LED元件規格書 - 第三修訂版 - 產品生命週期資料 - 技術文件

1. 產品概覽

呢份技術規格書為特定LED（發光二極管）元件提供全面資訊。文件目前係第三修訂版，表示產品規格已經成熟穩定。生命週期階段標示為修訂版，呢個特定版本嘅發佈日期係2014年11月27號。過期期限標示為永久，意味住除非有新修訂版取代，否則呢份文件仍然係產品規格嘅有效參考。呢個元件嘅核心優勢在於其定義清晰且已定案嘅技術參數，為設計工程師提供可靠性同一致性。目標市場包括通用照明、背光模組、汽車照明同消費電子產品等對穩定性能要求嚴格嘅應用。

2. 深入技術參數分析

雖然提供嘅摘要集中喺文件元數據，但一份完整嘅LED元件規格書會包含詳細嘅技術參數。呢啲參數對於正確嘅電路設計同熱管理至關重要。

2.1 光度與色彩特性

光度特性定義咗光輸出。關鍵參數包括光通量（以流明lm為單位），表示光嘅總感知功率。發光強度（以坎德拉cd為單位）描述特定方向嘅光輸出。主波長或相關色溫（CCT，以開爾文K為單位）指定發射光嘅顏色，範圍從暖白光（例如2700K）到冷白光（例如6500K）。顯色指數（CRI，Ra）係衡量光源相對於自然光源準確呈現物體顏色嘅指標，數值越高（越接近100）對於色彩要求高嘅應用越好。

2.2 電氣參數

電氣參數對於安全高效驅動LED至關重要。順向電壓（Vf）係LED喺指定電流下工作時嘅壓降。對於標準白光LED，通常範圍係2.8V到3.6V。順向電流（If）係建議工作電流，根據額定功率，通常係20mA、60mA、150mA或更高。反向電壓（Vr）係LED喺非導通方向可以承受而唔損壞嘅最大電壓，通常約為5V。超過電流或電壓嘅最大額定值會導致永久性退化或故障。

2.3 熱特性

LED嘅性能同壽命極度依賴溫度。接面溫度（Tj）係半導體晶片本身嘅溫度。熱阻（Rth j-a，以°C/W為單位）表示熱量從接面傳遞到周圍環境嘅效率。熱阻越低越好，因為意味住喺給定功耗下接面溫度保持更低。為確保長期可靠性，唔可以超過最大允許接面溫度（Tj max）。適當嘅散熱對於將Tj維持喺安全範圍內係必不可少嘅。

3. 分級系統解說

由於製造差異，LED會根據關鍵參數進行分級，以確保生產批次內嘅一致性。

3.1 波長 / 色溫分級

LED根據其主波長（對於彩色LED）或相關色溫（對於白光LED）進行分級。咁樣可以確保組裝中所有LED嘅顏色外觀幾乎相同，防止可見嘅顏色偏移或照明不均勻。分級通常由CIE色度圖上嘅一個小範圍定義。

3.2 光通量分級

光通量輸出亦會分級。咁樣設計師可以選擇符合特定最低亮度要求嘅LED，或者將輸出相近嘅LED分組以實現均勻照明。通量分級通常定義為百分比範圍（例如，標稱通量嘅100-110%）。

3.3 順向電壓分級

順向電壓分級係為咗簡化驅動器設計並提高串聯/並聯配置嘅效率。將具有相似Vf值嘅LED分組有助於確保電流分佈均勻，特別係當多個LED並聯連接時。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供咗更深入嘅見解，了解LED喺唔同工作條件下嘅行為。

4.1 電流-電壓 (I-V) 特性曲線

I-V曲線顯示順向電流同順向電壓之間嘅關係。佢係非線性嘅，表現出一個閾值電壓，低於呢個電壓時幾乎冇電流流動。高於呢個閾值，電流會隨電壓嘅微小增加而迅速增加。呢個特性使得需要使用恆流驅動器而非恆壓源來實現穩定工作。

4.2 溫度依賴性

幾個關鍵參數會隨溫度變化。通常，順向電壓（Vf）會隨接面溫度升高而降低。相反，光通量輸出通常會隨溫度升高而下降。理解呢啲關係對於設計喺工作溫度範圍內保持性能一致嘅系統至關重要。

4.3 光譜功率分佈 (SPD)

SPD圖繪製咗每個波長發射光嘅相對強度。對於白光LED，呢個圖通常顯示來自LED晶片嘅藍色峰值同來自螢光粉塗層嘅更寬嘅黃色/紅色峰值。SPD嘅形狀直接決定LED嘅CCT同CRI。

5. 機械與封裝資料

物理封裝保護半導體晶粒，並提供電氣連接同熱路徑。

5.1 尺寸外形圖

詳細圖紙提供LED封裝嘅所有關鍵尺寸，包括長度、寬度、高度同任何透鏡曲率。每個尺寸都指定咗公差。呢啲資訊對於PCB（印刷電路板）佈局同機械整合到最終產品中至關重要。

5.2 焊盤佈局與焊墊設計

提供推薦嘅PCB焊盤圖案（焊墊幾何形狀同尺寸），以確保迴流焊接期間形成可靠嘅焊點。呢個包括焊墊尺寸、焊墊間距，以及任何連接到大面積銅區域用於散熱嘅焊墊嘅散熱圖案。

