目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分檔系統說明
- 3.1 光強度分檔
- 3.2 正向電壓分檔
- 3.3 顏色分檔（色度）
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對強度 vs. 波長
- 4.2 正向電流 vs. 正向電壓（IV曲線）
- 4.3 相對強度 vs. 正向電流
- 4.4 色度 vs. 正向電流及熱性能
- 4.5 指向性圖案
- 5. 機械及封裝信息
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 引腳成型
- 6.2 焊接參數
- 6.3 儲存條件
- 7. 包裝及訂購信息
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明
- 7.3 型號命名
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較與區分
- 10. 常見問題（基於技術參數）
- 11. 設計及使用案例研究
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢及背景
1. 產品概覽
呢份文檔詳細說明咗一款高性能暖白光LED燈嘅規格。呢款器件專為需要喺緊湊、符合行業標準嘅封裝內提供顯著光輸出嘅應用而設計。佢嘅核心功能係喺一系列指示燈同照明應用中，提供高效、可靠嘅照明。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED嘅主要優勢包括佢嘅高光功率輸出，以及透過螢光粉轉換系統實現嘅暖白光發射。佢採用流行嘅T-1 3/4圓形封裝，確保咗同現有燈座同設計嘅廣泛兼容性。呢款器件亦符合相關環境同處理標準，具備ESD保護同RoHS合規性。佢嘅目標應用非常廣泛，涵蓋信息面板、光學指示器、背光模組同標記燈等需要清晰、明亮信號嘅場合。
2. 技術參數深入分析
呢個部分根據規格書，對器件嘅關鍵電氣、光學同熱特性進行客觀分析。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。佢哋唔係用於正常操作嘅。
- 連續正向電流 (IF):30 mA。持續超過呢個電流會令半導體結承受過大應力。
- 峰值正向電流 (IFP):喺1/10佔空比同1 kHz下為100 mA。呢個允許更高電流嘅短脈衝，適用於多路復用顯示應用。
- 反向電壓 (VR):5 V。施加超過呢個值嘅反向偏壓會導致結擊穿。
- 功耗 (Pd):110 mW。呢個係封裝喺指定條件下可以作為熱量散發嘅最大功率。
- 工作及儲存溫度:分別係-40°C至+85°C同-40°C至+100°C，定義咗器件嘅環境穩健性。
- ESD耐受 (HBM):4 kV，表示喺處理過程中對靜電放電有良好嘅保護水平。
- 焊接溫度:260°C持續5秒，指定咗回流焊溫度曲線嘅容差。
2.2 電光特性
呢啲係喺25°C標準測試條件下測量嘅典型性能參數（除非註明，IF=20mA）。
- 正向電壓 (VF):2.8V至3.6V。LED導通時兩端嘅電壓降。典型值圍繞3.2V。設計師必須確保驅動電路可以適應呢個範圍。
- 光強度 (IV):根據特定分檔（見第3節），最小範圍從3600 mcd到7150 mcd。呢種高強度係需要高可見度應用嘅關鍵特徵。
- 視角 (2θ1/2):50度（典型）。呢個定義咗光強度下降到峰值一半時嘅角度寬度，產生一個中等寬度嘅光束。
- 色度座標 (x, y):根據CIE 1931色度圖，典型值為x=0.40，y=0.39。呢個將發射顏色定位喺暖白光區域。
- 齊納反向電壓 (Vz):喺Iz=5mA時，典型值為5.2V。呢個集成保護功能有助於保護LED免受反向電壓瞬變影響。
- 反向電流 (IR):喺VR=5V時，最大值為50 µA，表示關斷狀態下嘅漏電流非常低。
3. 分檔系統說明
器件根據關鍵參數進行分檔，以確保一致性。咁樣可以讓設計師選擇符合其特定亮度同正向電壓要求嘅LED。
3.1 光強度分檔
LED根據其喺20mA時嘅最小光強度分為三個主要檔位:
- 檔位 Q:3600 - 4500 mcd
- 檔位 R:4500 - 5650 mcd
- 檔位 S:5650 - 7150 mcd
呢啲數值有±10%嘅容差。選擇更高嘅檔位（例如S）保證咗更亮嘅器件。
3.2 正向電壓分檔
