LED元件規格書 - 生命週期階段：修訂版1 - 發佈日期：2012-06-18 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本技術規格書適用於LED元件的特定修訂版本。主要資訊顯示此元件處於其第一個修訂版本（修訂版1），並於2012年6月18日正式發佈。生命週期階段標示為修訂，意味著本文件取代了先前的版本，並根據持續的開發、測試或回饋，納入了更新、修正或改進。標註有效期限：永久表示此修訂版本在標準條件下沒有預設的有效期，意味著此產品版本的規格被視為穩定且最終確定。本文件是此特定修訂版本所有技術參數、性能數據和操作指引的權威來源。

1.1 核心優勢

此元件的核心優勢在於其已文件化且穩定的修訂狀態。作為修訂版1產品，表示初始設計階段已完成，且元件已歷經一輪審查與優化。這為工程師和設計師提供了一套可靠的規格，與發佈前或初步版本相比，降低了規格不明變更的風險。固定的發佈日期有助於物料清單（BOM）和供應鏈管理中的精確版本控制。

1.2 目標市場

此元件主要針對一般電子製造產業，特別是那些需要穩定、有文件化規格的元件以用於中長期產品生命週期的領域。應用可能包括消費性電子產品、工業控制、汽車內飾照明以及一般照明，在這些應用中，基於固定規格書的一致性能對於設計的可重現性和品質保證至關重要。

2. 深入技術參數分析

雖然提供的片段有限，但一份完整的LED元件規格書通常會包含以下章節及詳細參數。以下數值是基於該時期此類元件常見產業標準的說明性範例。

2.1 光度與色彩特性

光度特性定義了光輸出與品質。關鍵參數包括光通量，根據LED晶片技術和功率等級，其範圍可能從20到120流明。主波長或相關色溫（CCT）指定了發光顏色；對於白光LED，常見的CCT值為2700K（暖白光）、4000K（中性白光）和6500K（冷白光）。演色性指數（CRI）衡量光線下色彩呈現的自然程度，一般照明通常要求CRI值高於80。視角（通常介於120至140度之間）描述了光束的擴散範圍。

2.2 電氣參數

電氣參數對於電路設計至關重要。順向電壓（Vf）是LED在其額定電流下工作時兩端的電壓降。對於典型的功率LED，此值可能在2.8V至3.6V之間。順向電流（If）是建議的工作電流，例如150mA、350mA或700mA。必須嚴格遵守反向電壓（例如5V）和峰值順向電流的最大額定值，以防止損壞。規格書也會指定動態電阻。

2.3 熱特性

LED的性能和壽命在很大程度上取決於熱管理。接面至環境熱阻（RθJA）表示熱量從LED晶片散逸到環境的難易程度；數值越低（例如10-20 °C/W）越好。最高接面溫度（Tj max），通常為125°C或150°C，是絕對極限。讓LED在此溫度以下工作，理想情況下接面溫度低於85°C，對於維持光輸出和達到額定壽命（通常定義為光通量衰減至初始值70%的時間，即L70）至關重要。

3. 分級系統說明

LED製造會產生性能差異。分級將具有相似特性的LED分組，以確保一致性。

3.1 波長/色溫分級

LED根據其主波長（針對彩色LED）或相關色溫（針對白光LED）進行分級。白光LED的典型分級方案可能在標稱CCT範圍內（例如5000K-5300K）以50K或100K為步長進行分級。這確保了照明裝置內的色彩均勻性。

3.2 光通量分級

LED也會根據其在特定測試電流下的光輸出進行分級。光通量分級代碼（例如P2、Q3）對應於預定義的流明範圍。這讓設計師可以選擇符合其應用最低亮度要求的LED。

3.3 順向電壓分級

順向電壓（Vf）分級將具有相似電壓降的LED分組。這對於設計高效的驅動電路以及確保多個LED並聯時電流均勻分配非常重要。

4. 性能曲線分析

圖形數據比單純的表格規格提供更深入的見解。

4.1 電流對電壓（I-V）曲線

I-V曲線顯示了順向電流與順向電壓之間的關係。它是非線性的，呈現一個膝點電壓，低於此電壓時幾乎沒有電流流動。此曲線有助於選擇適當的驅動方式（恆流與恆壓），並理解微小電壓變化對電流的影響。

4.2 溫度特性

圖表通常顯示順向電壓如何隨著接面溫度升高而降低（負溫度係數），以及光通量如何隨著溫度上升而衰減。這些曲線對於熱設計至關重要；散熱不良將導致光輸出降低並加速老化。

4.3 光譜功率分佈

此圖表繪製了每個波長發射光的相對強度。對於白光LED（通常是藍光晶片+螢光粉），它顯示了來自晶片的藍光峰值以及來自螢光粉的更寬廣的黃/紅光發射。曲線的形狀決定了CCT和CRI。

