SMD HP Shwo(F) 2W 系列 LED 規格書 - 3535 封裝 - 皇家藍 452.5nm - 2W 功率

1. 產品概述
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
2.2 光學與電氣特性
2.3 熱與可靠性規格
3. 分級系統說明
4. 性能曲線分析雖然提供的 PDF 摘錄在目錄中列出了這些曲線，但具體的圖表數據並未包含在給定的文字中。通常，此類規格書會包含以下基本性能圖表：光輸出 vs. 散熱焊盤溫度: 此曲線顯示輻射通量如何隨著 LED 散熱焊盤溫度升高而降低。有效的熱管理對於維持輸出至關重要。相對光通量/輻射通量 vs. 順向電流: 說明驅動電流與光輸出之間的非線性關係，突顯在較高電流下效率的下降。順向電壓 vs. 順向電流 (I-V 曲線): 對於驅動器設計至關重要，顯示達到目標電流所需的電壓。波長 vs. 順向電流: 顯示主波長隨驅動電流變化而產生的任何偏移。光譜功率分佈: 將輻射功率對應波長繪製的圖表，定義了皇家藍發光的顏色特性。電流降額曲線: 圖表指定最大允許順向電流作為散熱焊盤溫度的函數，以確保 TJ不被超過。輻射模式圖: 極座標圖，顯示光強度的空間分佈 (例如，朗伯型)。5. 機械與包裝資訊
5.1 機械尺寸
5.2 焊盤配置與極性
6. 焊接與組裝指南
7. 包裝與訂購資訊
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
8.2 設計考量
9. 技術比較與差異化
10. 常見問題 (基於技術參數)
11. 實務設計與使用案例
12. 運作原理介紹
13. 技術趨勢與發展

1. 產品概述

Shwo(F) 系列代表了 3535 尺寸高功率表面黏著 LED 封裝的最新迭代。其採用增強型透鏡設計，旨在實現卓越的亮度與光子發射效率。此系列定位為專業照明應用中最具效率與競爭力的解決方案之一，主要聚焦於植物照明領域。

Shwo一名源自中文閃爍之意，象徵此 LED 封裝明亮、緊湊且如星光般的特質。其核心優勢包括緊湊的陶瓷 SMD 結構、整合式 ESD 防護，並符合 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素要求等主要環境與安全標準。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

這些參數定義了 LED 可能發生永久損壞的操作極限，不適用於正常操作。

最大直流順向電流 (I_F)): 1000 mA (於 1 kHz 頻率、1/10 工作週期下)。
最大峰值脈衝電流 (I_Pulse)): 1250 mA。
最大 ESD 耐受度 (HBM)): 8000 V，提供穩健的處理保護。
逆向電壓 (V_R)): 此 LED 並非設計用於逆向偏壓操作。施加逆向電壓可能導致立即失效。
熱阻 (R_th)): 依晶片技術不同，範圍介於 10°C/W 至 12°C/W，表示熱量從接面傳導至散熱焊盤的效率。
最高接面溫度 (T_J)): 125°C。超過此溫度將急遽縮短使用壽命，並可能導致災難性故障。
操作溫度 (T_Opr)): -40°C 至 +100°C，定義了可靠運作的環境溫度範圍。
最高焊接溫度 (T_Sol)): 260°C，符合標準無鉛迴焊溫度曲線。
最大允許迴焊次數: 2 次，表示元件可承受迴焊焊接的次數。

2.2 光學與電氣特性

這些為在指定測試條件下 (T_pad= 25°C, I_F= 700 mA) 量測的典型性能參數。

顏色與波長: 皇家藍，主波長為 452.5 nm。此波長對於刺激葉綠素吸收極為有效，在植物照明的應用中對植物生長至關重要。
輻射通量 (光功率): 典型值為 1500 mW。最低保證輻射通量為 1300 mW。
光合光子通量 (PPF): 5.28 µmol/s。此指標量化每秒發射的光合作用有效光子數量，與植物照明效能直接相關。
輻射效率: 57.1%。計算方式為 (輻射通量 / 電輸入功率)，是 LED 電光轉換性能的關鍵指標。
視角: 典型值 120°，提供適合廣域照明的寬廣輻射模式。

2.3 熱與可靠性規格

濕度敏感等級 (MSL): 等級 1。此為最穩健的等級，表示在 ≤30°C/85% RH 條件下具有無限的車間壽命，且在迴焊前無需強制烘烤，簡化了庫存管理。
儲存條件: -40°C 至 +100°C。在此範圍內妥善儲存對於維持可焊性與性能至關重要。

3. 分級系統說明

產品命名遵循詳細的編碼系統：ELSWF – ABCDE – FGHIJ – V1234.