為咗幫助串聯連接嘅電流匹配或精確驅動器設計，LED亦會根據正向電壓分檔:
- 檔位 0:2.8 - 3.0 V
- 檔位 1:3.0 - 3.2 V
- 檔位 2:3.2 - 3.4 V
- 檔位 3:3.4 - 3.6 V
測量不確定度為±0.1V。
3.3 顏色分檔（色度）
暖白光顏色定義喺CIE 1931色度圖上嘅特定區域內。規格書提供咗六個顏色等級（D1, D2, E1, E2, F1, F2）嘅角點座標，佢哋被歸為一組（第1組）。呢個分組表示所有呢啲等級都喺可接受嘅暖白光色域內，其中F1/F2更暖（相關色溫更低），D1/D2更冷。典型座標（x=0.40，y=0.39）位於呢個分組區域內。
4. 性能曲線分析
提供嘅圖表提供咗器件喺唔同條件下行為嘅深入見解。
4.1 相對強度 vs. 波長
光譜功率分佈曲線顯示可見光譜中有一個寬闊嘅發射峰，係螢光粉轉換白光LED嘅特徵。峰值喺黃色區域，有來自InGaN芯片嘅底層藍色成分，從而形成暖白光外觀。
4.2 正向電流 vs. 正向電壓（IV曲線）
呢條曲線展示咗二極管典型嘅指數關係。正向電壓隨電流對數增加。呢條曲線對於設計恆流驅動器至關重要，因為電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化。
4.3 相對強度 vs. 正向電流
光輸出隨正向電流增加，但唔係線性嘅。曲線可能顯示一個接近線性增加嘅區域，然後喺更高電流時由於效率下降同熱效應而出現滾降。建議喺或低於推薦嘅20mA測試電流下操作，以獲得最佳效率同壽命。
4.4 色度 vs. 正向電流及熱性能
色度座標可能會隨驅動電流輕微偏移。顯示正向電流 vs. 環境溫度嘅圖表對於熱管理至關重要。隨著環境溫度升高，對於給定結溫嘅最大允許正向電流會降低。必須遵循呢條降額曲線以防止過熱。
4.5 指向性圖案
輻射圖案圖表說明咗光嘅空間分佈。帶有圓形透鏡嘅T-1 3/4封裝產生一個平滑、寬闊嘅光束，具有廣告中嘅50度視角。
5. 機械及封裝信息
5.1 封裝尺寸
LED採用標準T-1 3/4（5mm）圓形封裝。關鍵尺寸註記包括:
- 除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，一般公差為±0.25mm。
- 引腳間距喺引腳離開封裝主體嘅點測量。
- 樹脂喺法蘭下方嘅最大突出為1.5mm。
- 尺寸圖提供咗總長度、透鏡直徑、引腳直徑同彎曲點嘅精確測量，呢啲對於PCB焊盤設計同機械裝配至關重要。
5.2 極性識別
極性通常由引腳長度（較長嘅引腳係陽極）或封裝法蘭上嘅平面標記表示。陰極通常連接到呢個平面相鄰嘅引腳。正確嘅極性對於操作同避免施加反向偏壓至關重要。
6. 焊接及組裝指引
正確處理對於可靠性至關重要。
6.1 引腳成型
- 彎曲必須喺距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm處進行，以避免對內部芯片同鍵合線造成應力。
- 喺焊接前成型引腳。對已焊接嘅接點施加應力可能會損壞PCB或LED。
- 使用適當工具以避免對封裝造成應力。PCB安裝過程中的錯位會導致永久應力。
- 喺室溫下剪腳。高溫剪腳會傳遞熱量並損壞器件。
- 確保PCB孔同LED引腳完美對齊，以避免強行插入。
6.2 焊接參數
- 手工焊接:烙鐵頭最高溫度300°C（適用於最大30W烙鐵），每個引腳焊接時間唔超過3秒。
- 波峰/浸焊:最高預熱溫度100°C，持續最多60秒。
- 保持焊接點到環氧樹脂燈泡嘅距離超過3mm。建議喺連接桿（封裝內引腳之間嘅小型金屬支撐）底部之後進行焊接。
6.3 儲存條件
- 收到後儲存喺≤30°C同≤70%相對濕度下。喺呢個條件下嘅建議儲存壽命為3個月。
- 如需更長儲存（長達一年），請將LED放入帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器中。
- 避免喺高濕度下快速溫度變化，以防止封裝表面同內部凝結水珠。
7. 包裝及訂購信息
7.1 包裝規格
LED包裝方式可防止受潮、靜電同物理衝擊造成損壞:
- 包裝喺防靜電袋中。
- 每袋最少200件，最多500件。
- 五袋放入一個內箱。
- 十個內箱裝入一個主（外）箱。
7.2 標籤說明
袋上嘅標籤包含關鍵嘅可追溯性同規格信息:
- P/N:零件編號。
- QTY:袋中數量。
- CAT:光強度同正向電壓分檔嘅組合代碼。
- HUE:顏色等級（例如D1，F2）。
- LOT No:製造批次號，用於追溯。
