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LED元件技術規格書 - 生命週期階段:修訂版2 - 發佈日期:2014-12-05 - 繁體中文技術文件

本LED元件技術文件詳述其生命週期階段(修訂版2)、發佈日期及相關規格,為工程師與採購專員提供關鍵技術資訊。
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PDF文件封面 - LED元件技術規格書 - 生命週期階段:修訂版2 - 發佈日期:2014-12-05 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本技術規格書針對電子元件(可能為LED或類似光電元件)的特定修訂版本。文件主要資訊顯示該元件處於產品生命週期中穩定且成熟的階段,作為此修訂版的正式紀錄,確保製造與應用過程中的可追溯性與一致性。此修訂版的核心優勢在於其已確立的可靠性及長期技術數據的可用性,主要針對需要耐用、經過驗證之元件的市場,例如工業、汽車或高可靠性消費性應用,這些應用對元件長期一致性有嚴格要求。

2. 生命週期與發佈資訊

本文件反覆確認一項關鍵的行政管理與品質控制數據。

2.1 生命週期階段

該元件明確處於修訂階段。這表示初始設計與開發(原型、初始發佈)已完成。產品至少經歷過一次變更或改進迭代,最終形成修訂版2。處於修訂階段通常意味著產品已進入量產,規格已凍結並符合終端產品使用資格。此後的變更通常較為輕微,並需透過正式的工程變更通知(ECO)進行管控。

2.2 發佈與有效性

修訂版2的正式發佈日期記錄為2014-12-05 13:13:38.0。此精確的時間戳記對於版本控制至關重要,有助於識別特定的建構版本或文件集。失效期限標示為永久。這表示製造商針對此特定文件與產品版本,並未規劃此修訂版元件的淘汰日期。其生產意圖為無限期,或直到被新修訂版取代為止。這對於成為業界標準的元件而言相當常見。

3. 技術參數:深入客觀解讀

雖然提供的文本片段缺乏明確的數值參數(如電壓或光通量),但生命週期數據本身即是一項關鍵的技術與後勤參數。我們可以推斷並闡述此類元件的典型參數。

3.1 光度特性

對於處於穩定修訂階段的元件,光度特性受到嚴格控制。關鍵參數包括:

3.2 電氣參數

穩定的電氣性能是修訂階段產品的標誌。

3.3 熱特性

熱管理對於LED性能與壽命至關重要。

4. 分檔系統說明

實施嚴謹的分檔系統以確保一致性。元件會根據關鍵參數進行測試並分類到不同的組別(檔位)。

4.1 波長 / 色溫分檔

LED會根據其在CIE圖上的色度座標(白光LED)或主波長(彩色LED)進行分檔。這確保同一檔位的所有LED在顏色上視覺一致。典型的檔位結構可能在麥克亞當橢圓內設有數個級別,以保證顏色均勻性。

4.2 光通量分檔

元件根據其在標準測試條件下的光輸出進行分類。例如,檔位可能以5%或10%為間隔定義(例如:光通量檔位 L1:100-105 lm,L2:105-110 lm)。這讓設計師能為其應用選擇合適的亮度等級。

4.3 順向電壓分檔

為了簡化驅動器設計並確保並聯串中的行為一致,LED通常會按順向電壓分檔。常見的檔位可能是 V1:2.8V - 3.0V,V2:3.0V - 3.2V,V3:3.2V - 3.4V。這有助於匹配元件以實現均勻的電流分配。

5. 性能曲線分析

圖形數據對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。

5.1 電流 vs. 電壓(I-V)曲線

I-V曲線顯示了順向電流與順向電壓之間的指數關係。對於設計限流電路至關重要。該曲線會隨溫度變化而偏移;在相同電流下,較高的接面溫度通常會導致較低的順向電壓。

5.2 溫度特性

關鍵圖表包括光通量 vs. 接面溫度以及順向電壓 vs. 接面溫度。光輸出通常隨溫度升高而降低。理解這種降額對於熱設計以維持目標亮度至關重要。

5.3 光譜功率分佈(SPD)

SPD圖顯示了每個波長下發射的光強度。對於白光LED(螢光粉轉換型),它顯示了藍光泵浦LED的峰值和更寬的螢光粉發射光譜。此數據用於計算色彩品質指標,如演色性指數(CRI)。

