目錄
1. 產品概述
Shwo 系列代表一系列專為嚴苛照明應用所設計的表面黏著高功率 LED 元件。其核心設計理念結合了高光輸出與緊湊的外形尺寸，使其成為滿足廣泛照明需求的多功能解決方案。
1.1 核心優勢與市場定位
本系列的一個關鍵差異化特色是其電氣隔離的散熱焊盤。此特性為設計人員帶來極大便利，它將熱管理與電氣佈局考量分離，簡化了 PCB 設計並提升了可靠性。該系列定位為滿足當代固態照明需求的極具潛力解決方案，在性能、尺寸和設計靈活性之間取得了平衡。
1.2 目標應用
本元件適用於廣泛的照明應用，包括但不限於：一般照明、閃光燈照明、聚光燈照明、信號燈照明，以及各種工業和商業照明燈具。具體提及的應用案例包括裝飾與娛樂照明、導向標示燈（例如用於階梯、出口通道）、汽車外部與內部照明，以及農業照明。
2. 主要特色與合規性
- LM-80 認證：為照明設計與驗證提供可靠的光通量維持率數據。
- 小封裝高效率：在緊湊的 SMD 佔位面積下提供顯著的光輸出。
- ESD 防護：高達 8KV (HBM) 的穩健靜電放電防護能力。
- 焊接方式：專為標準表面黏著技術組裝製程設計。
- 完整分級系統：產品根據亮度（光通量）、順向電壓、波長和色度進行分級與篩選，以確保顏色與性能的一致性。
- 濕度敏感度：等級為 MSL 1，表示在 ≤30°C/85% RH 的條件下具有無限的車間壽命，簡化了處理與儲存程序。
- 環境合規性：產品符合 RoHS 規範，符合白光 LED 的 ANSI 分級標準，符合歐盟 REACH 法規，且為無鹵素產品（Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm）。
3. 技術參數：深入客觀解讀
3.1 絕對最大額定值
定義了元件的操作極限以確保長期可靠性。當散熱焊盤溫度維持在 25°C 時，最大直流順向電流為 700mA。對於脈衝操作，在 1kHz 頻率、1/10 佔空比的條件下，允許 1000mA 的峰值脈衝電流。最高接面溫度為 125°C，散熱焊盤的工作溫度範圍為 -40°C 至 +100°C。必須特別注意，這些 LED 並非設計用於反向偏壓操作。
3.2 熱特性
熱管理對於高功率 LED 至關重要。熱阻值因顏色而異：藍光、綠光、冷白光、中性白光和暖白光 LED 為 10°C/W；紅光、琥珀光和橙光 LED 為 12°C/W。此參數表示熱量從 LED 接面傳遞到散熱焊盤的效率。數值越低表示熱性能越好，這直接關係到更高的光輸出和更長的使用壽命。
3.3 光度與電氣特性
光通量或輻射功率是在驅動電流 350mA、散熱焊盤溫度 25°C 的條件下指定的。規格書提供了不同顏色各種料號的最小值。例如，典型最小光通量值範圍從琥珀色的約 45 流明到寶藍色的 530 流明（以毫瓦為單位的輻射功率測量）。白光 LED 變體的順向電壓分級範圍從 2.65V 到 3.55V。
4. 分級系統說明
4.1 波長/色溫分級
產品命名規則包含特定的顏色代碼。對於白光 LED，這對應於相關色溫分級。該系列提供從 2700K（暖白光）到 6500K（冷白光）的廣泛 CCT 範圍，並有 3000K、3500K、4000K、4500K、5000K 和 5700K 等中間選項。每個 CCT 進一步細分為多個麥克亞當橢圓步階，以確保嚴格的顏色一致性。對於單色 LED，分級由主波長範圍定義。
4.2 光通量分級
LED 根據其在標準測試條件下的最小光通量輸出進行分類。料號本身編碼了此最小光通量值。例如，料號中的代碼如 'F51'、'F61'、'F91' 表示給定顏色和驅動電流下的不同最小光通量等級。
4.3 順向電壓分級
順向電壓是電氣設計的另一個關鍵參數，特別是在驅動多個串聯 LED 時。白光 LED 料號指定了順向電壓分級範圍。一些訂購代碼進一步將其細分為子級別，允許在驅動器設計中進行更精確的電流匹配。
5. 料號命名規則與訂購
產品命名遵循結構化格式：ELSW – ABCDE – FGHIJ – V1234.
- AB：代表最小光通量或輻射功率。
- C：表示輻射模式。
- D：表示顏色或 CCT。
- E：指定功耗。
- F, G, H, I, J：內部與包裝類型代碼。
- V：順向電壓分級代碼。
- 1234：顏色分級或 CCT 分級代碼。
此系統允許精確識別和訂購具有特定光學、電氣和熱特性的 LED。
6. 白光 LED 規格
規格書提供了標準和高光通量白光 LED 變體的詳細表格。所有白光 LED 均符合 ANSI 分級標準。每個訂購代碼列出的關鍵參數包括最小光通量、特定 CCT 分級範圍、順向電壓範圍和最小演色性指數。標準系列的典型視角為 120°。
7. 機械、組裝與處理指南
7.1 焊接與迴焊
本元件專為 SMT 組裝設計。迴焊期間的最高焊接溫度不應超過 260°C，且最多允許兩次迴焊循環。設計人員必須遵守針對所用特定焊膏推薦的迴焊溫度曲線。
7.2 濕度敏感度與儲存
由於 MSL 等級為 1，元件在標準工廠條件下具有無限的車間壽命。這消除了正常情況下使用前烘烤的需要，簡化了庫存管理。儲存溫度範圍為 -40°C 至 +100°C。
8. 應用建議與設計考量
8.1 熱設計
電氣隔離的散熱焊盤是一大優勢。設計人員必須確保從焊盤到 PCB 散熱器有足夠的熱路徑，使用足夠的散熱孔和銅箔面積。適當的散熱對於將接面溫度維持在 125°C 以下至關重要，以確保額定的光輸出和壽命。不同顏色的不同熱阻值應納入熱模型中考慮。
8.2 電氣設計
建議使用恆流驅動器以獲得最佳性能和穩定性。應使用順向電壓分級資訊來計算適當的驅動器電壓，尤其是在串聯多個 LED 時。8KV ESD 防護能力很強，但仍建議在組裝過程中採取標準的 ESD 處理預防措施。
8.3 光學設計
朗伯輻射模式提供了寬廣、均勻的光分佈。對於需要二次光學元件的應用，此模式通常非常適合。設計人員應在其系統的光度計算中考慮最小光通量值。
9. 基於技術參數的常見問題
問："1W" LED 的實際功耗是多少？
答："1W" 標稱通常指常見的驅動條件，約為 350mA。實際消耗的功率是順向電壓與驅動電流的乘積。
問：散熱焊盤溫度如何影響光輸出？
答：光輸出會隨著接面溫度升高而降低。規格書中指定的光通量是在散熱焊盤溫度為 25°C 的條件下。在實際應用中，需要有效的冷卻以最小化溫升，並維持高效率與一致的顏色。
問：我可以用高於 350mA 的電流驅動此 LED 嗎？
答：直流電流的絕對最大額定值為 700mA。雖然可以在此電流下操作，但會產生顯著更多的熱量，需要更強健的熱管理，並可能影響壽命和顏色穩定性。性能數據是在 350mA 條件下提供的。
10. 實際應用案例
假設要設計一款用於住宅、需要暖白光且演色性良好的高品質崁燈。設計人員會從規格書中選擇類似 ELSW-F71M1-0LPGS-C3000 的料號。這指定了在 350mA 下最小光通量為 70 流明、CCT 為 3000K、順向電壓介於 2.65V 至 3.55V 之間，以及最小 CRI 為 75。接著，設計人員將：
- 設計一塊 PCB，在 LED 的散熱焊盤下方提供足夠的銅箔焊盤和散熱孔以散熱。
- 選擇一個能夠提供 350mA 的恆流驅動器，其電壓順應範圍需能容納多個串聯 LED 的順向電壓範圍。
- 整合適當的光學元件以實現崁燈所需的發光角度。
- 在系統的總流明計算中使用 70 流明的最小光通量值，以確保最終燈具符合其光度目標。
11. 工作原理簡介
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。光的特定波長由所用半導體材料的能隙決定。白光 LED 通常是透過使用塗覆螢光粉材料的藍光或紫外光 LED 晶片來製造。螢光粉吸收晶片發出的一部分光，並以更長的波長重新發射，與剩餘的藍光混合產生白光。相關色溫和演色性指數由螢光粉層的成分和厚度控制。
12. 產業趨勢與背景
Shwo 系列以其 SMD 形式、高功率和隔離散熱焊盤，與固態照明領域的幾個關鍵趨勢相符。該產業持續朝著更高光效、更高可靠性和更佳設計整合度發展。SMD 封裝實現了自動化、大批量組裝，降低了製造成本。邁向標準化分級的趨勢促進了照明產品的一致性和互換性。此外，LM-80 認證和無鹵素合規等特性滿足了市場對長壽命、可持續性和環境責任日益增長的需求。該元件適用於從一般照明到汽車和農業等多樣化應用，反映了 LED 的角色正從簡單照明擴展到以人為本的照明、光通訊和植物生長刺激等領域。
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。 |