目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢與目標市場
- 。其性能特點使其適合需要穩定、明亮且高效的光輸出，並採用可靠封裝的應用。
- 本節針對規格書中列出的關鍵電氣、光學及熱參數，提供詳細且客觀的解讀。
- ) 低至 3°C/W，這對於功率耗散非常有利，但請注意此為接面至焊盤的熱阻；系統熱阻將會更高。元件可承受最高 260°C 的焊接溫度，並額定最多可進行 2 次迴焊循環，這是此類元件的標準額定值。
- 規格書提供了不同相關色溫 (CCT) 的詳細光通量數據：3000K、4000K、5000K、5700K 及 6500K，所有色溫的演色性指數 (CRI) 均為 70。在 350mA 電流及 25°C 接面溫度下，典型光通量範圍從 194 流明 (3000K) 到 204 流明 (5000K、5700K、6500K)。關鍵在於，數據包含了在 85°C 較高接面溫度及更高驅動電流 (700mA、1000mA、1200mA) 下的性能表現。例如，5000K 型號的典型光通量從 204 流明 (350mA, 25°C) 下降至 184 流明 (350mA, 85°C)，顯示了溫度對光輸出的負面影響。在 1200mA 及 85°C 條件下，典型輸出為 536 流明，但與較低電流相比，發光效率 (每瓦流明數) 有所下降。所有輻射功率測量值的公差均為 ±10%。
- 產品根據多項參數進行分類，以確保照明設計的一致性。
- 白光 LED 根據光通量分級，級距為 20 流明。可用的分級包括：170L20 (170-190 流明)、190L20 (190-210 流明)、210L20 (210-230 流明) 及 230L20 (230-250 流明)。這些分級是在 350mA 的標準測試條件下定義的。
- 分級在相同電流下，可帶來略低的功耗和較少的熱量產生。
- 白光輸出被細緻地分類為暖白光 (2580K-3710K)、中性白光 (3710K-4745K) 及冷白光 (4745K-7050K) 組別。在冷白光組別中，針對 5000K、5700K 及 6500K CCT 定義了特定的分級，每個分級包含四個子級 (例如 50K-1、50K-2、50K-3、50K-4)。每個子級由 CIE 1931 色度圖上的一個四邊形區域定義，並由四組 (x, y) 座標對指定。這種精確的分級允許設計師選擇具有極高顏色一致性的 LED，這對於外觀均勻性至關重要的應用來說非常關鍵。色度座標測量容差為 ±0.01。
- 雖然提供的 PDF 摘錄未包含圖形化性能曲線，但表格數據允許對關鍵關係進行重要分析。
- 數據表格清楚地顯示了驅動電流與光輸出之間的非線性關係。對於 85°C 下的 5000K LED，將電流從 350mA 增加到 1200mA (增加 3.43 倍)，會導致光通量從約 204 流明增加到約 536 流明 (增加約 2.63 倍)。這種次線性比例關係表明，在較高電流下發光效率會下降，這主要是由於接面溫度升高以及 LED 半導體固有的效率下降所致。
- 溫度的負面影響非常明顯。對於相同的 5000K LED 在 350mA 下，將接面溫度從 25°C 提高到 85°C，會導致典型光通量從 204 流明下降到 184 流明，減少約 10%。在最終產品的熱設計中，必須考慮這種熱降額，以確保在產品壽命週期和操作條件下具有一致的光輸出。
- 此元件採用陶瓷 SMD 封裝。系列名稱 "HPL3535CZ12" 暗示封裝尺寸約為 3.5mm x 3.5mm。與塑膠封裝相比，陶瓷封裝提供了更優異的導熱性和長期可靠性，特別是在高功率操作和熱循環條件下。如概述所述，電氣隔離的散熱焊盤是一個重要特色。
- 根據 JEDEC 標準，此元件的濕度敏感等級 (MSL) 為 3。這意味著，如果封裝好的 LED 在 ≤30°C/85% RH 的環境條件下暴露超過 168 小時 (7 天)，則必須在焊接前進行烘烤。烘烤 (浸泡) 要求為在 85°C/85% RH 下烘烤 168 小時。遵守這些條件對於防止在迴焊焊接過程中發生 "爆米花效應" 或內部損壞至關重要。最高允許焊接溫度為 260°C，且元件額定最多可承受 2 次迴焊循環，這對於無鉛焊接製程來說是典型的。
- 7. 應用建議
