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LED 燈珠 7343/R5C2-ASUB/MS 規格書 - T-1 3/4 封裝 - 典型 2.0V - 亮紅色 - 最大 115mW - 繁體中文技術文件

一款採用 T-1 3/4 圓形封裝之高亮度亮紅色 LED 燈珠的技術規格書，內容包含規格、電光特性、分級、尺寸與應用指南。
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1. 產品概述

本文件詳述一款專為需要卓越光輸出之應用所設計的高亮度 LED 燈珠規格。此元件採用 AlGaInP 晶片技術以產生亮紅色光，並封裝於具抗紫外線能力、水清環氧樹脂的普及型 T-1 3/4 圓形封裝內。其設計優先考量可靠性、堅固性與效率，使其適用於嚴苛的戶外與商業應用。本產品符合相關環保法規，並提供適用於自動化組裝流程的帶裝與捲盤包裝。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 系列的主要優勢在於其高發光強度，這是透過優化的晶片設計與材料所達成。使用抗紫外線環氧樹脂確保了在陽光照射下的長期可靠性與色彩穩定性，此為戶外應用的關鍵因素。堅固的封裝設計有助於整體耐用性。此 LED 特別針對全彩圖形標誌、訊息看板、可變訊息標誌 (VMS) 以及商業戶外廣告顯示器等應用，這些應用對高可見度與一致的色彩表現至關重要。

2. 技術參數深度解析

本節根據標準測試條件 (Ta=25°C) 下定義的參數，對元件的關鍵技術參數提供詳細、客觀的分析。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。這些並非正常操作條件。關鍵限制包括最大反向電壓 (VR) 為 5V、最大連續順向電流 (IF) 為 50mA，以及在脈衝條件下 (1/10 工作週期 @1kHz) 的最大峰值順向電流 (IFP) 為 160mA。最大功耗 (Pd) 為 115mW。元件額定工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，並可承受 -40°C 至 +100°C 的儲存溫度。其提供高達 2000V (人體放電模型) 的靜電放電 (ESD) 保護，並可承受 260°C 的焊接溫度長達 5 秒。

2.2 電光特性

電光特性定義了元件在典型操作條件 (IF=20mA) 下的性能。發光強度 (Iv) 典型值為 7150 毫燭光 (mcd)，最小值為 5650 mcd，最大值為 11250 mcd。視角 (2θ1/2) 典型值為 23 度，表示光束相對集中。峰值波長 (λp) 為 632 nm，而主波長 (λd) 典型值為 624 nm，定義了感知的亮紅色。頻譜頻寬 (Δλ) 為 20 nm。順向電壓 (VF) 典型值為 2.0V，範圍從 1.8V 到 2.6V。當施加 5V 反向偏壓時，反向電流 (IR) 規定最大值為 10 μA。

2.3 熱考量

雖然未在獨立的熱阻參數中詳細說明，但 115mW 的最大功耗與工作溫度範圍提供了主要的熱限制。設計者必須確保接面溫度不超過其最大極限，方法是提供足夠的散熱或限制操作電流，特別是在高環境溫度下。性能曲線顯示了相對發光強度與環境溫度之間的關係，這對於預測不同熱條件下的光輸出至關重要。

3. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED 會根據關鍵性能參數進行分級。這讓設計師可以選擇符合特定應用在亮度與色彩上要求的元件。

3.1 發光強度分級

發光強度分為三個等級：S (5650-7150 mcd)、T (7150-9000 mcd) 與 U (9000-11250 mcd)。所有量測均在 IF=20mA 下進行。每個等級內有 ±10% 的容差。此分級允許根據特定應用所需的亮度等級進行選擇。

3.2 主波長分級

定義感知顏色的主波長分為兩組：等級 1 (620-624 nm) 與等級 2 (624-628 nm)。主波長的容差非常嚴格，為 ±1 nm，確保在選定等級內具有出色的色彩一致性，這對於全彩顯示器等色彩匹配至關重要的應用至關重要。

3.3 順向電壓分級

順向電壓分為四個等級：1 (1.8-2.0V)、2 (2.0-2.2V)、3 (2.2-2.4V) 與 4 (2.4-2.6V)。了解電壓等級對於設計驅動電路很重要，特別是對於恆流驅動器，以確保適當的電壓餘裕與效率。本節中關於主波長容差的註記似乎是文件錯誤，應指順向電壓容差。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供了對元件在非標準條件下行為的更深入洞察。

