目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數深度客觀解讀
- 2.1 光度同顏色特性
- 2.2 電氣參數
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 波長/色溫分級
- 3.2 光通量分級
- 3.3 正向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流-電壓 (I-V) 特性曲線
- 4.2 溫度特性
- 4.3 光譜功率分佈
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 尺寸圖
- 5.2 焊盤佈局設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊溫度曲線
- 6.2 注意事項
- 6.3 儲存條件
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明
- 7.3 型號編碼規則
- 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
- 10. 常見問題
- 10.1 "生命週期階段：修訂"係咩意思？
- 10.2 點樣理解"過期期限：永久"？
- 10.3 我可唔可以喺產品度混合使用唔同分級嘅LED？
- 10.4 點解我嘅LED比預期暗？
- 11. 實際應用案例
- 12. 原理介紹
- 13. 發展趨勢
1. 產品概覽
呢份文件係關於一個特定修訂版嘅LED元件，識別為修訂版3。生命週期階段標示為"修訂"，表示呢個係產品嘅更新版本。呢個修訂版嘅發佈日期記錄為2014年12月11日19:03:32。過期期限標示為"永久"，意味住呢份文件同相關產品數據會一直有效，除非被新嘅修訂版取代。呢個元件設計用於需要可靠發光嘅各種電子組裝。
呢個元件嘅核心優勢在於佢有記錄同穩定嘅修訂歷史，為設計同製造過程提供可追溯性同一致性。佢針對嗰啲對元件長期供應同規格穩定性要求好高嘅市場同應用，例如工業照明、汽車內飾照明、標誌牌同消費電子產品。
2. 技術參數深度客觀解讀
雖然提供嘅摘要集中喺管理數據，但一份全面嘅LED技術文件通常會包括以下參數類別，呢啲對設計工程師嚟講係必不可少嘅。
2.1 光度同顏色特性
關鍵光度參數定義咗光輸出同質量。光通量，以流明 (lm) 為單位，表示發出嘅總感知光功率。相關色溫 (CCT)，以開爾文 (K) 為單位，描述白光嘅顏色外觀，範圍從暖白光 (2700K-3000K) 到冷白光 (5000K-6500K)。色度座標 (CIE 1931圖上嘅 x, y) 精確定義顏色點。顯色指數 (CRI) 衡量光源相對於自然光源忠實呈現物體顏色嘅能力，數值越高 (越接近100) 越好。主波長或峰值波長定義單色LED嘅顏色。
2.2 電氣參數
電氣規格對電路設計至關重要。正向電壓 (Vf) 係指LED喺指定正向電流 (If) 下工作時嘅壓降。對於常見嘅白光同藍光LED，通常範圍係2.8V到3.6V。正向電流 (If) 係建議嘅工作電流，對於功率LED，通常係20mA、60mA、150mA或更高。反向電壓 (Vr)、正向電流同功耗嘅最大額定值絕對唔可以超過，以防止永久損壞。靜電放電 (ESD) 敏感度等級 (例如，Class 1C, 2kV HBM) 表示元件對靜電嘅耐受能力。
2.3 熱特性
LED嘅性能同壽命受溫度影響好大。結溫 (Tj) 係半導體晶片本身嘅溫度。從結到焊點嘅熱阻 (Rthj-sp) 或結到環境嘅熱阻 (Rthj-a) 量化咗熱量從晶片導走嘅效率。較低嘅熱阻值係理想嘅。最大允許結溫 (Tjmax) 係一個關鍵限制；喺呢個溫度以上工作會急劇降低光輸出同使用壽命。