7.3 型號命名
零件編號334-15/X1C5-1QSA遵循結構化格式，其中佔位符方塊（□）可能代表特定光強度、正向電壓同顏色等級分檔嘅代碼，允許精確訂購所需性能等級。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 信息面板及記分牌:其高強度同寬視角使其適合室內/外顯示屏中嘅字符照明。
- 光學指示器:非常適合工業設備、消費電子產品或控制面板上嘅狀態燈，其中偏好暖白光指示。
- 背光照明:可用於邊緣照明小型面板、標牌或裝飾照明。
- 標記燈:適用於位置指示器、出口標誌或低亮度環境通道照明。
8.2 設計考慮因素
- 限流:始終使用恆流源或限流電阻驅動。根據電源電壓（Vs）、LED嘅正向電壓（來自其分檔嘅Vf）同所需電流（例如20mA）計算電阻值：R = (Vs - Vf) / If.
- 熱管理:雖然封裝唔係為高功耗而設計，但請確保應用中有足夠通風，特別係使用多個LED或喺接近最大電流下操作時。對於升高嘅環境溫度，請遵循電流降額曲線。
- ESD保護:雖然額定值為4kV HBM，但喺組裝過程中仍需實施標準ESD預防措施。
- 光學設計:50°視角喺光束寬度同強度之間提供良好平衡。對於更窄嘅光束，需要二次光學器件（透鏡）。
9. 技術比較與區分
同通用5mm白光LED相比，呢款器件提供咗幾個明顯優勢:
1. 高光強度:分檔高達最小7150 mcd，佢提供比標準指示LED顯著更多嘅光輸出，使其能夠喺更高環境光條件下使用。
2. 定義嘅暖白光色度:指定嘅顏色座標同分檔確保咗一致、悅目嘅暖白光顏色，唔同於冷白光或藍白光LED。
3. 集成齊納保護:跨接LED嘅內置5.2V齊納二極管提供一定程度嘅反向電壓尖峰保護，增強咗喺電氣嘈雜環境中嘅可靠性。
4. 穩健嘅規格:詳細嘅最大額定值、性能曲線同處理指引為工程師提供咗可靠、長期設計所需嘅數據。
10. 常見問題（基於技術參數）
問：檔位Q、R同S有咩區別？
答：呢啲檔位根據最小光強度分類。檔位S最亮（最小5650-7150 mcd），檔位R中等（最小4500-5650 mcd），檔位Q係標準亮度（最小3600-4500 mcd）。根據你應用嘅亮度要求選擇。
問：我可以連續以30mA驅動呢款LED嗎？
答：雖然30mA係絕對最大連續額定值，但標準測試條件同典型工作點係20mA。以30mA操作會產生更多光，但亦會產生更多熱量，可能縮短壽命同改變顏色。為咗最佳可靠性，建議設計為20mA或更低。
問：我點樣解讀顏色座標（x=0.40，y=0.39）？
答：呢啲座標喺CIE 1931色度圖上標示一個點。呢個特定點位於"暖白光"區域，通常與大約3000K-4000K範圍嘅相關色溫（CCT）相關，類似於白熾燈或鹵素燈嘅暖白光。
問：LED有齊納二極管。係咪意味住我唔需要串聯電阻進行反向保護？
答：唔係。齊納二極管主要將反向電壓鉗位到大約5.2V，保護LED免受反向偏壓影響。當正向供電時，你仍然絕對需要一個串聯嘅限流電阻（或恆流驅動器）來控制電流並防止熱失控。
11. 設計及使用案例研究
場景：設計一個多LED出口標誌。
1. 要求:12個LED照亮"EXIT"字樣。需要所有LED亮度同顏色一致。喺室內環境（最高環境溫度約40°C）中由12VDC電源供電。
2. LED選擇:選擇來自相同光強度檔位（例如檔位R）同相同顏色組（第1組）嘅LED以確保均勻性。如果並聯連接，選擇相同嘅正向電壓檔位（例如檔位1）亦會有幫助。
3. 電路設計:將3個LED同一個限流電阻串聯，並創建4個咁樣相同嘅並聯支路。對於檔位1 LED（典型Vf 3.1V），三個串聯壓降約9.3V。對於12V電源同目標電流18mA（為延長壽命略微降額），R = (12V - 9.3V) / 0.018A ≈ 150 Ω。計算電阻額定功率：P = I²R = (0.018)² * 150 ≈ 0.049W，所以標準1/8W（0.125W）電阻足夠。
4. 佈局:遵循機械圖進行PCB焊盤間距設計。如果需要成型引腳，請確保遵守3mm引腳彎曲規則。LED之間提供一些間距以利散熱。
5. 結果:一個可靠照明、外觀均勻嘅標誌，喺LED所有指定限制內操作。
12. 工作原理介紹
