目錄
- 1. 產品概述
- 2. 生命週期與修訂資訊
- 2.1 生命週期階段
- 2.2 有效性與發布
- 3. 技術參數深度客觀解讀
- 3.1 光度與色彩特性
- 3.2 電氣參數
- 3.3 熱特性
- 4. 分級系統說明
- 4.1 波長 / 色溫分級
- 4.2 光通量分級
- 4.3 順向電壓分級
- 5. 性能曲線分析
- 5.1 電流-電壓特性曲線
- 5.2 溫度特性
- 5.3 光譜功率分佈
- 6. 機械與封裝資訊
- 6.1 尺寸外型圖
- 6.2 焊墊佈局設計
- 6.3 極性識別
- 7. 焊接與組裝指南
- 7.1 迴流焊溫度曲線
- 7.2 注意事項
- 7.3 儲存條件
- 8. 包裝與訂購資訊
- 8.1 包裝規格
- 8.2 標籤說明
- 8.3 型號編碼規則
- 9. 應用建議
- 9.1 典型應用場景
- 9.2 設計考量
- 10. 技術比較
- 11. 常見問題
- 11.1 "生命週期階段：修訂版3" 是什麼意思？
- 11.2 我該如何解讀 "有效期限：永久"？
- 11.3 我可以在產品中混用不同光通量或色彩分級的LED嗎？
- 11.4 如果讓LED在超過最高接面溫度下工作會發生什麼？
- 12. 實際應用案例
1. 產品概述
本技術規格書提供LED元件的完整資訊，重點在於其生命週期管理與修訂歷史。這份文件對於工程師、採購專員與品質保證團隊至關重要，能確保在設計與生產中使用正確版本的元件。此詳細生命週期追蹤的核心優勢在於長期專案的可追溯性與一致性，確保規格在發生修訂時保持不變或得到妥善記錄。目標市場包括消費性電子產品、汽車照明、工業指示燈及一般照明應用，這些領域對元件可靠性和文件記錄有嚴格要求。
2. 生命週期與修訂資訊
提供的PDF內容反覆顯示該元件具有一致的生命週期狀態。
2.1 生命週期階段
該元件的生命週期階段記錄為修訂版：3。這表示該元件處於活躍的修訂狀態，具體是其產品文件或規格的第三個主要修訂版。修訂表示參數、性能數據、建議使用方式或包裝資訊相較於先前版本有所更新。使用者參考此特定修訂版至關重要，以確保其設計與最新測試和驗證的數據保持一致。
2.2 有效性與發布
其有效期限標註為永久。此術語通常表示此特定修訂版的規格書沒有計劃的淘汰日期，旨在無限期保持有效以供參考，除非被更新的修訂版取代。其發布日期精確記錄為2014-12-05 13:13:10.0。此時間戳記提供了此第三修訂版正式發布並成為該元件有效文件的確切參考點。
3. 技術參數深度客觀解讀
雖然提供的片段聚焦於生命週期數據，但一份完整的LED規格書應包含以下關鍵技術參數。以下數值是基於中功率LED常見產業標準的說明性範例；設計師必須查閱完整、官方的規格書以獲取絕對數值。
3.1 光度與色彩特性
這些參數定義了LED的光輸出與品質。
- 主波長 / 相關色溫：指定光的感知顏色。對於白光LED，以開爾文為單位，例如2700K（暖白）、4000K（中性白）、6500K（冷白）。對於彩色LED，則以奈米為單位，例如630nm（紅）、525nm（綠）、450nm（藍）。
- 光通量：發射光的總感知功率，以流明為單位。通常在標準測試電流與接面溫度下指定。
- 發光效率：LED的效率，計算為每瓦流明。更高的效率表示從電能轉換為可見光的效率更好。
- 演色性指數：對於白光LED，CRI衡量其相較於自然光源忠實呈現物體顏色的能力。CRI高於80適用於一般照明，高於90則適用於需要高色彩保真度的應用。
3.2 電氣參數
這些定義了LED的工作條件與電氣限制。
- 順向電壓：LED在指定順向電流下工作時的電壓降。它隨電流和溫度變化。白光和藍光LED的典型值範圍為2.8V至3.4V，紅光和琥珀光LED則為1.8V至2.2V。
- 順向電流：建議的連續直流工作電流。超過最大額定電流可能導致永久損壞。
- 逆向電壓：在不損壞LED的情況下可施加的反向最大電壓。此值通常較低。
- 功耗：封裝可處理的最大電功率，計算為Vf * If，並受熱限制約束。
3.3 熱特性
LED的性能與壽命極度依賴於熱管理。
- 熱阻（接面至焊點）或（接面至外殼）：從LED接面到焊點或外殼的熱流阻力，以°C/W為單位。數值越低表示散熱能力越好。
- 最高接面溫度：半導體接面允許的最高溫度。持續在此限制以上工作將急劇縮短壽命並可能導致立即失效。典型值為120°C至150°C。順向電壓的溫度係數：Vf隨接面溫度變化的速率，通常約為-2mV/°C至-4mV/°C。is 120°C to 150°C.
- Temperature Coefficient of Forward Voltage:The rate at which Vf changes with junction temperature, typically around -2mV/°C to -4mV/°C.
4. 分級系統說明
製造變異導致個別LED之間存在細微差異。分級將具有相似特性的LED分組，以確保大規模生產的一致性。
4.1 波長 / 色溫分級
LED根據其主波長或CCT進行分級。對於白光LED，分級可能代表標稱CCT範圍內的100K或200K步階。在需要均勻色彩表現的應用中，使用單一分級或相鄰分級的LED至關重要。
4.2 光通量分級
LED根據其在標準測試條件下的光輸出進行分級。分級定義為最小光通量值或百分比範圍。這讓設計師可以選擇符合其成本與性能目標的亮度等級。
4.3 順向電壓分級
在特定電流下按順向電壓進行分類，有助於設計高效的驅動電路，特別是在串聯多個LED時。匹配Vf分級可以改善並聯串的電流平衡。
5. 性能曲線分析
圖形數據提供了在不同條件下LED行為的深入見解。
5.1 電流-電壓特性曲線
此曲線顯示順向電流與順向電壓之間的關係。它是非線性的，一旦電壓超過二極體的閾值，電流就會急劇增加。曲線會隨溫度移動。此圖對於驅動器設計至關重要，以確保穩定的電流控制。
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。光通量通常隨溫度升高而降低。了解這種降額對於熱設計至關重要，以在應用的操作環境中維持目標光輸出。
5.3 光譜功率分佈
SPD圖顯示每個波長發射光的相對強度。對於白光LED，它揭示了藍光激發LED與螢光粉發射的混合情況。此圖用於精確的色彩分析和計算CRI、CCT等指標。
6. 機械與封裝資訊
物理規格確保正確的PCB設計與組裝。
6.1 尺寸外型圖
詳細圖示顯示LED封裝的確切尺寸，包括長、寬、高及任何透鏡曲率。標示關鍵公差。常見封裝尺寸包括2835、3535、5050等。
6.2 焊墊佈局設計
PCB上推薦的焊墊圖案，包括焊墊尺寸、形狀和間距。遵循此佈局可確保良好的焊點可靠性、適當的散熱，並防止迴流焊時發生墓碑效應。
6.3 極性識別
在LED封裝上清晰標記陽極與陰極端子，通常是通過陰極側的凹口、切角或標記。規格書將說明此標記。
7. 焊接與組裝指南
7.1 迴流焊溫度曲線
推薦的迴流焊時間-溫度曲線，包括預熱、保溫、迴流和冷卻區。指定最高峰值溫度和液相線以上時間，以防止對LED封裝和內部材料造成熱損傷。
7.2 注意事項
- 避免對LED透鏡施加機械應力。
- 使用適合LED的免清洗或弱活性助焊劑。
- 請勿使用超音波方法清潔，因其可能損壞螢光粉層。
- 在操作過程中防止靜電放電。
7.3 儲存條件
LED應儲存在推薦溫濕度的乾燥、黑暗環境中。它們通常以防潮包裝出貨，並附有濕度指示卡。如果暴露，在迴流焊前可能需要烘烤以防止"爆米花"效應。
8. 包裝與訂購資訊
8.1 包裝規格
關於捲帶類型、捲帶尺寸、口袋數量與方向的詳細資訊。帶狀包裝規格遵循EIA-481等標準。
8.2 標籤說明
捲帶標籤上的資訊，包括料號、數量、批號、日期碼以及光通量、色彩和Vf的分級代碼。
8.3 型號編碼規則
解釋料號結構，其通常編碼關鍵屬性，如封裝尺寸、色彩/CCT、光通量分級、電壓分級，有時還包括特殊功能。
9. 應用建議
9.1 典型應用場景