3. 分級系統說明
LED製造會產生差異。分級將具有相似特性嘅LED分組，以確保最終產品嘅一致性。
3.1 波長/色溫分級
LED根據其色度座標或CCT進行分類。CIE圖上嘅典型分級結構可能由一個細小嘅四邊形或橢圓形定義。更嚴格嘅分級 (更細嘅區域) 提供更好嘅顏色均勻性，但可能良率較低同成本較高。
3.2 光通量分級
LED根據佢哋喺標準測試電流下嘅光輸出進行分類 (例如，If=20mA, Tsp=25°C)。分級由最小同/或最大光通量值定義 (例如，7-8 lm, 8-9 lm)。咁樣可以讓設計師選擇符合特定亮度要求嘅元件。
3.3 正向電壓分級
LED根據佢哋喺指定測試電流下嘅正向壓降進行分類。常見嘅分級可能係 Vf @ 20mA: 3.0-3.2V, 3.2-3.4V。一致嘅Vf分級有助於設計穩定嘅驅動電路同管理陣列中嘅功率分配。
4. 性能曲線分析
4.1 電流-電壓 (I-V) 特性曲線
I-V曲線係非線性嘅。低於閾值電壓時，電流好少。一旦達到Vf，電流會隨住電壓嘅輕微增加而快速增加。呢個就係點解LED通常由恆流源驅動，而唔係恆壓源，以防止熱失控。條曲線會隨溫度而偏移；Vf會隨住結溫升高而降低。
4.2 溫度特性
光通量會隨住結溫升高而降低。呢種關係通常顯示喺相對光通量對結溫嘅圖表中。正向電壓 (Vf) 亦具有負溫度係數。理解呢啲曲線對於熱管理設計以保持亮度同顏色穩定性至關重要。
4.3 光譜功率分佈
呢個圖表顯示每個波長發出嘅光嘅相對強度。對於白光LED (通常係藍光晶片 + 熒光粉)，佢顯示來自晶片嘅藍色峰值同來自熒光粉嘅更寬嘅黃色/紅色發射。SPD決定咗CCT同CRI。佢會隨驅動電流同溫度而輕微偏移。
5. 機械同封裝資訊
5.1 尺寸圖
詳細嘅機械圖提供所有關鍵尺寸：長度、寬度、高度、透鏡形狀同尺寸，以及引腳/焊盤間距。會指定公差。常見嘅表面貼裝器件 (SMD) 封裝包括2835、3528、5050等，其中數字通常代表以十分之一毫米為單位嘅長度同寬度 (例如，2835係2.8mm x 3.5mm)。
5.2 焊盤佈局設計
提供咗PCB設計嘅推薦焊盤圖形 (焊盤形狀)，包括焊盤尺寸、形狀同間距。咁樣可以確保回流焊期間形成正確嘅焊點。如果有散熱焊盤設計，會詳細說明以促進散熱。
5.3 極性識別
清晰嘅標記指示陽極 (+) 同陰極 (-)。呢個可以係一個凹口、一個點、一個綠色標記，或者唔同嘅引腳長度/形狀。正確嘅極性對電路操作至關重要。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊溫度曲線
提供咗推薦嘅回流焊溫度曲線，包括預熱區、保溫區、回流區同冷卻區。關鍵參數係峰值溫度 (通常最高245-260°C)、液相線以上時間 (TAL) 同升溫速率。超過呢啲限制會損壞LED嘅塑料封裝、內部鍵合線或熒光粉。
6.2 注意事項
處理期間應遵守ESD預防措施。避免對透鏡施加機械應力。唔好用可能侵蝕矽膠透鏡或塑料本體嘅溶劑清潔。確保PCB清潔，助焊劑殘留物相容。
6.3 儲存條件
LED應儲存喺乾燥、黑暗嘅環境中，喺建議嘅溫度同濕度水平下 (通常係<30°C/85%RH)。佢哋通常裝喺防潮袋 (MSD袋) 中運輸，內有乾燥劑同濕度指示卡。如果暴露喺高濕度環境，回流焊前可能需要烘烤以防止"爆米花"現象。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 包裝規格
元件以帶狀包裝供應喺捲盤上，用於自動組裝。捲盤尺寸、帶寬、口袋尺寸同元件方向係標準化嘅 (例如，EIA-481)。每捲數量有指定 (例如，2000件/捲，4000件/捲)。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含零件編號、數量、批號、日期代碼，以及光通量、顏色同Vf嘅分級代碼等信息。
