目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性 (Ta=25°C)
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 光譜分佈
- 3.2 電氣與熱行為
- 4. 機械與封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性辨識
- 5. 焊接與組裝指南
- 5.1 接腳成型
- 5.2 焊接參數
- 5.3 儲存條件
- 5.4 清潔
- 6. 包裝與訂購資訊
- 6.1 包裝規格
- 6.2 標籤說明
- 7. 應用說明與設計考量
- 7.1 熱管理
- 7.2 電路設計
- 7.3 光學設計
- 8. 技術比較與差異化
- 9. 常見問題 (基於技術參數)
- 9.1 峰值波長與主波長有何不同？
- 9.2 我可以用 30mA 驅動此 LED 以獲得更高亮度嗎？
- 9.3 如何解讀 "無鉛" 與 RoHS 符合性聲明？
- 10. 實際應用範例
- 11. 工作原理
- 12. 技術趨勢
1. 產品概述
本文件提供一款高亮度藍色擴散型 LED 燈珠的技術規格。此元件專為需要可靠性能與穩定光輸出的應用而設計，具備寬廣視角，並提供適合自動化組裝流程的帶裝與捲盤包裝。
1.1 核心優勢
- 高亮度：專為要求卓越發光強度的應用而設計。
- 寬廣視角：提供典型的 110 度視角 (2θ1/2)，實現廣泛的照明範圍。
- 堅固結構：為各種操作條件下的可靠性與長壽命而打造。
- 環保符合性：本產品為無鉛 (Pb-free) 設計，並符合相關環保法規。
- 包裝靈活性：提供帶裝與捲盤包裝，便於大量自動化生產。
1.2 目標應用
此 LED 適用於多種指示燈與背光應用，包括但不限於：
- 電視機
- 電腦顯示器
- 電話機
- 一般電腦周邊設備與消費性電子產品
2. 技術參數分析
以下章節將對規格書中列出的關鍵技術參數進行詳細、客觀的解讀。
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。在此條件下操作不保證其性能。
- 連續順向電流 (IF)：25 mA。這是可持續施加的最大直流電流。
- 峰值順向電流 (IFP)：在 1/10 佔空比與 1 kHz 下為 100 mA。適用於脈衝操作。
- 逆向電壓 (VR)：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致崩潰。
- 功率消耗 (Pd)：90 mW。在 Ta=25°C 時，封裝可散發的最大功率。
- 操作與儲存溫度：-40°C 至 +85°C (操作)，-40°C 至 +100°C (儲存)。
- 焊接溫度 (Tsol)：260°C 持續 5 秒。定義了迴流焊接曲線的耐受度。
2.2 電光特性 (Ta=25°C)
這些參數是在標準測試條件下 (IF=20mA) 量測，定義了元件的性能。
- 發光強度 (Iv)：典型值為 20 毫燭光 (mcd)，最小值為 10 mcd。此數值量化了感知亮度。
- 視角 (2θ1/2)：110 度 (典型值)。發光強度降至峰值一半時的角度。
- 峰值波長 (λp)：468 nm (典型值)。光譜發射最強時的波長。
- 主波長 (λd)：470 nm (典型值)。人眼感知到的單一波長。
- 順向電壓 (VF)：3.3 V (典型值)，在 20 mA 時範圍為 2.7 V 至 4.0 V。對於驅動電路設計至關重要。
- 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 時最大為 50 µA。表示逆向偏壓下的漏電流。
3. 性能曲線分析
規格書中包含數條特性曲線，用以說明元件在不同條件下的行為。
3.1 光譜分佈
該相對強度 vs. 波長曲線顯示峰值約在 468 nm 處，典型光譜頻寬 (Δλ) 為 35 nm，確認其藍色光發射特性，並透過擴散樹脂實現更寬的光線散射。
3.2 電氣與熱行為
- 順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)：顯示典型的二極體指數關係。在典型順向電壓 3.3V 時，電流為 20 mA。
- 相對強度 vs. 順向電流：發光強度隨電流增加而提高，但可能非完全線性；設計師應參考曲線以進行精確的驅動電流規劃。
- 相對強度 vs. 環境溫度：發光輸出通常隨環境溫度升高而降低。適當的散熱對於維持亮度至關重要。
- 順向電流 vs. 環境溫度：在固定電壓下，由於二極體的負溫度係數，順向電流可能隨溫度變化而改變。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
此 LED 採用標準燈式封裝。關鍵尺寸說明包括：
- 所有尺寸單位為毫米 (mm)。
- 凸緣高度必須小於 1.5mm。
- 未指定尺寸的一般公差為 ±0.25mm。
設計師必須參考規格書中的詳細尺寸圖，以獲取精確的接腳間距、本體尺寸與建議的 PCB 焊盤佈局。
4.2 極性辨識
陰極通常由 LED 透鏡的平坦面或較短的接腳來指示。請查閱規格書圖示以確認此型號的具體標記方式。
5. 焊接與組裝指南
遵循這些指南對於確保組裝過程中的可靠性與防止損壞至關重要。
5.1 接腳成型
- 在距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm 處彎折接腳。
- 請在焊接前進行成型作業。
- 避免對封裝施加應力。請在室溫下剪裁接腳。
- 確保 PCB 孔位與 LED 接腳完美對齊，以避免安裝應力。
5.2 焊接參數
保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。
- 手工焊接：烙鐵頭溫度最高 300°C (功率最高 30W)，焊接時間最長 3 秒。
- 波峰/浸焊：預熱溫度最高 100°C (最長 60 秒)。焊錫槽溫度最高 260°C，持續 5 秒。
- 避免多次焊接循環。請勿在接腳高溫時施加應力。
- 讓 LED 逐漸冷卻至室溫，避免機械衝擊。
5.3 儲存條件
- 收到貨品後，請儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度的環境中。
- 在此條件下的保存期限為 3 個月。如需更長時間儲存 (最長 1 年)，請使用充氮並放置乾燥劑的密封容器。
- 避免在潮濕環境中溫度劇烈變化，以防凝結水氣。
5.4 清潔
若需清潔：
- 使用室溫下的異丙醇，時間不超過一分鐘。
- 在室溫下風乾。
- 除非絕對必要且經過預先驗證，否則請避免使用超音波清洗，因其可能損壞 LED。
6. 包裝與訂購資訊
6.1 包裝規格
LED 的包裝旨在防止靜電放電 (ESD) 與濕氣損害。
- 主要包裝：防靜電袋。
- 數量：每袋 200 至 500 顆。每內箱 5 袋。每主 (外) 箱 10 個內箱。
6.2 標籤說明
包裝上的標籤可能包含以下代碼：
- 客戶料號 (CPN)
- 產品料號 (P/N)
- 數量 (QTY)
- 品質/性能等級 (CAT)
- 主波長 (HUE)
- 批號 (LOT No.)