- 一般照明：LED燈泡、燈管、面板燈、崁燈。
- 背光：電視、顯示器、筆記型電腦與標誌背光單元。
- 汽車：室內照明、日間行車燈、信號燈。
- 指示燈與標誌：狀態指示燈、出口標誌、立體字。
9.2 設計考量
- 熱管理：設計具有足夠散熱孔和銅面積的PCB。考慮到散熱器的熱路徑。
- 驅動器選擇：使用與LED的Vf和If要求匹配的恆流驅動器。如有需要，考慮調光方法。
- 光學設計：選擇合適的二次光學元件以達到所需的光束角度與分佈。
- 色彩一致性：對於要求高均勻性的應用，指定嚴格的分級要求或使用混色技術。
10. 技術比較
與前幾代相比，此規格書的修訂版3可能包含反映製造工藝改進的更新性能數據，例如在相同電流下更高的典型光通量或效率。它可能還包含擴展或澄清的最大額定值、修訂的測試條件或更詳細的應用說明。與通用或競爭對手零件的主要區別在於性能參數、封裝穩健性以及所提供技術數據的深度與準確性，這使得設計更加精確可靠。
11. 常見問題
11.1 "生命週期階段：修訂版3" 是什麼意思？
這表示這是該元件規格書的第三個正式發布版本。與先前修訂版的任何技術變更均記錄於此。新設計應始終使用最新修訂版。
11.2 我該如何解讀 "有效期限：永久"？
此規格書修訂版被視為永久有效以供參考，除非被明確的新修訂版取代。這並不意味著元件本身會永久生產。
11.3 我可以在產品中混用不同光通量或色彩分級的LED嗎？
不建議用於最終產品，因為這會導致可見的亮度與色彩差異。對於原型製作，請確保記錄分級。對於量產，請向供應商指定單一分級或混合規則。
11.4 如果讓LED在超過最高接面溫度下工作會發生什麼？
在超過Tjmax的條件下工作會加速流明衰減，並可能通過螢光粉退化或鍵合線失效等機制導致災難性故障。適當的散熱是絕對必要的。
12. 實際應用案例
案例研究：設計線性LED燈具
一位工程師正在為辦公室照明設計一支4英尺LED燈管。使用此規格書，他們選擇了特定光通量分級的高CRI中性白光LED，以滿足每支燈具的目標流明。I-V曲線和熱阻數據用於設計串並聯陣列並選擇合適的恆流驅動器。機械圖確保PCB佈局具有正確的焊墊尺寸。迴流焊曲線被編程到SMT機器中。通過遵守儲存與操作注意事項，他們在製造過程中實現了高直通率。由於熱管理設計在所有操作條件下都將接面溫度保持在遠低於最大額定值，因此燈具性能一致並達到指定的壽命。
13. 原理介紹
發光二極體是一種當電流通過時會發光的半導體元件。這種稱為電致發光的現象發生在電子與元件內的電洞復合時，以光子的形式釋放能量。光的顏色由半導體材料的能隙決定。白光LED通常是通過將藍光或紫外光LED晶片與螢光粉塗層結合而產生，該塗層將部分發射光轉換為更長的波長，從而產生被感知為白光的寬廣光譜。LED的效率、色彩和壽命受半導體材料、晶片結構、螢光粉成分和封裝設計的影響。
14. 發展趨勢
LED產業持續發展，有幾個明顯的趨勢。效率穩步提高，在相同光輸出下減少能耗。業界高度重視改善色彩品質，包括更高的CRI值以及在不同光譜下更好的色彩一致性。封裝小型化同時維持或增加光輸出的趨勢持續發展。整合驅動器與控制電路以實現可調白光和全彩功能的智慧與連網照明變得越來越普遍。此外，通過改進材料和封裝技術，高溫操作條件下的可靠性和壽命不斷增強。產業也推動性能報告和測試條件的標準化，以便更準確地比較不同製造商的產品。
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。 |