7.3 型號編碼規則
零件編號編碼咗關鍵屬性。典型結構可能係：系列代碼 - 封裝尺寸 - 顏色/光通量分級 - 電壓分級 - 色溫 - 特殊選項。咁樣可以精確識別元件嘅特性。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
基於其隱含規格 (常見SMD LED)，呢個元件適用於顯示器嘅背光單元 (BLU)、一般指示燈、裝飾照明、汽車內飾照明 (儀表板、開關) 同標誌牌。
8.2 設計考慮因素
務必使用限流電阻或恆流驅動器。喺PCB佈局早期考慮熱管理；使用散熱過孔同足夠嘅銅面積進行散熱，特別係對於更高功率嘅LED。對於顏色敏感嘅應用，指定嚴格嘅顏色分級，並考慮顏色傳感器嘅反饋。喺系統亮度計算中考慮正向電壓變化同光輸出嘅熱降額。
9. 技術比較
同之前嘅修訂版 (例如，修訂版2) 相比，修訂版3可能提供改進，例如更高嘅發光效率 (每瓦更多流明)、更好嘅顏色一致性 (更嚴格嘅分級)、增強嘅可靠性數據，或更新嘅封裝。呢份文件嘅"永久"過期期限表明佢代表一個成熟、穩定嘅產品版本，具有長期支持，唔似一啲快速發展嘅元件，其數據表經常更新或廢棄。
10. 常見問題
10.1 "生命週期階段：修訂"係咩意思？
佢表示呢個唔係初始發佈版或已淘汰產品，而係元件文件同規格嘅一個積極維護同更新嘅版本。
10.2 點樣理解"過期期限：永久"？
呢份文件冇計劃嘅過期日期。規格被認為係永久有效嘅。然而，務必檢查係咪存在可能取代佢嘅新修訂版。
10.3 我可唔可以喺產品度混合使用唔同分級嘅LED？
混合分級可能導致單一產品內亮度或顏色出現可見差異，呢啲通常係唔理想嘅。為咗外觀均勻，請使用來自相同光通量同顏色分級嘅LED。對於非關鍵指示燈，混合可能係可以接受嘅。
10.4 點解我嘅LED比預期暗？
常見原因包括工作電流低於指定值、由於散熱不良導致高結溫、正向電壓變化影響簡單電阻驅動電路中嘅電流，或者隨時間自然嘅流明衰減。
11. 實際應用案例
設計案例：面板指示燈陣列
一個控制面板需要20個白色指示燈LED排列成網格。利用分級資訊，設計師從相同嘅光通量分級 (例如，8-9 lm) 同相同嘅3步麥克亞當橢圓顏色分級中選擇所有LED，以確保亮度同顏色均勻。選擇一個恆流驅動器IC為每個LED提供20mA，採用考慮到正向電壓分級 (3.2-3.4V) 嘅串並聯配置。PCB佈局包括每個LED下方嘅散熱焊盤，通過散熱過孔連接到接地層以管理熱量。將第6.1節嘅回流焊曲線編程到貼片機中。
12. 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型半導體嘅電子喺有源區與來自p型半導體嘅空穴複合，以光子 (光) 嘅形式釋放能量。光嘅波長 (顏色) 由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通常通過喺藍光LED晶片上塗覆黃色熒光粉製成；一部分藍光被轉換為黃光，藍光同黃光嘅混合被感知為白光。唔同嘅熒光粉混合物產生唔同嘅白色調 (CCT)。
13. 發展趨勢
LED行業繼續向更高效率發展 (每瓦更多流明)，實驗室中已實現超過200 lm/W嘅數值。業界非常注重提高顏色質量，高CRI LED (CRI>90, R9>50) 喺高端照明中變得越來越普遍。微型化持續進行，封裝尺寸越來越細，適用於高密度應用。集成驅動器同控制電路嘅智能同互聯LED係一個不斷增長嘅領域。此外，針對LED嘅鈣鈦礦等新型材料嘅研究，以及用於下一代顯示器嘅微LED技術嘅進步，代表咗重要嘅未來方向。喺各種操作條件下嘅可靠性同壽命仍然係持續研究同改進嘅領域。
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。 |