5. 機械與封裝資訊

實體封裝確保了可靠的電氣連接和散熱。

5.1 尺寸輪廓圖

提供包含所有關鍵尺寸的詳細圖紙：總長、寬和高（例如5.0mm x 5.0mm x 1.6mm）、透鏡形狀和尺寸，以及安裝特徵的位置。每個尺寸都標明了公差。

5.2 焊墊佈局與焊盤設計

提供了PCB的建議焊盤佈局，包括焊盤尺寸、形狀和間距。這對於在PCB設計軟體中建立正確的焊盤圖案以確保適當的焊接和機械穩定性至關重要。

5.3 極性識別

明確標示了識別陽極（+）和陰極（-）端子的方法，通常是透過封裝上的標記（一個點、凹口或切角）、較長的引腳（針對穿孔式），或在焊盤佈局圖中標註。

6. 焊接與組裝指南

需要正確的操作以維持可靠性。

6.1 迴流焊溫度曲線

提供了詳細的溫度對時間曲線，指定了預熱、恆溫、迴流（峰值溫度）和冷卻階段。給出了最高溫度限制（例如260°C持續10秒），以防止損壞LED封裝或透鏡。

6.2 注意事項與操作

說明包括警告：避免對透鏡施加機械應力、操作時使用靜電防護、避免污染透鏡表面，以及不要使用某些溶劑清潔。同時也說明了儲存條件（溫度和濕度）的建議。

7. 包裝與訂購資訊

採購與物流相關資訊。

7.1 包裝規格

描述包裝格式：載帶和捲盤規格（載帶寬度、口袋間距、捲盤直徑）、每捲數量（例如1000或4000件），或托盤包裝細節。

7.2 型號編碼規則

解釋料號結構。典型的型號編碼了關鍵屬性，例如顏色（例如W代表白色）、光通量分級、色溫分級、電壓分級和封裝類型。這允許精確訂購所需的性能組合。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

通常包含基本驅動電路的示意圖，例如用於低電流LED的簡單串聯電阻電路，或用於功率LED、使用專用IC或電晶體的恆流驅動電路。可能會提供設計方程式。

8.2 設計考量

關鍵考量包括：使用恆流驅動器以獲得穩定的亮度和壽命；實施足夠的PCB銅箔面積或金屬基板以利散熱；確保光學設計（透鏡、反射器）與LED的視角相容；以及防護靜電放電（ESD）和電壓暫態。

9. 技術比較

雖然沒有具體競爭對手無法進行直接比較，但此修訂版（Rev 1）的優勢通常包括：最終確定且經過驗證的規格、相對於原型可能改進的性能指標（例如更高的光效或更好的色彩一致性），以及在產品製造週期內獲得相同零件穩定供應的保證。

10. 常見問題（FAQ）

問：生命週期階段：修訂是什麼意思？

答：這表示這是產品規格書的修訂和最終版本，包含了用於製造和設計的官方規格。

問：我可以持續使用最大順向電流嗎？

答：最大電流是絕對額定值。為了可靠的長期運作，建議在電氣參數表中指定的典型順向電流或以下驅動LED，並配合適當的熱管理。

問：熱管理有多重要？

答：極其重要。超過最高接面溫度將急劇降低流明輸出和壽命。務必遵循熱阻指南並設計適當的散熱器。

11. 實際應用案例

情境：設計LED平板燈。工程師使用此規格書，選擇分級為4000K CCT和特定光通量分級的LED，以滿足每個燈具的目標流明值。利用I-V曲線和熱阻數據來設計恆流驅動器和鋁製散熱器。機械圖確保PCB佈局具有正確的焊盤間距，並將迴流焊溫度曲線編程到生產線的焊接爐中。修訂版1的狀態讓人確信，在燈板長達數年的生產過程中，元件規格不會發生意外變更。

12. 工作原理

發光二極體（LED）是透過電致發光發射光線的半導體元件。當在p-n接面上施加順向電壓時，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決定。白光LED通常是透過使用塗覆黃色螢光粉的藍光LED晶片來製造；部分藍光被轉換為黃光，藍光與黃光的混合光被感知為白光。不同的螢光粉混合物產生不同的相關色溫（CCT）。

13. 技術趨勢

自本修訂版於2012年發佈以來，LED技術持續演進。趨勢包括發光效率（每瓦流明數）顯著提升，實現了更亮、更節能的照明。色彩品質得到改善，高CRI（90+）LED變得更為普遍且價格實惠。小型化持續發展，更小的封裝能提供更高的光輸出。整合控制電路的智慧與連網照明已成為主要的應用領域。此外，隨著LED被用於更嚴苛的應用，業界越來越關注品質、可靠性和標準化測試方法，以確保長期性能。