6. 機械與封裝資訊

物理封裝確保可靠的電氣連接與散熱。

6.1 尺寸輪廓圖

詳細的機械圖提供了所有關鍵尺寸:長度、寬度、高度、透鏡形狀和公差。這是PCB焊盤設計和確保組裝中正確配合所必需的。

6.2 焊盤佈局設計

提供了建議的PCB焊盤圖形(焊盤幾何形狀和尺寸),以確保良好的可焊性和機械強度。其中包括了防焊層和錫膏的建議。

6.3 極性識別

清晰的標記指示了陽極(+)和陰極(-)。通常透過圖表顯示切角、綠點或元件陰極側的標記來表示。

7. 焊接與組裝指南

需要正確的操作以維持可靠性。

7.1 迴焊溫度曲線

提供了建議的迴焊溫度曲線,包括預熱、均熱、迴焊和冷卻區域,並有特定的溫度限制和時間長度。峰值溫度至關重要,不得超過元件的額定值(通常為260°C持續10秒)。

7.2 注意事項

操作說明包括避免機械應力、使用靜電防護、防止吸濕(MSL等級),以及不使用可能損壞透鏡的特定溶劑進行清潔。

7.3 儲存條件

元件應儲存在乾燥、黑暗且溫濕度受控的環境中,通常需符合為該封裝定義的濕度敏感等級(MSL)。

8. 包裝與訂購資訊

採購與生產的後勤細節。

8.1 包裝規格

元件以捲帶包裝供應,相容於標準貼片機。規定了捲盤尺寸、帶寬、料袋間距和元件方向。

8.2 標籤資訊

捲盤標籤包含料號、修訂代碼(例如:REV 2)、數量、批號和日期代碼,以實現完整的可追溯性。

8.3 型號編碼規則

料號編碼了關鍵屬性。典型的結構可能是:系列代碼 - 顏色/光通量檔位 - 電壓檔位 - 封裝代碼 - 修訂版。例如,ABC-W2-L3-V2-2835-REV2.

9. 應用建議

9.1 典型應用場景

此修訂版穩定的元件適用於需要長期供應和一致性能的應用:建築照明、商業標誌、汽車內飾照明、顯示器背光以及通用照明模組。

9.2 設計考量

設計師必須考慮熱管理(使用足夠的散熱)、驅動電流(建議使用恆流驅動)、光學設計(選擇光束角的透鏡)以及電氣保護(防止逆向電壓和瞬變)。

10. 技術比較

與較新或原型元件相比,此修訂版2元件提供了成熟度的關鍵優勢。其性能參數已完全表徵,有長期可靠性數據可用,供應鏈已建立,並且為設計師帶來較低的技術風險。與最新一代產品相比,權衡之處可能在於效率或演色性表現稍低,但它提供了經過驗證的穩定性。

11. 常見問題(FAQ)

問:"生命週期階段:修訂"對我的設計意味著什麼?

答:這意味著該元件處於穩定、量產的狀態。規格是固定的,確保您可以在數年內採購到相同的零件,這對於長產品生命週期和避免重新認證至關重要。

問:發佈日期是2014年。這個元件是否已過時?

答:不一定。"失效期限:永久"的註記表明製造商承諾無限期生產此確切修訂版。這是一個成熟的、可能是業界標準的零件。請務必向製造商查詢最新的產品狀態。

問:如何解讀此片段中缺乏具體技術數值的情況?

答:此片段似乎是標題頁或封面頁。完整的規格書將在後續頁面包含所有詳細的電氣、光學和機械規格。此標題頁為該詳細數據提供了關鍵的修訂版和有效性背景。

12. 實際使用案例

案例:設計長壽命出口標誌燈。製造商需要一個用於出口標誌燈的LED,該標誌燈必須可靠運行10年以上,並且所有單位的顏色和亮度保持一致。選擇此修訂版2元件是理想的。設計師使用分檔的光通量和色度數據來確保均勻的光輸出。已確立的可靠性數據支持長壽命的聲稱。穩定的供應鏈保證了未來生產批次和備件的可用性。

13. 原理介紹

該元件基於半導體材料中的電致發光原理運作。當順向電壓施加於p-n接面時,電子與電洞復合,以光子的形式釋放能量。光的波長(顏色)由半導體材料的能隙能量決定。對於白光LED,藍光或紫外光LED晶片塗覆有一層螢光粉層,該層吸收部分原發光並以更寬的長波長光譜重新發射,組合產生白光。

14. 發展趨勢

固態照明產業持續演進。總體趨勢包括提高發光效率(lm/W)、改善演色品質(更高的CRI和R9值),以及在更高工作溫度下實現更高的可靠性。同時也朝著更精密的封裝發展,以實現更好的光提取和熱管理。雖然此修訂版2元件代表了一個成熟的技術點,但更新的修訂版或產品線將整合這些領域的進步,提供更好的性能,但可能具有較新、較未經證實的可靠性概況。

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。