AB: 代表最低光通量 (lm) 或輻射通量 (mW) 性能分級。
C: 指示輻射模式 (例如，1代表朗伯型)。
D: 表示顏色 (例如，L代表皇家藍，445-460nm)。
E: 指定功耗 (例如，2代表 2W)。
H: 定義包裝類型 (例如，P代表捲帶包裝)。
V1234: 編碼順向電壓分級與顏色/色溫分級。

例如，料號ELSWF-S41L2-6FPNM-DB4B6解碼為一個 Shwo(F) LED，其具有 S41 輻射通量分級、朗伯型模式 (1)、皇家藍顏色 (L)、2W 功率 (2)，以捲帶 (P) 供應，並帶有特定的順向電壓與顏色分級 DB4B6。

4. 性能曲線分析

雖然提供的 PDF 摘錄在目錄中列出了這些曲線，但具體的圖表數據並未包含在給定的文字中。通常，此類規格書會包含以下基本性能圖表：

光輸出 vs. 散熱焊盤溫度: 此曲線顯示輻射通量如何隨著 LED 散熱焊盤溫度升高而降低。有效的熱管理對於維持輸出至關重要。
相對光通量/輻射通量 vs. 順向電流: 說明驅動電流與光輸出之間的非線性關係，突顯在較高電流下效率的下降。
順向電壓 vs. 順向電流 (I-V 曲線): 對於驅動器設計至關重要，顯示達到目標電流所需的電壓。
波長 vs. 順向電流: 顯示主波長隨驅動電流變化而產生的任何偏移。
光譜功率分佈: 將輻射功率對應波長繪製的圖表，定義了皇家藍發光的顏色特性。
電流降額曲線: 圖表指定最大允許順向電流作為散熱焊盤溫度的函數，以確保 T_J不被超過。
輻射模式圖: 極座標圖，顯示光強度的空間分佈 (例如，朗伯型)。

5. 機械與包裝資訊

5.1 機械尺寸

此 LED 採用 3535 表面黏著封裝 (3.5mm x 3.5mm 佔位面積)。規格書中的詳細機械圖提供了封裝本體、透鏡高度及公差的精確尺寸，這些對於 PCB 佈局與光學設計至關重要。

5.2 焊盤配置與極性

佔位圖顯示了陽極與陰極焊盤的佈局。正確的極性對於運作至關重要。散熱焊盤設計對於散熱極為關鍵；規格書指定了此焊盤的建議錫膏鋼板圖案與覆蓋率，以確保最佳的熱傳導至 PCB。

6. 焊接與組裝指南

迴焊焊接: 此元件額定最高峰值焊接溫度為 260°C，與標準無鉛 (SnAgCu) 迴焊溫度曲線相容。最多允許 2 次迴焊循環。
處理: 儘管其 ESD 等級高 (8kV)，在處理與組裝過程中仍應遵守標準的 ESD 預防措施。
儲存: 作為 MSL 等級 1 的元件，在標準工廠條件下 (<30°C/85% RH) 無需特定的乾燥包裝或烘烤。

7. 包裝與訂購資訊

LED 提供標準產業包裝：

發光體捲帶包裝: 元件置於壓紋載帶中，用於自動化取放組裝。
發光體捲盤包裝: 載帶捲繞於捲盤上。規格書指定了每捲數量、載帶寬度、口袋間距及捲盤尺寸。
產品標籤: 捲盤與外箱標有料號、數量、日期代碼及其他可追溯性資訊。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