4.1 相對強度 vs. 波長

此曲線繪製了頻譜功率分佈，顯示峰值約在 632 nm 處，典型的半高全寬 (FWHM) 為 20 nm。窄頻寬是基於 AlGaInP 的紅色 LED 特性，能產生飽和的色彩。

4.2 指向性圖案

極座標圖說明了光強度的空間分佈。確認了典型的 23 度視角 (半強度角)，顯示強度在距中心約 ±11.5 度處降至軸上值的 50%。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此曲線顯示了順向電流與順向電壓之間的指數關係，這是二極體的典型特性。對於確定給定操作電流所需的驅動電壓以及理解 LED 的動態電阻至關重要。

4.4 相對強度 vs. 順向電流

此圖表展示了光輸出如何隨著驅動電流增加。在建議的操作範圍內通常是線性的，但最終會飽和，並且在過高的電流下可能導致效率下降與加速劣化。

4.5 溫度相依性曲線

兩個關鍵圖表顯示了環境溫度的影響：相對強度 vs. 環境溫度通常顯示隨著溫度升高，由於非輻射復合及其他效應，光輸出會下降。順向電流 vs. 環境溫度(在恆定電壓下) 會顯示由於二極體順向電壓的負溫度係數而導致電流增加。這些對於設計在指定溫度範圍內可靠運作的系統至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED 封裝於標準的 T-1 3/4 (5mm) 圓形封裝中。尺寸圖指定了關鍵測量值，包括總直徑、引腳間距與環氧樹脂透鏡幾何形狀。一個重要註記指定法蘭下方的突出樹脂最大高度為 1.5mm，在 PCB 佈局與間隙時必須考慮此點。所有未指定的尺寸容差為 ±0.25mm。

5.2 極性識別

陰極通常由 LED 封裝邊緣的平坦處或較短的引腳來識別。應參考規格書中的圖示以確認此元件使用的特定極性標記，確保組裝時方向正確。

6. 焊接與組裝指南

正確的處理對於維持 LED 性能與可靠性至關重要。

6.1 引腳成型

若需要彎曲引腳，必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 處進行，以防止對內部晶粒與接合線造成應力。成型必須在焊接前、室溫下進行，並小心避免對封裝施加應力。PCB 孔位對齊必須精確，以避免安裝應力。

6.2 焊接製程

說明兩種焊接方法：
手工焊接：烙鐵頭溫度不應超過 300°C (適用最大 30W 烙鐵)，每個引腳的焊接時間最多 3 秒。焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少 3mm。
波峰/浸焊：預熱不應超過 100°C，最長 60 秒。焊錫槽溫度最高為 260°C，持續 5 秒。同樣，必須保持距離環氧樹脂燈泡至少 3mm 的最小距離。
提供了建議的焊接溫度曲線，強調控制加熱與冷卻速率以防止熱衝擊的重要性。焊接 (浸焊或手工焊) 不應進行超過一次。在焊接後 LED 冷卻至室溫前，必須保護其免受機械衝擊。

6.3 儲存條件

LED 應儲存在 30°C 或更低、相對濕度 70% 或更低的環境中。建議出貨後的儲存壽命為 3 個月。如需更長時間儲存 (最長一年)，應將其保存在充滿氮氣並放置吸濕材料的密封容器中。應避免在高濕度環境中溫度劇烈變化，以防止凝結。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 以防靜電袋包裝，以防靜電放電。包裝層級為：每袋 200 至 500 顆，每內盒 5 袋，每外箱 10 個內盒。包裝材料具有防潮性。

7.2 標籤說明

產品標籤包含數個代碼：CPN (客戶產品編號)、P/N (產品編號)、QTY (包裝數量)、CAT (發光強度與順向電壓等級)、HUE (主波長等級)、REF (參考) 與 LOT No (追溯用的批號)。

7.3 生產型號 / 型號編號

型號 7343/R5C2-ASUB/MS 遵循結構化格式。7343可能指系列或封裝類型。R5表示顏色 (亮紅色) 與發光強度等級。C2指定主波長等級。後綴ASUB/MS可能表示特殊功能、透鏡類型或包裝 (例如：帶裝與捲盤)。每個部分的確切解碼應與製造商的完整產品指南交叉參考。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

此高亮度紅色 LED 非常適合用於：
• 彩色圖形標誌與訊息看板：作為 RGB 像素群中的主要紅色元件。
• 可變訊息標誌 (VMS)：用於需要長距離可見度與全天候可靠性的交通資訊顯示。
• 商業戶外廣告：用於大型顯示器，其中高發光強度確保在明亮環境光下的可見度。