- 可用於園藝照明系統，特別是較高 CCT 的型號 (5000K-6500K)，可補充植物生長所需的藍光光譜。
- 對於需要顏色一致性的應用 (例如面板照明)，應指定嚴格的 CCT 和光通量分級。對於成本優先度更高的應用，較寬鬆的分級可能可以接受。
- 與標準中功率 LED 相比，HPL3535CZ12 系列提供了顯著更高的單一封裝光通量，減少了達到特定光輸出所需的元件數量。陶瓷結構使其與塑膠封裝的高功率 LED 形成關鍵差異，提供了更好的抗熱應力能力，並可能在高工作溫度下具有更長的使用壽命。電氣隔離的散熱焊盤是另一個競爭優勢，它消除了對散熱器進行電氣隔離的需求 (非隔離封裝通常需要此步驟)，從而簡化了 PCB 設計。
- 答：這意味著元件對濕氣吸收敏感。如果原廠密封袋被打開，在儲存條件 ≤ 30°C/85% RH 下，您有 168 小時 (7 天) 的時間完成焊接。如果超過此時間，則必須在 85°C/85% RH 條件下烘烤元件 168 小時以去除濕氣，然後才能安全地進行迴焊焊接。
- 一位設計師需要為倉庫設計一款 10,000 流明的高天井燈。目標是在系統層級達到 150 lm/W 的效率，他們需要約 67 瓦的 LED 功率。選擇在 700mA 及 85°C 下驅動的 5000K 型號 (典型光通量 341 流明)，他們將需要約 30 顆 LED (10000/341)。LED 總順向電壓約為 90V (30 顆 LED * 每顆約 3V)，這建議採用串並聯或高壓恆流驅動器拓撲。關鍵任務是熱管理：30 顆 LED 散發約 90W 熱量 (假設每顆 3W)，必須使用大型鰭片式鋁散熱器和金屬核心 PCB，以盡可能將接面溫度維持在接近 85°C，從而實現預期的光輸出並確保長期可靠性。
- 發光二極體 (LED) 是一種透過電致發光來發光的半導體元件。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子和電洞被注入到主動區域並在此復合。在像白光 LED (通常基於氮化銦鎵，InGaN) 所使用的直接能隙半導體中，部分復合能量以光子 (光) 的形式釋放。白光通常是透過使用覆蓋有螢光粉層的藍光 LED 晶片來產生。螢光粉吸收一部分藍光，並將其重新發射為更寬頻譜的黃光。剩餘的藍光與螢光粉轉換的黃光相結合，在人眼中呈現為白光。相關色溫 (CCT) 可透過調整螢光粉成分來調節。
1. 產品概述
HPL3535CZ12 系列是一款專為嚴苛照明應用設計的表面黏著高功率 LED 元件。它結合了高光通量輸出與緊湊的陶瓷封裝，使其成為現代固態照明設計中的多功能元件。其關鍵特色之一是電氣隔離的散熱焊盤，這項設計透過提供更大的 PCB 佈線彈性，簡化了熱管理和電氣佈局。本系列定位為一個穩健的解決方案，能夠滿足一般、商業及特殊照明領域的嚴格要求。
1.1 核心優勢與目標市場
此 LED 的主要優勢包括其小型陶瓷 SMD 封裝形式，這提升了可靠性和熱性能，以及在 350mA 電流下高達 204 流明的典型光通量。它符合 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素標準，確保了環境與法規的相容性。其目標市場多元，涵蓋裝飾與娛樂照明, 、信號與標誌照明，以及農業照明
。其性能特點使其適合需要穩定、明亮且高效的光輸出，並採用可靠封裝的應用。
2. 深入技術參數分析
本節針對規格書中列出的關鍵電氣、光學及熱參數，提供詳細且客觀的解讀。
2.1 絕對最大額定值I_F此元件在散熱焊盤維持於 25°C 的條件下，最大連續順向電流 (T_J) 額定值為 2000 mA。這凸顯了在實際應用中，有效散熱對於防止性能下降或故障至關重要。峰值脈衝電流額定值為 2400 mA，條件為 1/10 工作週期及 1 kHz 頻率。最高接面溫度 (R_th) 為 150°C，這是半導體晶片的終極限制。工作溫度範圍指定為 -40°C 至 +105°C，顯示其適用於惡劣環境。元件本身的熱阻 (
) 低至 3°C/W，這對於功率耗散非常有利，但請注意此為接面至焊盤的熱阻；系統熱阻將會更高。元件可承受最高 260°C 的焊接溫度，並額定最多可進行 2 次迴焊循環，這是此類元件的標準額定值。
2.2 光度特性
規格書提供了不同相關色溫 (CCT) 的詳細光通量數據：3000K、4000K、5000K、5700K 及 6500K，所有色溫的演色性指數 (CRI) 均為 70。在 350mA 電流及 25°C 接面溫度下，典型光通量範圍從 194 流明 (3000K) 到 204 流明 (5000K、5700K、6500K)。關鍵在於，數據包含了在 85°C 較高接面溫度及更高驅動電流 (700mA、1000mA、1200mA) 下的性能表現。例如，5000K 型號的典型光通量從 204 流明 (350mA, 25°C) 下降至 184 流明 (350mA, 85°C)，顯示了溫度對光輸出的負面影響。在 1200mA 及 85°C 條件下，典型輸出為 536 流明，但與較低電流相比，發光效率 (每瓦流明數) 有所下降。所有輻射功率測量值的公差均為 ±10%。
3. 分級系統說明
產品根據多項參數進行分類，以確保照明設計的一致性。
3.1 光通量分級
白光 LED 根據光通量分級，級距為 20 流明。可用的分級包括：170L20 (170-190 流明)、190L20 (190-210 流明)、210L20 (210-230 流明) 及 230L20 (230-250 流明)。這些分級是在 350mA 的標準測試條件下定義的。
3.2 順向電壓分級V_F順向電壓 (V_F) 以約 0.2V 的級距進行分級，測量條件為 350mA。分級包括 U1 (2.5-2.7V)、U2 (2.7-2.9V)、U3 (2.9-3.1V)、U4 (3.1-3.2V) 及 U5 (3.2-3.3V)。較低的
分級在相同電流下，可帶來略低的功耗和較少的熱量產生。
3.3 白光顏色 (CCT) 分級結構
白光輸出被細緻地分類為暖白光 (2580K-3710K)、中性白光 (3710K-4745K) 及冷白光 (4745K-7050K) 組別。在冷白光組別中，針對 5000K、5700K 及 6500K CCT 定義了特定的分級，每個分級包含四個子級 (例如 50K-1、50K-2、50K-3、50K-4)。每個子級由 CIE 1931 色度圖上的一個四邊形區域定義，並由四組 (x, y) 座標對指定。這種精確的分級允許設計師選擇具有極高顏色一致性的 LED，這對於外觀均勻性至關重要的應用來說非常關鍵。色度座標測量容差為 ±0.01。
4. 性能曲線分析
雖然提供的 PDF 摘錄未包含圖形化性能曲線，但表格數據允許對關鍵關係進行重要分析。
4.1 電流 vs. 光通量 (L-I 關係)
數據表格清楚地顯示了驅動電流與光輸出之間的非線性關係。對於 85°C 下的 5000K LED，將電流從 350mA 增加到 1200mA (增加 3.43 倍)，會導致光通量從約 204 流明增加到約 536 流明 (增加約 2.63 倍)。這種次線性比例關係表明，在較高電流下發光效率會下降，這主要是由於接面溫度升高以及 LED 半導體固有的效率下降所致。
4.2 溫度 vs. 光通量 (T-I 關係)
溫度的負面影響非常明顯。對於相同的 5000K LED 在 350mA 下，將接面溫度從 25°C 提高到 85°C，會導致典型光通量從 204 流明下降到 184 流明，減少約 10%。在最終產品的熱設計中，必須考慮這種熱降額，以確保在產品壽命週期和操作條件下具有一致的光輸出。
5. 機械與封裝資訊
此元件採用陶瓷 SMD 封裝。系列名稱 "HPL3535CZ12" 暗示封裝尺寸約為 3.5mm x 3.5mm。與塑膠封裝相比，陶瓷封裝提供了更優異的導熱性和長期可靠性，特別是在高功率操作和熱循環條件下。如概述所述，電氣隔離的散熱焊盤是一個重要特色。
6. 焊接與組裝指南
根據 JEDEC 標準，此元件的濕度敏感等級 (MSL) 為 3。這意味著，如果封裝好的 LED 在 ≤30°C/85% RH 的環境條件下暴露超過 168 小時 (7 天)，則必須在焊接前進行烘烤。烘烤 (浸泡) 要求為在 85°C/85% RH 下烘烤 168 小時。遵守這些條件對於防止在迴焊焊接過程中發生 "爆米花效應" 或內部損壞至關重要。最高允許焊接溫度為 260°C，且元件額定最多可承受 2 次迴焊循環，這對於無鉛焊接製程來說是典型的。
7. 應用建議
- 7.1 典型應用場景裝飾與娛樂照明：
- 憑藉其高亮度和可選的色溫，非常適合用於建築重點照明、舞台照明和情境照明。信號與標誌照明：
