T-1 3mm 白光LED燈珠規格書 - 3.0x5.0mm封裝 - 典型3.2V - 20mA驅動 - 14.25-28.5k mcd光強 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款採用流行T-1（3mm）圓形封裝嘅高光度白光發光二極管（LED）嘅規格。呢款器件經過精心設計，能夠提供卓越嘅光輸出，非常適合需要明亮、清晰指示或照明嘅應用。

核心技術採用咗InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片，會發出藍光。呢種藍光透過LED反射杯內嘅螢光粉塗層，轉化為寬光譜嘅白光。產生嘅白光具有CIE 1931色彩空間標準所定義嘅特定色度座標特徵。

1.1 核心優勢同目標市場

呢個LED系列嘅主要優勢包括佢喺緊湊、行業標準外形尺寸內提供高光功率。器件設計注重可靠性，並符合現代環境同安全標準。

• 高光輸出：以其尺寸提供強勁亮度。
• 標準封裝：T-1圓形封裝確保與現有PCB焊盤同插座兼容。
• 法規符合性：產品符合RoHS（有害物質限制）、歐盟REACH法規，並被歸類為無鹵素，滿足溴（Br）同氯（Cl）含量嘅特定限制。
• ESD保護：具備高達4kV嘅靜電放電（ESD）耐受電壓，增強咗處理嘅穩健性。

目標應用多樣化，主要集中喺清晰、明亮信號至關重要嘅領域。主要市場包括訊息面板同顯示器嘅背光、消費同工業電子產品中嘅狀態或光學指示器，以及各種標記燈應用。

2. 深入技術參數分析

透徹理解器件嘅極限同工作特性，對於可靠嘅電路設計同長期性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或接近呢啲極限操作唔保證性能，為確保可靠性能應予避免。

• 連續正向電流（I_F）：30 mA
• 峰值正向電流（I_FP）：100 mA（佔空比1/10，頻率1 kHz）
• 反向電壓（V_R）：5 V
• 功耗（P_d）：100 mW
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +100°C
• 焊接溫度（T_sol）：260°C，最多5秒（波峰焊或回流焊）。

2.2 電光特性（Ta=25°C）

呢啲參數喺標準測試條件下測量，代表器件喺以20 mA正向電流（I_F）驅動時嘅典型性能。

• 正向電壓（V_F）：2.8 V（最小），3.2 V（典型），3.6 V（最大）。LED上嘅典型壓降為3.2V。
• 光強度（I_V）：14,250 mcd（最小），28,500 mcd（最大）。實際強度有分級（見第3節）。
• 視角（2θ_1/2）：15度（典型）。呢個窄視角將光輸出集中，有助於實現高軸向強度。
• 色度座標：根據CIE 1931色彩空間，x=0.29，y=0.30（典型）。呢個定義咗發出光嘅特定白點。
• 反向電流（I_R）：50 µA（最大），當V_R=5V時。

3. 分級系統說明

為咗管理生產差異並允許精確選擇，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 光強度分級

LED根據其喺20 mA下測量到嘅光強度進行分類。咁樣設計師就可以選擇適合其應用嘅亮度等級。

• W級：14,250 至 18,000 mcd
• X級：18,000 至 22,500 mcd
• Y級：22,500 至 28,500 mcd

光強度嘅總體公差為±10%。

3.2 正向電壓分級

LED亦會根據其正向壓降進行分級，呢點對於電源設計同確保並聯配置中電流一致非常重要。

• 0級： V_F= 2.8V 至 3.0V
• 1級： V_F= 3.0V 至 3.2V
• 2級： V_F= 3.2V 至 3.4V
• 3級： V_F= 3.4V 至 3.6V

正向電壓嘅測量不確定度為±0.1V。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，說明器件喺唔同條件下嘅行為。

4.1 相對強度 vs. 正向電流

呢條曲線顯示光輸出（相對強度）隨正向電流增加而增加，但關係並非完全線性，特別係喺較高電流時。以高於建議連續電流（30mA）驅動LED可能會導致效率降低同加速老化。

4.2 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

I-V曲線展示咗二極管典型嘅指數關係。對於呢款白光LED，電流開始顯著增加嘅"膝點"電壓大約喺2.8V至3.0V之間。穩定嘅電流驅動（而非電壓驅動）對於一致嘅光輸出至關重要。