7. 應用說明與設計考量
7.1 熱管理
有效的熱管理對於 LED 的性能與壽命至關重要。順向電壓具有負溫度係數。在固定電壓下，隨著接面溫度升高，電流會增加，若未加以控制可能導致熱失控。必須遵守 90 mW 的功率消耗 (Pd) 額定值。在高環境溫度或高驅動電流下操作時，應根據相關的溫度降額曲線 (規格書註記中暗示) 對電流進行降額。設計師應確保足夠的 PCB 銅箔面積或其他散熱方法，以將接面溫度維持在安全範圍內。
7.2 電路設計
7.3 光學設計
擴散樹脂封裝提供了寬廣的 (110°) 視角，使其適用於需要廣域照明或從多個角度皆需可見的指示燈應用。藍色光 (468-470nm) 常用於狀態指示燈、背光或裝飾照明。設計師應考量發光強度 (典型 20 mcd)，以確保在預期的觀看距離與環境光條件下具有足夠的亮度。
8. 技術比較與差異化
雖然此處未提供具體的競爭對手數據，但基於其規格書，此 LED 的主要差異化特點包括：對於標準燈式封裝而言，其結合了相對較高的典型發光強度 (20 mcd)、由擴散樹脂實現的寬廣 110 度視角，以及堅固的絕對最大額定值 (25mA 連續電流)。其帶裝與捲盤包裝的供應方式，使其在消費性電子製造中常見的自動化、成本敏感、大量生產線上具有競爭力。
9. 常見問題 (基於技術參數)
9.1 峰值波長與主波長有何不同？
峰值波長 (468 nm) 是 LED 發出最多光功率的物理波長。主波長 (470 nm) 是人眼感知為與 LED 光色相匹配的心理物理單一波長。兩者通常接近但不完全相同，尤其是對於非單色光源。
9.2 我可以用 30mA 驅動此 LED 以獲得更高亮度嗎？
不行。連續順向電流 (IF) 的絕對最大額定值為 25 mA。超過此額定值有永久損壞元件的風險，並使任何可靠性保證失效。如需更高亮度，請選擇額定驅動電流更高的 LED。
9.3 如何解讀 "無鉛" 與 RoHS 符合性聲明？
"無鉛" 表示該元件不刻意含有鉛。聲明 "產品本身將保持符合 RoHS 規範的版本" 表示此 LED 元件符合有害物質限制指令，該指令限制在電氣與電子設備中使用特定有害物質 (如鉛、汞、鎘)。然而，設計師必須驗證整個最終組裝產品的符合性。
10. 實際應用範例
情境：為網路路由器設計狀態指示燈。
需求：
- 一個藍色 "電源/活動" 指示燈，需在房間另一側可見。選擇：
- 此 LED 因其藍色與良好的發光強度而適用。電路設計：
- 路由器的內部電源軌為 5V。使用典型 Vf 3.3V 與目標電流 20 mA，串聯電阻為 R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 歐姆。可選擇標準的 82 或 100 歐姆電阻。使用最大 Vf (4.0V) 進行最壞情況檢查：(5V-4V)/82Ω ≈ 12.2 mA，仍高於可見光的最小需求。佈局：
- PCB 焊盤佈局符合規格書的封裝尺寸。在接腳周圍鋪設少量銅箔有助於散熱。組裝：
- LED 透過帶裝與捲盤供料器放置。電路板進行迴流焊接，遵循 260°C 持續 5 秒的溫度曲線。11. 工作原理
此元件為發光二極體 (LED)。其運作基於半導體材料 (藍光使用 InGaN) 中的電致發光原理。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子與電洞復合，以光子 (光) 的形式釋放能量。特定的材料組成 (InGaN) 決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長 (顏色)，在此案例中為藍色。擴散環氧樹脂封裝劑散射光線，與透明透鏡相比，創造了更寬的視角與更柔和的外觀。
12. 技術趨勢
LED 技術持續朝著更高效率 (每瓦更多流明)、更佳顯色性與更低成本的方向發展。雖然這是一款標準指示燈 LED，但更廣泛的產業趨勢包括封裝微型化 (例如從 0603 到 0402 及更小的 SMD 尺寸)、多晶片整合 (RGB、白光)，以及針對特殊應用的 LED 開發，如 UV-C 消毒、園藝照明與高速可見光通訊 (Li-Fi)。對於指示燈應用，可靠性、成本效益與易於組裝仍是主要驅動力。
LED technology continues to evolve towards higher efficiency (more lumens per watt), improved color rendering, and lower cost. While this is a standard indicator LED, broader industry trends include the miniaturization of packages (e.g., from 0603 to 0402 and smaller SMD sizes), the integration of multiple chips (RGB, white), and the development of LEDs for specialized applications like UV-C disinfection, horticultural lighting, and high-speed visible light communication (Li-Fi). For indicator applications, reliability, cost-effectiveness, and ease of assembly remain primary drivers.
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。 |