- 適用於可靠性與顏色一致性至關重要的出口標誌、交通信號燈和指示燈。農業照明：
可用於園藝照明系統，特別是較高 CCT 的型號 (5000K-6500K)，可補充植物生長所需的藍光光譜。
- 7.2 設計考量熱管理：
- 僅有當熱量能有效地從散熱焊盤傳遞到 PCB，再傳遞到環境時，3°C/W 的低熱阻才有效。強烈建議使用金屬核心 PCB (MCPCB) 或專用散熱器，特別是在 700mA 以上電流操作時。電流驅動：
- 使用恆流 LED 驅動器以實現穩定操作。雖然 LED 可處理高達 2000mA 的電流，但根據詳細表格，建議在 1200mA 或以下電流操作，以獲得最佳效率和壽命。光學設計：
- 典型視角為 120°。對於聚光或定向照明應用，可能需要二次光學元件 (透鏡、反射器) 來實現所需的光束模式。分級選擇：
對於需要顏色一致性的應用 (例如面板照明)，應指定嚴格的 CCT 和光通量分級。對於成本優先度更高的應用，較寬鬆的分級可能可以接受。
8. 技術比較與差異化
與標準中功率 LED 相比，HPL3535CZ12 系列提供了顯著更高的單一封裝光通量，減少了達到特定光輸出所需的元件數量。陶瓷結構使其與塑膠封裝的高功率 LED 形成關鍵差異，提供了更好的抗熱應力能力，並可能在高工作溫度下具有更長的使用壽命。電氣隔離的散熱焊盤是另一個競爭優勢，它消除了對散熱器進行電氣隔離的需求 (非隔離封裝通常需要此步驟)，從而簡化了 PCB 設計。
9. 常見問題解答 (基於技術參數)
問：此 LED 的實際功耗是多少？V_F答：功率 (W) = 順向電流 (A) x 順向電壓 (V)。例如，在 1000mA (1A) 電流和典型
3.0V (來自 U3 分級) 下，功率約為 3.0W。
問：為什麼接面溫度升高時，光通量會下降？
答：這是 LED 半導體的基本特性。較高的溫度會增加晶片內部的非輻射復合率，從而降低內部量子效率，進而降低在給定電流下的光輸出。
問：我需要多少顆這種 LED 才能組成一個 1000 流明的光源？
答：在 350mA 及 85°C 條件下，一顆 5000K LED 產生約 184 流明。因此，不考慮光學損失，您大約需要 6 顆 LED (1000/184 ≈ 5.43) 才能達到 1000 流明。以更高電流 (例如 700mA) 驅動將需要更少的 LED，但需要更嚴格的熱管理。
問："濕度敏感等級 3" 對我的生產流程意味著什麼？
答：這意味著元件對濕氣吸收敏感。如果原廠密封袋被打開，在儲存條件 ≤ 30°C/85% RH 下，您有 168 小時 (7 天) 的時間完成焊接。如果超過此時間，則必須在 85°C/85% RH 條件下烘烤元件 168 小時以去除濕氣，然後才能安全地進行迴焊焊接。
10. 實務設計與使用案例
案例：設計一款高天井工業照明燈具
一位設計師需要為倉庫設計一款 10,000 流明的高天井燈。目標是在系統層級達到 150 lm/W 的效率，他們需要約 67 瓦的 LED 功率。選擇在 700mA 及 85°C 下驅動的 5000K 型號 (典型光通量 341 流明)，他們將需要約 30 顆 LED (10000/341)。LED 總順向電壓約為 90V (30 顆 LED * 每顆約 3V)，這建議採用串並聯或高壓恆流驅動器拓撲。關鍵任務是熱管理：30 顆 LED 散發約 90W 熱量 (假設每顆 3W)，必須使用大型鰭片式鋁散熱器和金屬核心 PCB，以盡可能將接面溫度維持在接近 85°C，從而實現預期的光輸出並確保長期可靠性。
11. 工作原理簡介
發光二極體 (LED) 是一種透過電致發光來發光的半導體元件。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子和電洞被注入到主動區域並在此復合。在像白光 LED (通常基於氮化銦鎵，InGaN) 所使用的直接能隙半導體中，部分復合能量以光子 (光) 的形式釋放。白光通常是透過使用覆蓋有螢光粉層的藍光 LED 晶片來產生。螢光粉吸收一部分藍光，並將其重新發射為更寬頻譜的黃光。剩餘的藍光與螢光粉轉換的黃光相結合，在人眼中呈現為白光。相關色溫 (CCT) 可透過調整螢光粉成分來調節。
12. 技術趨勢
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。 |