LED元件規格書 - 修訂版2 - 生命週期資訊

1. 產品概述

本技術規格書提供LED元件的完整資訊，著重於其生命週期管理與修訂歷史。文件結構旨在為工程師與採購專家提供清晰的產品狀態洞察，確保在整合至新設計或維護現有產線時，能做出相容且明智的決策。所呈現的核心資訊顯示此產品處於穩定的修訂版2階段，代表其已成熟且具備確立的性能特性。

此元件的主要優勢在於其具備文件化且受控的生命週期。永久的有效期意味著長期的供貨與支援，這對於生命週期較長的產品（例如用於工業、汽車或基礎設施應用）至關重要。此穩定性降低了過時淘汰的風險，並簡化了供應鏈規劃。目標市場包括需要可靠、長壽命照明解決方案的應用，其中一致的性能與零件供貨穩定性至關重要。

2. 深度技術參數分析

雖然提供的PDF片段聚焦於管理數據，但一份完整的LED技術規格書通常會包含以下參數類別，這些對於設計導入至關重要。

2.1 光學與色彩特性

關鍵參數包括主波長或相關色溫，這定義了發光顏色（例如：冷白光、暖白光、特定單色光）。光通量以流明為單位，表示總感知光輸出。色度座標提供色度圖上的精確色點。對於色彩準確性重要的應用，顯色指數至關重要，它表示在LED光線下，色彩相較於參考光源呈現的自然程度。

2.2 電氣參數

順向電壓是一個關鍵參數，指定了在特定測試電流下LED兩端的電壓降。這對於設計驅動電路至關重要。順向電流額定值定義了LED可承受的最大連續電流，直接影響光輸出與壽命。逆向電壓指定了在不損壞元件的情況下可施加於逆向的最大電壓。靜電放電敏感度通常根據JEDEC或MIL-STD標準分類，表示元件對靜電的耐受性。

2.3 熱特性

LED的性能與壽命高度依賴於熱管理。接面至環境熱阻量化了熱量從LED半導體接面傳遞到周圍環境的效率。數值越低表示散熱效果越好。最高接面溫度是半導體材料在不發生永久性劣化或故障的情況下可承受的最高溫度。透過適當的散熱設計，使LED在此溫度以下運作，對於達到額定壽命至關重要。

3. 分級系統說明

製造過程中的變異性使得分級系統成為必要，以將具有相似特性的LED進行分組。

3.1 波長/色溫分級

LED根據其精確波長（單色LED）或相關色溫（白光LED）被分類到不同的分級中。這確保了單一生產批次內以及不同批次間的色彩一致性。設計師必須指定所需的分級或可接受的分級範圍，以維持應用中的色彩外觀均勻性。

3.2 光通量分級

LED也會根據其在標準測試電流下的光輸出進行分級。這讓設計師能夠選擇符合特定亮度要求的元件，並準確預測其組件的最終光輸出。

3.3 順向電壓分級

根據順向電壓對LED進行分組，有助於設計更高效且一致的驅動電路。使用來自相同Vf分級的LED，可以在並聯陣列中實現更好的電流匹配，並使功耗更可預測。

4. 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。

4.1 電流對電壓 (I-V) 曲線

此曲線顯示了流經LED的順向電流與其兩端電壓之間的關係。它是非線性的，呈現出一個導通電壓閾值。此曲線對於選擇適當的限流元件或設計恆流驅動器至關重要。

4.2 溫度特性

圖表通常顯示順向電壓和光通量如何隨接面溫度變化。順向電壓通常隨溫度升高而降低，而光通量則會衰減。理解這些關係是熱設計和預測實際操作環境中性能的關鍵。

4.3 光譜功率分佈

此圖表繪製了每個波長下發射光的相對強度。對於白光LED，它顯示了藍光激發LED的峰值以及更寬的螢光粉轉換光譜。它用於計算CCT、CRI，並理解光的色彩品質。

5. 機械與封裝資訊

精確的物理尺寸對於PCB佈局與組裝是必需的。

5.1 尺寸外型圖

一份包含頂視、側視和底視圖的詳細圖紙，包含所有關鍵尺寸與公差。這確保元件能符合印刷電路板上設計的佔位面積。

5.2 焊墊佈局設計

提供了建議的PCB焊墊圖形，以確保在迴流焊接過程中形成可靠的焊點，並提供足夠的熱連接與電氣連接。

5.3 極性識別

清晰的標記指示了陽極與陰極。這通常透過凹口、圓點、斜角或不同的引腳長度來顯示。正確的極性對於元件功能至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊溫度曲線