呢款係一款螢光粉轉換白光LED。核心發光元件係一個由氮化銦鎵（InGaN）製成嘅半導體芯片，當正向電流施加喺其p-n結上時會發出藍光（電致發光）。呢啲藍光唔係直接發射出去。相反，LED嘅反射杯填充咗黃色（或黃紅色）螢光粉材料。當來自芯片嘅藍色光子撞擊螢光粉顆粒時，佢哋會被吸收。然後螢光粉會喺更寬嘅光譜範圍內重新發射光，主要喺黃色同紅色區域。剩餘未被吸收嘅藍光同新發射嘅黃/紅光混合，喺視覺上形成白光。螢光粉嘅特定混合決定咗色溫——喺呢個情況下，係一種具有更多紅色光譜成分嘅"暖白光"。集成嘅齊納二極管係一個獨立嘅半導體元件，並聯連接但極性相反（陰極對陽極），以保護脆弱嘅LED結免受反向電壓擊穿。
13. 技術趨勢及背景
所描述嘅器件代表咗一種成熟、廣泛採用嘅技術。T-1 3/4（5mm）通孔封裝幾十年來一直係指示燈同低亮度照明應用嘅行業標準。更廣泛LED行業嘅當前趨勢正朝向:
1. 提高效率（lm/W）:更新嘅芯片設計同先進螢光粉持續提高每電瓦嘅光輸出量，減少能耗。
2. 表面貼裝器件（SMD）主導:對於大多數新設計，SMD封裝（如3528、5050或更小尺寸）更受青睞，因為佢哋尺寸更小，適合自動化組裝，並且通常有更好嘅到PCB嘅熱路徑。
3. 更高顏色質量同一致性:更嚴格嘅顏色分檔（使用如麥克亞當橢圓等指標）同改進嘅顯色指數（CRI）正成為照明應用嘅標準。
4. 集成解決方案:內置驅動器（恆流IC）、控制器或多個顏色通道（RGB，RGBW）喺單一封裝中嘅LED喺智能照明中越來越受歡迎。
儘管有呢啲趨勢，通孔LED燈對於需要簡單更換、高單點強度、惡劣環境中嘅穩健性，或指定使用通孔PCB組裝嘅應用仍然非常相關。其明確嘅特性同悠久歷史使其成為許多工程設計中可靠且可預測嘅選擇。
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 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，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，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
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點亮所需嘅最小電壓，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正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，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） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，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），例如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芯片內部嘅實際工作溫度。 | 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嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 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 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
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 | 代碼例如 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 | 代碼例如 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，確保顏色落喺極細範圍內。 | 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，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
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 | 喺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嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |