LED 規格書 - 陶瓷 9292 系列 10W 白光 LED - 尺寸 9.2x9.2mm - 電壓 9.3V - 功率 10W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

陶瓷 9292 系列代表一款高功率、表面黏著型 LED 解決方案，專為需要高光通量輸出與強健熱性能的應用而設計。陶瓷基板提供了卓越的導熱性，這對於在高驅動電流下維持 LED 性能與壽命至關重要。此系列特別適用於一般照明、高天井照明、戶外區域照明以及其他對可靠性和光輸出要求極高的照明應用。

此系列的核心優勢在於其高功率額定值（10W）與陶瓷封裝所提供的熱穩定性相結合。這使得設計師能夠在有效管理接面溫度的同時，將 LED 驅動至其規格極限。本產品提供一系列白光色溫（暖白、自然白、冷白），以適應各種照明氛圍與需求。

2. 技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

以下參數定義了 LED 的操作極限。超過這些數值可能導致永久性損壞。

• 順向電流 (IF)：1500 mA（連續）
• 順向脈衝電流 (IFP)：3000 mA（脈衝寬度 ≤10ms，工作週期 ≤1/10）
• 功率消耗 (PD)：15000 mW
• 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
• 焊接溫度 (Tsld)：230°C 或 260°C，持續 10 秒（迴流焊接）

2.2 電光特性 (Ts=25°C)

這些是在標準測試條件下測得的典型性能參數。

• 順向電壓 (VF)：9.3 V（典型值），10 V（最大值） @ IF=1050mA
• 逆向電壓 (VR)：5 V
• 逆向電流 (IR)：100 μA（最大值）
• 視角 (2θ1/2)：130°

3. 分級系統說明

3.1 色溫分級

LED 被分級到標準的相關色溫（CCT）組別中。每個組別對應 CIE 色度圖上的特定範圍，確保同一批次內的顏色一致性。標準訂購分級如下：

• 2700K (8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)

注意：訂購產品時需指定最低光通量分級，而非最高。出貨將始終遵循所訂購的 CCT 色度區域。

3.2 光通量分級

光通量按最小定義值進行分級。典型測試電流為 1050mA。

• 暖白 / 自然白 (70 CRI)：
  • 代碼 3K：最小 800 lm，典型 900 lm
  • 代碼 3L：最小 900 lm，典型 1000 lm
• 冷白 (70 CRI)：
  • 代碼 3L：最小 900 lm，典型 1000 lm
  • 代碼 3M：最小 1000 lm，典型 1100 lm

公差：光通量 ±7%，CRI ±2，色度座標 ±0.005。

4. 性能曲線分析

4.1 順向電壓 vs. 順向電流（IV 曲線）

IV 曲線顯示了順向電壓（Vf）與順向電流（If）之間的關係。對於此 LED，在 1050mA 下典型 Vf 為 9.3V。該曲線在操作範圍內相對線性，但在極低電流下呈現典型的指數上升，而在較高電流下則表現出更具電阻性的線性行為。設計師必須確保驅動器能提供必要的電壓餘裕，特別是考慮到最大 Vf 為 10V。

4.2 相對光通量 vs. 順向電流

此曲線說明光輸出如何隨電流增加而增加。雖然輸出隨電流上升，但由於效率下降現象——即 LED 內部量子效率在較高電流密度下降低——兩者關係並非完全線性。在建議的 1050mA 下操作，能在輸出與效率/壽命之間取得良好平衡。超過最大連續電流（1500mA）將加速流明衰減並縮短使用壽命。

4.3 相對光譜功率 vs. 接面溫度

隨著接面溫度（Tj）升高，白光 LED（通常是藍光晶片 + 螢光粉）的光譜功率分佈可能會發生偏移。通常，峰值波長可能會出現輕微的紅移，且整體輻射功率可能會降低。此圖表對於理解不同熱條件下的顏色穩定性至關重要。有效的散熱對於最小化 Tj 上升並維持一致的顏色和光輸出是必不可少的。

5. 機械與包裝資訊

5.1 物理尺寸

LED 封裝遵循 9292 尺寸規格，意味著其尺寸約為 9.2mm x 9.2mm。PCB 佈局應參考確切的尺寸圖。陶瓷本體提供了從 LED 晶片到 PCB 的主要熱傳導路徑。

5.2 建議焊墊佈局與鋼網設計

提供了建議的焊墊佈局與鋼網設計，以確保可靠的焊接和最佳的熱性能。焊墊設計通常包含大型散熱焊墊，以促進熱量從 LED 底部傳導至 PCB 的銅層。鋼網開孔設計控制著錫膏量。遵循這些建議，公差在 ±0.10mm 內，對於實現良好的焊點並最小化散熱焊墊下的空洞至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊接參數

此 LED 適用於標準無鉛迴流焊溫度曲線。焊接期間本體最高溫度不應超過 230°C 或 260°C 超過 10 秒，具體取決於所選的溫度曲線。遵循受控的升溫速率以防止對陶瓷封裝和內部元件造成熱衝擊至關重要。如果 LED 曾暴露於濕氣中，可能需要進行預烘烤，並遵循相關的 IPC/JEDEC 標準。

6.2 操作與儲存

LED 對靜電放電（ESD）敏感。操作期間應採取適當的 ESD 防護措施（如靜電手環、接地工作站）。將元件儲存在乾燥、受控的環境中。避免對透鏡或焊線施加機械應力。

7. 料號編碼系統

型號遵循結構化格式：T12019L(C,W)A。提供命名規則的一般解碼，其中包括以下代碼：

• 光通量：代表光輸出分級的代碼。
• 色溫：L（暖白<3700K），C（自然白 3700-5000K），W（冷白 >5000K）。
• 晶片數量：表示內部 LED 晶片的數量和類型（例如，P 代表單顆高功率晶片）。
• 光學代碼：00 表示無主透鏡，01 表示帶透鏡。
• 封裝代碼：12 特指陶瓷 9292 外形規格。

理解此系統對於正確訂購和規格制定至關重要。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 高天井與工業照明：利用其高流明輸出與堅固結構。
• 戶外區域照明：路燈、停車場燈、體育場照明。
• 高流明一般照明：商業崁燈、軌道燈、改裝模組。
• 特殊照明：植物生長燈、投影機（需選擇特定分級）。

8.2 設計考量

• 熱管理：這是最關鍵的方面。使用具有厚銅層（例如 2oz）的 PCB，並將散熱焊墊連接到大面積銅層或外部散熱器。目標是盡可能降低接面溫度（Tj），理想情況下低於 85°C 以獲得最長壽命。
• 電氣驅動：使用額定電壓範圍（每顆 LED 約 9-10V）和所需電流（例如 1050mA）的恆流 LED 驅動器。考慮調光需求。
• 光學設計：130 度的寬視角可能需要二次光學元件（反射器、透鏡）來實現應用所需的配光模式。

9. 技術比較與差異化

與塑膠封裝的高功率 LED 相比，陶瓷 9292 系列的主要區別在於其優越的熱性能。陶瓷材料的熱阻比塑膠低，能更有效地將熱量從 LED 接面導出。這轉化為：

• 更高的最大驅動電流以獲得更大的光輸出。
• 更好的流明維持率（隨時間光輸出衰減更少）。
• 在溫度和壽命週期內改善的顏色穩定性。
• 在同等操作條件下，通常具有更高的可靠性和更長的使用壽命。

權衡之處在於，與塑膠封裝相比，單位成本通常略高。

10. 常見問題解答（FAQ）

10.1 實際功耗是多少？

在典型操作點 1050mA 和 9.3V 下，電功率輸入約為 9.8 瓦特。"10W" 標示指的是額定功率等級。

10.2 如何達到額定壽命？

LED 壽命（通常是 L70 或 L90，意指光輸出降至初始流明值的 70% 或 90% 的時間）高度依賴於接面溫度。要達到額定壽命（通常為 50,000 小時或更長），您必須設計有效的熱管理系統，將 Tj 保持在建議的限值內。將驅動電流降額至低於最大值也能顯著延長壽命。

10.3 我可以用恆壓源驅動此 LED 嗎？

No.LED 是電流驅動裝置。其順向電壓具有公差且隨溫度變化。恆壓源可能導致熱失控，即電流增加導致發熱，進而降低 Vf，導致電流更大，最終導致故障。請務必使用恆流驅動器。

11. 實務設計案例分析

情境：設計一個 50W 高天井燈具。實施方案：使用 5 顆此陶瓷 9292 LED 串聯連接。總順向電壓約為 46.5V（5 * 9.3V）。選擇一個輸出為 1050mA、電壓範圍覆蓋約 45V 至 50V 的恆流驅動器。將 LED 安裝在金屬基板 PCB（MCPCB）上，並使用高性能熱介面材料將 MCPCB 連接到大型鋁製散熱器。此設計能有效管理總計約 49W 的熱耗散，確保長期可靠性和穩定的光輸出。

12. 技術原理介紹

此 LED 採用主流的螢光粉轉換方法產生白光。一個高效率的藍光氮化銦鎵（InGaN）半導體晶片發出藍光。這藍光部分穿透，部分激發沉積在晶片上或附近的黃色（或紅綠混合）螢光粉層。剩餘的藍光與來自螢光粉的寬頻譜黃光混合，產生白光。藍光與螢光粉轉換光的特定比例，以及螢光粉成分，決定了相關色溫（CCT）和顯色指數（CRI）。陶瓷封裝主要作為一個機械堅固且導熱的平台，用於安裝晶片、焊線和螢光粉。

13. 技術趨勢

高功率 LED 市場持續朝著更高光效（每瓦更多流明）、改善的顏色品質（更高的 CRI 和 R9 值）以及更高的可靠性發展。由於其熱優勢，陶瓷封裝在高階應用中變得越來越普遍。趨勢包括：

• 光效提升：晶片磊晶和螢光粉技術的持續改進。
• 色溫調節：支援動態 CCT 調整的產品。
• 高輸出小型化：在更小的封裝中塞入更多光。
• 整合解決方案：將 LED 與驅動器、光學元件和感測器整合成模組化的 "光引擎"。
• 永續性：關注減少環境影響的材料和製程。

陶瓷 9292 系列正處於此趨勢中，為要求嚴苛的照明解決方案提供了高輸出與熱性能的平衡。