提供了建議的迴流焊時間-溫度曲線，包括預熱、恆溫、迴流和冷卻階段。指定了最高峰值溫度和液相線以上時間，以防止對LED封裝（特別是矽膠透鏡和內部接合）造成熱損傷。

6.2 注意事項與操作

指南包括避免對透鏡施加機械應力、防止光學表面污染，以及在操作過程中採取適當的ESD防護措施。可能還包含與LED材料相容的清潔劑建議。

6.3 儲存條件

指定了理想的儲存溫度與濕度範圍，以維持可焊性並防止吸濕。若元件在使用前未經適當烘烤，吸濕可能在迴流過程中導致爆米花現象。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

詳細說明LED的供應方式：捲帶類型、每捲數量，以及捲帶內元件的方向（供自動貼片機使用）。

7.2 標籤資訊

解釋印刷在捲帶標籤上的資訊，包括料號、數量、日期碼、批號，以及光通量、色彩和電壓的分級代碼。

7.3 型號命名規則

解析料號結構，說明料號中的不同代碼如何代表特定屬性，如色彩、光通量分級、電壓分級、封裝類型和特殊功能。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

基於其技術參數，此LED適用於一般照明、建築照明、標誌背光、顯示器背光、汽車照明以及工業照明。永久的生命週期表明其適用於預期使用壽命較長的應用。

8.2 設計考量

關鍵考量包括：實施恆流驅動器以確保穩定運作、設計有效的熱路徑以管理接面溫度、確保光學設計與LED的視角及光強分佈相匹配，以及保護LED免受電氣暫態和逆向電壓的影響。

9. 技術比較

雖然直接比較需要特定的競爭元件，但具有明確修訂版2和永久生命週期狀態的元件優勢包括：降低過早淘汰的風險、成熟設計帶來的可靠性驗證，以及相較於新推出或停產元件，可能具有更好的供貨穩定性和成本穩定性。技術參數將在效率、色彩品質、可靠性和封裝尺寸等方面與替代方案進行比較。

10. 常見問題 (FAQ)

問：生命週期階段：修訂版2是什麼意思？
答：這表示產品處於其生命週期的成熟階段。設計已定案並進入量產。修訂版2表示至少有一個先前的版本，而此版本包含了改進或修正。

問：有效期：永久有何含義？
答：這通常意味著製造商目前未對此產品規劃停產日期。其旨在長期供貨，這對於需要多年穩定供應鏈的設計非常有利。

問：我應如何解讀發布日期？
答：發布日期標記了此特定修訂版的規格書或產品正式發行的時間。它有助於追蹤文件版本，並可用於確保設計使用的是最新規格。

問：我可以在產品中混用來自不同分級的LED嗎？
答：通常不建議混用分級，特別是色彩和光通量分級，因為這將導致最終產品出現可見的色彩和亮度差異。為確保性能一致，請使用來自相同或相鄰分級的LED。

11. 實際應用案例

情境：設計辦公室照明用線性LED燈具
一位設計工程師正在為辦公室天花板設計一款4英尺LED格柵燈。使用此規格書，他們將：
1. 選擇適當的光通量分級，以達到每盞燈具的目標流明值。
2. 選擇特定的CCT分級，以符合辦公室照明標準。
3. 使用Vf分級和I-V曲線來設計串並聯陣列，並指定恆流驅動器。
4. 參考熱阻和降額曲線，設計鋁製散熱器，使接面溫度保持在最高接面溫度以下，確保達到50,000小時的L70壽命聲稱。
5. 使用機械圖紙創建PCB佔位面積，並確保金屬基板上的LED間距適當。
6. 在SMT組裝過程中遵循迴流焊溫度曲線，以避免損壞元件。

12. 工作原理介紹

發光二極體是一種透過電致發光發光的半導體元件。當順向電壓施加於p-n接面時，來自n型區域的電子與來自p型區域的電洞復合，以光子的形式釋放能量。發射光的波長由所用半導體材料的能隙決定。白光LED通常是透過在藍光或紫外光LED晶片上塗覆螢光粉材料來製造。部分藍光被螢光粉轉換為較長波長的光，藍光與螢光粉轉換光的混合被人眼感知為白光。

13. 技術趨勢

LED產業持續發展，有幾個關鍵趨勢。效率穩步提升，降低了相同光輸出的能耗。色彩品質不斷改善，高CRI LED變得更加普遍和實惠。小型化持續進行，為顯示器和照明帶來了新的外型規格。針對植物生長的光譜定制日益受到關注。整合內建驅動器和控制的智慧照明應用正在擴展。此外，透過先進的測試與建模，可靠性和壽命預測變得更加準確，支持了如本文檔所顯示的長壽命聲稱。

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。

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