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 修訂版號
- 2.3 發布與有效期限資訊
- 3. 技術參數：深入客觀解讀
- 3.1 光度特性
- 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 電流對電壓 (I-V) 曲線
- 5.2 溫度特性
- 5.3 光譜功率分佈 (SPD)
- 6. 機械與封裝資訊
- 6.1 外型尺寸圖
- 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 標籤資訊
- 8.3 料號編碼系統
- 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 (基於技術參數)
- 12. 實際應用案例
- 13. 原理介紹
- 14. 發展趨勢
1. 產品概述
本技術規格書為一款正處於生命週期修訂階段的LED元件提供全面資訊。此文件是工程師、設計師與採購專家將此元件整合至電子系統時的權威參考依據。此元件的核心優勢在於其經過完整記錄且穩定的修訂歷史，確保了長期生產週期的一致性和可靠性。目標市場包括消費性電子產品、工業控制系統、汽車照明以及通用照明產品的製造商，這些領域對元件的可追溯性與生命週期管理至關重要。
2. 生命週期與修訂資訊
所提供內容中的主要資料與元件的生命週期管理相關。
2.1 生命週期階段
此元件被明確記錄為處於"修訂"階段。這表示產品設計與規格已定案、發布，目前正處於受控的更新或修正狀態。修訂階段意味著產品已成熟，正在積極生產與供應，任何變更都將透過正式的修訂控制流程進行管理。
2.2 修訂版號
本規格書及相關元件的當前修訂版為修訂版1。這是初始設計與認證後首次正式發布的文件版本。工程師必須始終確認使用的是最新修訂版，以確保設計準確性。
2.3 發布與有效期限資訊
本規格書發布於2012年5月14日 11:50:18。其"有效期限"標註為"永久"。此術語通常表示該規格書沒有預設的到期日，只要產品仍在生產中即保持有效。然而，此處的"永久"應理解為"在新修訂版取代前無限期有效"。使用者有責任定期向元件來源查詢是否有更新的修訂版。
3. 技術參數：深入客觀解讀
雖然提供的片段中未詳述光度、電氣及熱特性的具體數值參數，但已暗示了標準LED規格書的結構。以下章節將說明通常會包含的典型參數及其重要性。
3.1 光度特性
光度特性定義了LED的光輸出。關鍵參數包括：
- 光通量 (Φv)：以流明 (lm) 為單位，表示發射光的總感知功率。此值通常在標準測試電流 (例如 20mA, 150mA) 和接面溫度 (例如 25°C) 下指定。
- 發光強度 (Iv)：以燭光 (cd) 為單位，描述特定方向單位立體角內的光通量。對於定向照明應用至關重要。
- 主波長 (λd) 或相關色溫 (CCT)：對於彩色LED，主波長定義了感知顏色 (例如，紅色為625nm)。對於白光LED，以克爾文 (K) 為單位的CCT定義了光是暖白光 (2700K-3500K)、中性白光 (3500K-5000K) 還是冷白光 (5000K-6500K)。
- 演色性指數 (CRI)：對於白光LED，CRI (Ra) 表示光源相較於自然光源，還原物體真實顏色的準確度。對於需要準確色彩感知的應用，較高的CRI (接近100) 更佳。
3.2 電氣參數
電氣參數對於電路設計和驅動器選擇至關重要。
- 順向電壓 (VF)：LED在特定順向電流下工作時的跨接電壓降。它隨電流和溫度變化。常見LED的典型值範圍為2.0V至3.8V。
- 順向電流 (IF)：建議的連續直流工作電流。超過最大額定順向電流可能導致永久性損壞。
- 逆向電壓 (VR)：在不損壞LED的情況下可施加於逆向的最大電壓。LED的逆向電壓額定值通常很低 (常為5V)。
- 功率耗散 (Pd)：LED封裝可耗散的最大功率，計算公式為 VF* IF，並受熱限制約束。
3.3 熱特性
LED的性能與壽命高度依賴於熱管理。
- 接面溫度 (Tj)：半導體晶片p-n接面處的溫度。不得超過最大允許 Tj(例如 125°C)。
- 熱阻 (RθJA或 RθJC)： RθJA是接面到環境的熱阻 (°C/W)，表示熱量從接面流向周圍空氣的難易程度。RθJC是接面到外殼的熱阻。數值越低表示散熱性能越好。
- 儲存溫度範圍：LED在未通電時可儲存而不會劣化的溫度範圍。
4. 分級系統說明
LED製造存在差異。分級將具有相似特性的LED歸類，以確保量產的一致性。
4.1 波長/色溫分級
根據主波長 (彩色LED) 或CCT與色度座標 (白光LED) 將LED分類，以確保陣列或燈具中的顏色外觀均勻。
4.2 光通量分級
根據標準測試條件下的光輸出 (流明) 對LED進行分級。這使設計師可以選擇符合特定亮度要求的分級。
4.3 順向電壓分級
按順向電壓 (VF) 分類有助於設計高效的驅動電路，特別是在串聯多個LED時，以確保電流均勻分佈。
5. 性能曲線分析
圖形數據對於理解非標準條件下的性能至關重要。
5.1 電流對電壓 (I-V) 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，呈現一個導通電壓 (或膝點電壓)，之後電流會隨著電壓的微小增加而迅速增加。此曲線對於選擇限流電路至關重要。
5.2 溫度特性
關鍵圖表包括光通量對接面溫度以及順向電壓對接面溫度。光輸出通常隨溫度升高而降低 (熱淬滅)，而順向電壓則降低。理解這些趨勢對於熱設計至關重要。
5.3 光譜功率分佈 (SPD)
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發射與螢光粉轉換光的混合情況，影響CCT和CRI。
6. 機械與封裝資訊
物理尺寸與組裝細節透過技術圖紙提供。
6.1 外型尺寸圖
詳細圖示顯示LED封裝的精確長、寬、高以及任何關鍵特徵。公差始終會標明。
6.2 焊墊佈局設計
建議的PCB焊墊佈局，包括焊墊尺寸、形狀和間距。遵循此佈局可確保正確的焊接與熱連接。
6.3 極性識別
明確標示陽極 (+) 和陰極 (-) 端子，通常透過凹口、切角、標記焊墊或不同的引腳長度來實現。正確的極性對於運作至關重要。
7. 焊接與組裝指南
7.1 迴流焊溫度曲線
建議的迴流焊時間-溫度曲線，包括預熱、保溫、迴流 (峰值溫度) 和冷卻速率。不得超過最高溫度及液相線以上的時間，以避免損壞LED封裝或內部接合。
7.2 注意事項
- 避免對LED透鏡施加機械應力。
- 在操作過程中採取靜電防護措施。
- 焊接後請勿使用超音波清洗器清潔，因為空化作用可能損壞封裝。
- 避免用手指觸摸透鏡，以防污染。
7.3 儲存條件
LED應儲存在乾燥、黑暗的環境中，並在指定的溫濕度範圍內 (例如 <40°C, <60% RH)。若包裝密封被破壞，濕度敏感元件在使用前可能需要烘烤。
8. 包裝與訂購資訊
8.1 包裝規格
關於LED供應方式的詳細資訊：捲帶類型 (例如，凸版載帶)、捲帶尺寸、口袋數量與方向。
8.2 標籤資訊
說明印在捲帶標籤上的資訊：料號、數量、批號/批次代碼、日期代碼和分級代碼。
8.3 料號編碼系統
元件型號的解析，說明不同欄位如何對應顏色、光通量分級、電壓分級、封裝類型和特殊功能等屬性。
9. 應用建議
9.1 典型應用場景
基於所暗示的標準LED技術，潛在應用包括顯示器背光 (LCD、鍵盤)、狀態指示燈、汽車內飾照明、裝飾照明和通用標誌。
9.2 設計考量
- 電流驅動：始終使用恆流源驅動LED，而非恆壓源，以確保穩定的光輸出和長壽命。
- 熱管理：設計PCB時應提供足夠的散熱孔和銅箔面積。考慮最終應用的最高環境溫度。
- 光學：根據所需的發光角度和分佈選擇合適的二次光學元件 (透鏡、擴散片)。
- 靜電防護：如果LED位於暴露位置，請在敏感線路上加入靜電防護二極體。
10. 技術比較
雖然在沒有具體型號的情況下無法直接與其他元件進行比較，但此類別中任何LED的關鍵差異化因素通常包括：
- 光效 (lm/W)：更高的光效意味著每瓦電能產生更多的光輸出，從而節省能源。
- 顏色一致性：更嚴格的波長/CCT和光通量分級公差可確保陣列中更好的顏色匹配。
- 可靠性/壽命 (L70/B50)：在測試條件下，50%的樣品其光輸出衰減至初始值70%之前的小時數。
- 封裝穩健性：對熱循環、濕氣和機械應力的耐受性。
11. 常見問題 (基於技術參數)
Q1: "修訂版1" 和 "生命週期階段: 修訂" 對我的設計意味著什麼？
A1: 這表示您正在使用一個成熟且已發布的產品規格。未來的任何變更都將記錄在後續的修訂版中 (例如，修訂版1.1、修訂版2)。在最終確定設計之前，您應始終檢查最新修訂版，以納入任何勘誤或改進。
Q2: "有效期限" 是 "永久"。這是否意味著產品將永遠可供貨？
A2: 不是。"永久" 指的是此特定修訂版文件的有效性。產品供應情況由製造商的生產生命週期決定。該元件最終可能會停產 (EOL)。此規格書仍將是有效的歷史參考資料。
Q3: 如何解讀所提供內容中缺乏具體光度/電氣數值的情況？
A3: 所提供的片段是包含後設資訊的標頭/頁尾。製造商提供的完整規格書將包含本文件第3、4、5節所述的所有詳細技術參數表和圖表。進行設計工作時，請務必取得完整的規格書。
12. 實際應用案例
情境：為工業設備設計狀態指示燈面板。
設計師參考完整的規格書 (由本修訂版標頭暗示)。他們根據波長分級選擇合適的LED顏色 (例如，綠色表示"開啟"，紅色表示"故障")。使用電氣表中的順向電壓 (VF) 和測試電流 (IF)，他們計算在使用5V電源時所需的串聯電阻值：R = (V電源- VF) / IF。他們完全按照機械圖紙所示設計PCB焊墊佈局，確保正確的極性對齊。在組裝過程中遵循迴流焊溫度曲線，並驗證最終產品的光輸出在設備的環境照明條件下達到所需的可見度。
13. 原理介紹
LED (發光二極體) 是一種當電流通過時會發光的半導體元件。這種現象稱為電致發光，發生在元件內電子與電洞重新結合時，以光子的形式釋放能量。光的顏色由所用半導體材料的能隙決定。白光LED通常是透過使用塗有螢光粉材料的藍光或紫外光LED晶片來製造，螢光粉吸收部分藍光/紫外光並重新發射為黃光；藍光與黃光的混合被感知為白光。
14. 發展趨勢
LED產業持續發展，呈現出幾個明顯的趨勢。光效 (每瓦流明) 不斷提高，降低了照明應用的能耗。業界強力推動更高的演色性指數 (CRI) 和更一致的色彩品質，特別是在專業照明領域。小型化仍然是關鍵，使得在緊湊型裝置中的新應用成為可能。整合是另一個趨勢，LED越來越多地將驅動器、控制電路和光學元件整合到單一封裝模組中。最後，智慧與連網照明，即LED成為物聯網系統的一部分，具有可調顏色和強度，是一個重要的成長領域。本規格書中描述的元件，以其正式的修訂控制，代表了這一持續技術進程中的一個穩定點。
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。 |