4.3 相對強度 vs. 環境溫度

LED光輸出與溫度有關。呢條曲線通常顯示光強度隨環境溫度（T_a）升高而降低。應用中需要有效嘅熱管理以維持亮度，特別係喺接近最高溫度極限操作時。

4.4 色度座標 vs. 正向電流

呢個圖表揭示咗白光顏色（其色度座標）如何隨驅動電流變化而輕微偏移。對於顏色要求嚴格嘅應用，必須使用恆流驅動器以保持穩定嘅白點。

4.5 光譜分佈

相對強度 vs. 波長圖顯示咗發射光譜。採用藍光晶片+螢光粉系統嘅白光LED會顯示一個強嘅藍色峰值（來自InGaN晶片）同一個更寬嘅黃色/紅色發射帶（來自螢光粉）。組合光譜決定咗顯色指數（CRI）同相關色溫（CCT），雖然呢份規格書無列出特定CCT。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED封裝喺標準T-1（3mm）徑向引腳封裝內。關鍵尺寸包括：

• 總直徑：約5.0 mm（最大）。
• 引腳間距：2.54 mm（標準0.1英寸間距，測量引腳離開封裝處）。
• 總高度：有變化，包括環氧樹脂透鏡同引腳。法蘭下方突出樹脂最多1.5mm。
• 引線直徑：適合元件插入嘅標準尺寸。

所有尺寸公差為±0.25mm，除非另有說明。設計師必須參考詳細機械圖紙以確定精確PCB孔位同禁區。

5.2 極性識別

對於徑向引腳LED，極性通常由兩個特徵表示：較長嘅引腳係陽極（正極），並且塑膠透鏡邊緣靠近陰極（負極）引腳處通常有一個平面或凹口。組裝時必須注意正確極性，以防止反向偏壓損壞。

6. 焊接同組裝指引

正確處理同焊接對於防止LED受到機械或熱損壞至關重要。

6.1 引腳成型

• 彎曲必須喺距離環氧樹脂透鏡底部至少3mm嘅位置進行。
• 引腳成型應始終喺焊接過程之前完成。
• 彎曲時避免對LED封裝體施加應力。
• 喺室溫下剪腳；使用熱剪鉗可能會導致故障。
• PCB孔必須與LED引腳完美對齊，以避免安裝應力。

6.2 儲存條件

• 建議儲存：≤ 30°C 同 ≤ 70% 相對濕度（RH）。
• 原裝運輸袋內嘅保存期限：3個月。
• 如需更長儲存（長達1年），請放入帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器中。
• 避免喺潮濕環境中溫度急劇變化，以防止凝結。

6.3 焊接過程

焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離必須為3mm。

手工焊接：

• 烙鐵頭溫度：最高300°C（適用於最大30W烙鐵）。
• 每引腳焊接時間：最多3秒。

波峰焊或浸焊：

• 預熱溫度：最高100°C（最多60秒）。
• 焊錫槽溫度：最高260°C。
• 槽內接觸時間：最多5秒。

重要注意事項：

• 避免喺LED因焊接而變熱時對引腳施加應力。
• 唔好讓LED經歷多於一次焊接循環（浸焊/手工焊）。
• 保護環氧樹脂透鏡免受助焊劑飛濺同清潔溶劑影響。

7. 包裝同訂購資訊

7.1 包裝規格

LED經過包裝，以防止運輸同儲存期間嘅靜電放電（ESD）同濕氣損壞。

• 初級包裝：防靜電袋。
• 每袋數量：200 至 500 件。
• 二級包裝：5袋放入一個內箱。
• 三級包裝：10個內箱裝入一個主（外）箱。

7.2 標籤說明

袋同箱上嘅標籤包含以下資訊，用於追溯同識別：

• P/N：零件編號（特定產品代碼）。
• CAT：類別代碼，表示光強度同正向電壓嘅組合分級（例如，代表強度Y級同電壓1級嘅代碼）。
• HUE：顏色等級或色度分級。
• LOT No：製造批號，用於質量追蹤。
• QTY：包裝內件數。

8. 應用備註同設計考慮

8.1 典型應用場景

• 訊息面板同背光：其高強度同窄視角使其成為背光分段或點陣顯示器嘅理想選擇，呢啲顯示器需要明亮、易讀嘅字符。
• 光學指示器：非常適合設備中嘅狀態燈、電源指示燈或警告燈，即使喺環境光下也需要高可見度。
• 標記燈：適用於位置指示器、出口標誌或低亮度建築重點照明。

8.2 電路設計考慮

• 限流：始終使用串聯限流電阻或恆流驅動器。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F計算電阻值。使用分級或規格書中嘅最大V_F，以確保如果V_F較低時電流唔會超過極限。
• 並聯連接：避免直接並聯LED而無獨立限流元件。V_F嘅差異可能導致電流搶奪，其中一個LED會汲取大部分電流並提前失效。
• 熱管理：雖然功耗較低（最大100mW），但應確保足夠通風，並避免將LED放置喺PCB上其他熱源附近。高結溫會降低光輸出同使用壽命。
• 反向電壓保護：最大反向電壓僅為5V。喺交流或雙極性信號應用中，或者可能出現反接嘅情況下，應並聯一個保護二極管（陰極對陽極，陽極對陰極）以鉗制反向電壓。