植物照明: 主要應用。452.5nm 皇家藍波長最適合促進營養生長、控制植物形態，並在環控農業 (CEA)、垂直農場及溫室補光中增強次級代謝產物的生產。
裝飾與娛樂照明: 用於建築照明、舞台照明及主題環境，需要飽和藍色效果之處。
信號與標誌照明: 適用於背光指示燈、標誌及其他需要高強度藍色光源的應用。

8.2 設計考量

熱管理: 這是最關鍵的設計因素。熱阻約為 10-12°C/W，必須建立從散熱焊盤到散熱器的高品質熱路徑。對於高功率應用，請使用具有足夠散熱孔的 PCB，並可能使用金屬核心板 (MCPCB) 或絕緣金屬基板 (IMS)。盡可能降低散熱焊盤溫度，以獲得最大光輸出與使用壽命。
電氣驅動: 使用定電流 LED 驅動器。典型操作電流為 700mA，但設計應參考基於預期操作溫度的降額曲線。確保驅動器與所選分級的順向電壓範圍相容。
光學設計: 120° 朗伯型模式適合廣泛覆蓋。可根據特定應用使用二次光學元件 (透鏡、反射器) 來準直或塑形光束。

9. 技術比較與差異化

雖然規格書中未提供與其他產品的直接並排比較，但可推斷出 Shwo(F) 系列的關鍵差異化特點：

高輻射效率 (57.1%): 表示電能轉換為有用光功率 (皇家藍光子) 的效能卓越，這意味著在植物照明中，對於給定的光輸出，能降低能耗並減少熱負載。
整合式 8kV ESD 防護: 與許多無內建防護的 LED 相比，提供更優異的穩健性，降低了製造與現場使用中的故障率。
陶瓷封裝: 與塑膠封裝相比，提供更好的熱性能與長期可靠性，特別是在高功率驅動與熱循環條件下。
全面合規性: 符合 RoHS、REACH 及無鹵素標準，便於在具有嚴格環保法規的全球市場中使用。

10. 常見問題 (基於技術參數)

問：輻射通量 (mW) 與光合光子通量 (PPF) 有何不同？
答：輻射通量量測以瓦特為單位發射的總光功率。PPF 量測每秒在光合作用有效輻射 (PAR, 400-700nm) 範圍內、植物可用的光子數量。對於單色皇家藍 LED，兩者直接相關，但 PPF 是衡量植物照明效能的首選指標。

問：我可以持續以 1000mA 驅動此 LED 嗎？
答：不行。1000mA 的絕對最大額定值是在 1/10 工作週期下指定的。對於連續操作 (DC)，您必須使用降額曲線。在典型的散熱焊盤溫度 85°C 下，最大允許連續電流將顯著低於 1000mA，以保持接面溫度低於 125°C。

問：為什麼濕度敏感等級 (MSL 1) 很重要？
答：MSL 1 表示元件在迴焊焊接過程中不易受濕氣誘發損壞 (爆米花效應)。與較高等級的 MSL 元件 (例如，MSL 2a, 3) 相比，它不需要乾燥袋包裝或使用前烘烤，簡化了物流與製造流程。

問：訂購時應如何解讀料號？
答：您必須指定完整的料號，例如 ELSWF-S41L2-6FPNM-DB4B6，它定義了所有關鍵特性：通量分級、顏色、功率、包裝及電氣分級。僅以通用系列名稱訂購是不夠的。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計用於育苗的 LED 模組
一家植物燈製造商正在設計一個緊湊型模組，以促進強壯、緊湊的幼苗生長。他們選擇了 Shwo(F) 皇家藍 LED，因其目標波長。

電氣設計: 目標是每個模組提供 50 µmol/s 的 PPF，他們計算出大約需要 10 顆 LED (50 / 5.28 ≈ 9.5)。他們選擇以定電流驅動器在 700mA 下驅動每顆 LED。他們選擇了一個順向電壓 (V_f) 分級，當 10 顆 LED 串聯時，能與其驅動器的輸出電壓範圍匹配。
熱設計: 該模組將採用被動冷卻。他們設計了一塊具有厚銅層的鋁基 MCPCB，並在每顆 LED 的散熱焊盤下方佈置了散熱孔陣列。他們模擬預期在最終燈具中的散熱焊盤溫度為 75°C。參考 75°C 的降額曲線，他們確認 700mA 操作處於安全操作區域內。
機械與光學設計: LED 以 3.5mm 間距排列。考慮到 120° 光束角，且期望在育苗盤上獲得廣泛且均勻的覆蓋，因此未使用二次光學元件。
結果: 該模組高效地提供了目標藍光光譜，促進幼苗健康發育而不會導致莖部過度伸長，同時可靠的熱設計確保了長期性能。

