用電壓源驅動呢個LED嗎?

答:唔可以。LED必須由限流源驅動。直接連接到電壓源會導致過大電流,損壞LED。始終使用恆流驅動器或串聯限流電阻。

問:點解我應用中嘅光通量似乎低於規格書數值?

答:規格書數值通常喺25°C結溫 (Tj) 下喺脈衝條件下測量。喺實際應用中,由於散熱不足導致嘅較高Tj會引起通量衰減。請參考相對通量 vs. 溫度曲線。

問:點樣解讀永久過期週期?

答:佢意味住呢個特定修訂版 (Rev. 2) 冇計劃嘅到期日。佢係呢個產品版本嘅有效規格。喺最終確定設計之前,請務必檢查有冇更新嘅修訂版。

11. 實際應用案例案例1:建築線性照明:

對於連續運行嘅LED燈帶,從相同光通量同顏色等級中選擇LED對於避免沿長度方向出現可見亮度或顏色偏移至關重要。文件嘅分級資訊指導呢個選擇。熱管理涉及設計鋁型材通道作為散熱器,保持低Tj以維持亮度同壽命。案例2:汽車信號燈:

呢度,惡劣條件下(溫度循環、振動)嘅可靠性係關鍵。規格書嘅最大額定值同熱特性指導PCB基板同驅動電流水平嘅設計,以確保喺車輛生命週期內嘅性能。LED嘅快速開關能力亦被利用。

12. 工作原理介紹

LED係一種半導體二極管。當施加正向電壓時,來自n型材料嘅電子喺有源區與來自p型材料嘅空穴複合,以光子(光)嘅形式釋放能量。發出光嘅波長(顏色)由所用半導體材料嘅能帶隙決定(例如,InGaN用於藍/綠光,AlInGaP用於紅/琥珀光)。白光LED通常通過喺藍色LED芯片上塗覆黃色熒光粉來製造;藍光同黃光嘅混合對人眼呈現白色。

13. 技術趨勢LED技術嘅總體發展軌跡集中於幾個關鍵領域:提高效率,實現每電瓦更多流明,減少能源消耗。改善顏色品質,擴大色域並通過更均勻嘅光譜分佈實現更高嘅CRI值。微型化,實現更高密度嘅像素化顯示(微型LED)並集成到更細嘅設備中。增強可靠性,具有更長嘅操作壽命 (L90) 同喺高溫高濕條件下更好嘅性能。智能集成

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。