9. 技術比較同差異化

與通用3mm白光LED相比，呢款器件具有明顯優勢：

• 更高強度分級：最大強度為28,500 mcd，比通常範圍喺2,000至10,000 mcd嘅標準3mm LED提供顯著更高嘅亮度。
• 窄視角（15°）：將光通量集中成更窄嘅光束，與視角更寬（例如30°或60°）嘅LED相比，軸向（同軸）強度更高。呢個係定向照明應用嘅關鍵區別因素。
• 集成齊納二極管（可選/保護版本）：額定值中提到齊納反向電壓（V_z）同電流（I_z），表明某些變體可能包含集成反向電壓保護齊納二極管，呢個喺基本LED封裝中並唔常見。
• 全面合規：明確符合無鹵素、REACH同RoHS標準，對於針對歐洲等受監管市場嘅設計師以及擁有嚴格環保政策嘅公司係一個關鍵因素。

10. 常見問題（FAQ）

Q1：我應該使用咩驅動電流？

A1：標準測試條件同推薦工作點係20 mA。你可以驅動到絕對最大額定值30 mA連續電流，但咁樣會增加功耗，產生更多熱量，並可能縮短工作壽命。為咗亮度、效率同壽命嘅最佳平衡，建議使用20 mA。

Q2：我點樣理解光強度分級？

A2：包裝標籤上嘅分級代碼（W、X、Y）話你知嗰批LED嘅保證最小同最大強度。例如，Y級LED將係呢個系列中最亮嘅。訂購時指定所需分級，以確保你生產中亮度嘅一致性。

Q3：我可以將呢款LED用於戶外應用嗎？

A3：工作溫度範圍（-40°C至+85°C）支持許多戶外環境。然而，環氧樹脂透鏡材料可能容易受到紫外線降解同長時間直接陽光照射而變黃，咁樣會降低光輸出同改變顏色。對於惡劣戶外使用，具有抗紫外線矽膠透鏡嘅LED更為合適。

Q4：點解視角咁窄？

A4：窄15°視角係一個設計特點，旨在實現非常高嘅軸向光強度（以毫坎德拉測量）。光線被聚焦成更窄嘅光束。如果你需要更寬嘅區域照明，你會選擇視角更寬（例如60°）嘅LED，儘管其軸向強度會較低。

11. 工作原理

呢款LED基於半導體中嘅電致發光原理工作。當施加超過二極管帶隙嘅正向電壓時，電子同空穴喺InGaN有源區內復合，以光子形式釋放能量。InGaN合金嘅特定成分導致波長約為450-470 nm嘅藍光發射。

呢種藍光唔係直接發射。相反，佢撞擊沉積喺反射杯內嘅一層螢光粉材料（通常係摻鈰嘅釔鋁石榴石，或YAG:Ce）。螢光粉吸收高能量藍色光子，並喺黃色同紅色區域嘅寬光譜上重新發射較低能量光子。人眼將剩餘藍光同轉換後嘅黃/紅光混合物感知為白色。確切嘅白色"色調"（冷白、中性白、暖白）由藍光與黃/紅光嘅比例決定，呢個比例由螢光粉成分同厚度控制。

12. 技術趨勢

所描述嘅技術代表咗一種成熟且廣泛採用嘅從LED產生白光嘅方法。"藍光晶片+螢光粉"方法具有成本效益，並且允許良好控制色溫。行業中嘅當前趨勢包括：

• 提高效率（lm/W）：InGaN晶片設計、螢光粉效率同封裝架構嘅持續改進不斷推動光效更高，喺相同光輸出下減少能耗。
• 改善色彩質量：開發多螢光粉混合物（添加紅色螢光粉）以增強顯色指數（CRI），喺LED光下提供更自然同準確嘅色彩還原。
• 小型化同高密度封裝：雖然呢個係一個通孔元件，但更廣泛嘅市場趨勢係朝向更小嘅表面貼裝器件（SMD）封裝（例如2835、2016、1515），以實現自動化組裝同更高密度嘅照明陣列。
• 專用光譜：LED正被設計成具有特定光譜輸出，用於超越一般照明嘅應用，例如園藝照明（針對植物生長優化）或以人為本嘅照明（可調白光以模仿自然日光週期）。