8.2 設計考量

• 電流驅動：務必使用恆流驅動器以確保穩定的光輸出並防止熱失控。典型操作點為 20mA，但電路設計應遵守 50mA 連續電流的絕對最大值。
• 熱管理：對於在高環境溫度或高驅動電流下運作的應用，需考慮從 LED 引腳到 PCB 銅箔及/或外部散熱器的熱路徑，以將接面溫度維持在限制內。
• 光學：23 度的視角提供了集中的光束。若需要更寬的照明，可能需要二次光學元件 (擴散片、透鏡)。
• ESD 防護：儘管元件具有 2000V HBM ESD 保護，仍建議在組裝過程中實施標準的 ESD 處理程序。

9. 技術比較與差異化

與標準指示燈等級的紅色 LED 相比，此元件提供顯著更高的發光強度 (數千 mcd 對比數百 mcd)，使其不適用於簡單的狀態指示，但非常適合照明與標誌應用。使用 AlGaInP 半導體材料，相較於舊的 GaAsP 或 GaP 技術，提供了更高的效率與更鮮豔、飽和的紅色。在波長 (±1 nm) 與強度上的嚴格分級，相較於寬鬆分級的元件，提供了卓越的色彩與亮度均勻性，這在顯示器等多 LED 陣列應用中是一大關鍵優勢。

10. 常見問題 (基於技術參數)

問：我可以持續以 50mA 驅動此 LED 嗎？
答：雖然 50mA 是絕對最大連續額定值，但典型的電光特性是在 20mA 下指定的。以 50mA 操作將產生更高的光輸出，但也會產生更多熱量、降低效率 (效率下降)，並可能縮短使用壽命。建議設計較低的電流如 20mA，以獲得最佳的可靠性與效率。

問：峰值波長 (632 nm) 與主波長 (典型 624 nm) 有何不同？
答：峰值波長是頻譜功率輸出達到最大值時的波長。主波長是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。由於人眼明視覺響應曲線的形狀，紅色 LED 的主波長通常比峰值波長稍短 (偏向黃色)。

問：我如何為我的應用選擇正確的等級？
答：對於色彩關鍵的應用 (例如：RGB 顯示器)，選擇嚴格的主波長等級 (例如：等級 1 或 2)，並在所有紅色 LED 中使用相同的等級。對於亮度關鍵但色彩變化較不重要的應用，您可以選擇較高的發光強度等級 (U 或 T)。順向電壓等級主要對於確保您的驅動電路對整批元件有足夠的電壓餘裕很重要。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計高可見度戶外警告標誌。
一位設計師正在創建一個緊湊、太陽能供電的警告標誌，必須在白天從 100 公尺外可見。他們選擇此 LED 用於紅色的STOP訊息。他們選擇 U 等級 (9000-11250 mcd) 的 LED 以獲得最大亮度，並選擇主波長等級 1 (620-624 nm) 以確保一致的紅色色調。他們設計了一個設定為每顆 LED 20mA 的恆流驅動器。PCB 佈局確保焊盤與 LED 本體之間至少有 3mm 的間隙，並最大化引腳周圍的銅箔區域以作為散熱片。在組裝過程中，他們精確遵循波峰焊接溫度曲線，並實施 ESD 安全處理實務。結果是一個在不同戶外溫度下具有出色、均勻亮度與長期可靠性的標誌。

12. 技術原理介紹

此 LED 基於 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體晶片。當施加順向電壓時，電子與電洞被注入半導體的主動區域並在此復合。在像 AlGaInP 這樣的直接能隙材料中，此復合以光子 (光) 的形式釋放能量。發射光的特定波長 (此例為紅色) 由半導體材料的能隙能量決定，這是透過調整鋁、鎵與銦的比例來設計的。水清環氧樹脂透鏡用於保護晶片、塑造光輸出光束，並增強從半導體中提取的光量。

13. 技術發展趨勢

用於標誌與照明的 LED 技術總體趨勢是朝向更高的發光效率 (每瓦流明)、改善的顯色性與更低的成本。對於基於 AlGaInP 的紅色 LED，研究持續透過改善晶片的光提取效率與減少內部損耗來推動外部量子效率。同時，使用藍色或紫色泵浦 LED 搭配紅色螢光粉的螢光粉轉換 LED 也在持續發展中，這可以提供不同的頻譜與效率特性。此外，封裝的小型化與功率密度增加，以及針對惡劣環境的增強可靠性，仍然是戶外與汽車應用元件的關鍵焦點領域。

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。