5.3 極性識別

清晰嘅標記指示陽極（+）同陰極（-）端子。通常通過凹口、圓點、斜角或唔同嘅引腳長度來實現。正確嘅極性係LED正常工作嘅必要條件。

6. 焊接與組裝指引

正確嘅處理同組裝對於防止LED損壞至關重要。

6.1 迴流焊接溫度曲線

提供推薦嘅迴流焊接溫度曲線。呢個圖顯示溫度隨時間變化，指定關鍵區域：預熱、保溫、迴流（峰值溫度）同冷卻。最大允許本體溫度同峰值溫度持續時間係關鍵限制，唔可以超過，以避免損壞塑料封裝或內部引線鍵合。

6.2 注意事項與處理

LED對靜電放電（ESD）敏感。應喺防靜電工作站使用接地腕帶進行處理。避免對透鏡施加機械應力。唔好用手指直接觸摸透鏡，因為污染物會影響光輸出並隨時間導致變色。

6.3 儲存條件

LED應儲存在涼爽、乾燥嘅環境中，喺指定嘅溫度同濕度範圍內。佢哋通常裝喺帶有濕度指示卡嘅防潮袋中供應。如果袋子已打開或濕度超過某個閾值，組件可能需要在迴流前進行烘烤，以防止爆米花現象（焊接期間因水汽快速膨脹導致封裝開裂）。

7. 包裝與訂購資訊

呢部分詳細說明產品嘅供應方式同訂購時嘅指定方法。

7.1 包裝規格

LED以帶狀包裝同捲盤形式供應，用於自動組裝。規格包括捲盤直徑、帶寬、口袋間距同每捲盤嘅組件數量。

7.2 標籤資訊

捲盤標籤包含重要資訊，例如零件編號、數量、批次號、日期代碼同光通量及顏色嘅分級代碼。

7.3 零件編號系統

零件編號係一個代碼，包含LED嘅關鍵屬性，例如封裝尺寸、顏色、通量分級、電壓分級，有時仲包括視角。理解呢個命名法對於正確採購至關重要。

8. 應用建議

關於如何喺實際設計中最好地利用LED嘅指引。

8.1 典型應用電路

通常會提供基本恆流驅動電路嘅原理圖。呢啲可能包括用於低電流LED嘅簡單基於電阻嘅驅動器，或者用於更高功率或多個LED嘅使用專用LED驅動IC嘅更複雜電路。

8.2 設計考慮因素

關鍵設計要點包括熱管理（計算所需散熱器性能）、光學設計（為所需光束模式選擇透鏡）同電氣設計（確保驅動器能夠喺預期輸入電壓範圍同環境溫度下提供穩定電流）。降額曲線顯示最大允許順向電流作為環境溫度嘅函數，對於可靠設計至關重要。

9. 技術比較

雖然呢份規格書描述單一產品，但設計師經常會將其與替代品進行比較。潛在嘅比較點可能包括更高嘅發光效率（每瓦流明）、更好嘅顯色性（更高CRI）、更寬嘅工作溫度範圍，或者相比前代或競爭對手產品更緊湊嘅封裝尺寸。修訂版3嘅狀態意味住相比早期版本有逐步改進，可能喺效率、可靠性或顏色一致性等方面。

10. 常見問題 (FAQ)

基於技術參數嘅常見問題包括：我應該使用咩驅動電流？（答案：指定嘅典型順向電流If）。點解我嘅LED比預期暗？（可能答案：接面溫度太高、驅動電流低於規格，或者選擇咗錯誤嘅通量分級）。我可以並聯多個LED嗎？（答案：由於Vf存在差異，唔建議喺冇獨立電流平衡嘅情況下並聯；優先選擇使用恆流驅動器嘅串聯連接）。預期壽命係幾耐？（答案：通常定義為喺指定條件下工作，光通量衰減到初始值70%或50%嘅時間，通常係50,000小時）。

11. 實際應用案例

基於一份已定案規格書嘅元件嘅常見規格，實際應用包括：建築照明：用於線性燈具或筒燈，呢啲應用對顏色一致性同長壽命要求極高。消費電子產品：作為需要可靠、低功耗照明嘅設備中嘅狀態指示燈或鍵盤背光。汽車內飾照明：提供地圖燈、頂燈或氛圍燈，受益於喺寬溫度範圍內嘅穩定性能。

12. 工作原理簡介

LED係一種半導體二極管。當施加順向電壓時，來自n型半導體嘅電子同來自p型半導體嘅電洞被注入到有源區。當電子同電洞復合時，能量以光子（光）嘅形式釋放。發射光嘅波長（顏色）由有源區中使用嘅半導體材料嘅能帶隙決定。白光LED通常通過喺藍光LED晶片上塗覆黃色螢光粉來製造；一部分藍光被轉換為黃光，藍光同黃光嘅混合被人眼感知為白光。

13. 技術趨勢

LED行業持續發展。總體趨勢包括提高發光效率，允許用更少嘅電能同熱量產生更多光輸出。對於零售照明同博物館等應用，推動更高嘅顯色指數（CRI >90，甚至>95）。小型化持續進行，使得超薄顯示器等新應用成為可能。此外，喺非傳統基板上開發LED同新螢光粉系統旨在提高性能並降低成本。修訂版3規格書嘅存在反映咗產品改進同完善嘅呢個迭代過程。