12. 運作原理介紹

Shwo(F) LED 是一種基於氮化銦鎵 (InGaN) 材料技術的半導體光源。當在陽極與陰極之間施加順向電壓時，電子與電洞被注入半導體晶片的主動區。它們復合，以光子的形式釋放能量。InGaN 量子阱結構的特定組成決定了發射光的波長——在此案例中為約 452.5 nm 的皇家藍光。陶瓷封裝提供機械支撐、電氣連接以及將光輸出塑形成朗伯型模式的主透鏡。整合的 ESD 防護二極體保護敏感的半導體接面免受靜電放電事件的影響。

13. 技術趨勢與發展

像 Shwo(F) 系列這樣的 LED 發展，受到業內幾個關鍵趨勢的驅動：

效率提升 (lm/W 或輻射效率): 持續的材料科學與晶片設計改進，不斷推動電光轉換效率提升，在相同光輸出的情況下降低能耗與熱管理需求。
更高功率密度: 像 3535 這樣的封裝正被驅動在更高電流下，以從更小的面積提供更多光，實現更緊湊、更強烈的照明燈具。
應用特定優化: 相較於通用型白光 LED，針對特定光譜波段優化的 LED 趨勢強勁。植物照明就是一個主要例子，LED 被調整至精確匹配植物光受體的波長 (例如，用於葉綠素吸收的皇家藍，用於光敏色素反應的遠紅光)。
改善的可靠性與穩健性: 高 ESD 等級、陶瓷封裝及防潮設計等特點，正成為專業級元件的標準，確保在嚴苛應用中具有更長的使用壽命。
整合與標準化: 使用標準佔位面積 (例如，3535) 與包裝簡化了設計並實現了第二來源相容性，而整合的保護電路則增加了價值與可靠性。

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	為什麼重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦電能發出的光通量，越高越節能。	直接決定燈具的能效等級與電費成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源發出的總光量，俗稱"亮度"。	決定燈具夠不夠亮。
發光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。	影響光照範圍與均勻度。
色溫（CCT）	K（開爾文），如2700K/6500K	光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。	決定照明氛圍與適用場景。
顯色指數（CRI / Ra）	無單位，0–100	光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step"	顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。	保證同一批燈具顏色無差異。
主波長（Dominant Wavelength）	nm（奈米），如620nm（紅）	彩色LED顏色對應的波長值。	決定紅、黃、綠等單色LED的色相。
光譜分佈（Spectral Distribution）	波長 vs. 強度曲線	顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。	影響顯色性與顏色品質。

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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。	常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。
最大脈衝電流（Pulse Current）	Ifp	短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。	脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。
反向電壓（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向電壓，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）	熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。	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的"使用壽命"。
流明維持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段時間後剩餘亮度的百分比。	表徵長期使用後的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麥克亞當橢圓	使用過程中顏色的變化程度。	影響照明場景的顏色一致性。
熱老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因長期高溫導致的封裝材料劣化。	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	保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。	EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。
晶片結構	正裝、倒裝（Flip Chip）	晶片電極佈置方式。	倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。
螢光粉塗層	YAG、矽酸鹽、氮化物	覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。	不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。
透鏡/光學設計	平面、微透鏡、全反射	封裝表面的光學結構，控制光線分佈。	決定發光角度與配光曲線。

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，確保顏色落在極小範圍內。	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，每組有對應的坐標範圍。	滿足不同場景的色溫需求。

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	在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的壽命。	提供科學的壽命預測。
IESNA標準	照明工程學會標準	涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。	行業公認的測試依據。
RoHS / REACH	環保認證	確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。	進入國際市場的准入條件。
ENERGY STAR / DLC	能效認證	針對照明產品的能效與性能認證。	常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。