目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢與目標市場
- 2. 技術參數深度解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對強度 vs. 波長
- 4.2 指向性圖案
- 4.3 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）
- 4.4 相對強度 vs. 順向電流
- 4.5 相對強度 vs. 環境溫度 & 順向電流 vs. 環境溫度
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題（基於技術參數）
- 11. 實際應用案例
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢
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 燈規格。此元件採用 AlGaInP 晶片技術，可產生亮黃色光。其設計著重可靠性與穩健性，適用於各種電子顯示器與指示燈應用。
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，在標準順向電流 20mA 下，典型值可達 4263 mcd。這使其非常適合能見度與亮度至關重要的應用。本產品符合 RoHS、歐盟 REACH 等關鍵環保法規，並以無鹵素製程生產。提供捲帶包裝以支援自動化組裝流程，適合大量生產。主要目標市場包括消費性電子產品與電腦周邊設備。
2. 技術參數深度解析
本節根據絕對最大額定值與電光特性表格，客觀且詳細地分析 LED 的關鍵技術參數。
2.1 絕對最大額定值
此元件的連續順向電流 (IF) 額定值為 25 mA，在脈衝條件下（工作週期 1/10 @ 1kHz）允許的峰值順向電流 (IFP) 為 60 mA。最大逆向電壓 (VR) 為 5V。功率消耗 (Pd) 額定值為 60 mW。工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度 (Tstg) 範圍稍寬，為 -40°C 至 +100°C。焊接溫度耐受度為 260°C 持續 5 秒，此為無鉛迴焊製程的標準。
2.2 電光特性
在標準測試條件下 (Ta=25°C, IF=20mA)，此元件的發光強度 (Iv) 最小值為 2713 mcd，典型值為 4263 mcd。視角 (2θ1/2) 為窄角 6 度，是高強度、聚焦式發光的典型特徵。峰值波長 (λp) 為 591 nm，主波長 (λd) 為 589 nm，明確將輸出光譜定位於亮黃色。光譜輻射頻寬 (Δλ) 為 15 nm。順向電壓 (VF) 範圍為 1.7V 至 2.4V，典型值為 2.0V。在 VR=5V 時，逆向電流 (IR) 最大值為 10 μA。
2.3 熱特性
雖然未在獨立表格中明確定義，但熱管理至關重要。60 mW 的功率消耗額定值與工作溫度範圍定義了熱限制。如應用說明所示，在高環境溫度下進行適當的散熱或電流降額，對於長期可靠性至關重要。
3. 分級系統說明
規格書中提及針對關鍵參數的分級系統，由包裝標籤上的代碼（CAT、HUE、REF）表示。此系統允許製造商選用特性嚴格受控的 LED，以確保其應用中的性能一致性。
- CAT（發光強度等級）：根據測得的發光輸出對 LED 進行分組（例如，最小值 2713 mcd 可能定義了一個等級）。
- HUE（主波長等級）：根據 LED 的主波長 (λd) 進行分類，確保顏色一致性。
- REF（順向電壓等級）：根據 LED 的順向電壓 (VF) 降壓進行分類，這對於電路設計和電源考量非常重要。
4. 性能曲線分析
典型的電光特性曲線提供了元件在不同條件下行為的視覺化洞察。
4.1 相對強度 vs. 波長
此曲線顯示了光譜功率分佈，峰值約在 591 nm（黃色）處，並具有定義的頻寬，確認了光輸出的單色性質。
4.2 指向性圖案
指向性圖說明了窄角 6 度的視角，顯示了光強度在中心光束外如何急遽下降。
4.3 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）
此基本曲線顯示了二極體電流與電壓之間的指數關係。在 20mA 下典型 VF為 2.0V，是驅動電路設計的關鍵參數。
4.4 相對強度 vs. 順向電流
此曲線顯示光輸出（相對強度）隨順向電流增加而增加。然而，超過絕對最大額定值運作將縮短壽命並降低可靠性。
4.5 相對強度 vs. 環境溫度 & 順向電流 vs. 環境溫度
這些曲線對於熱設計至關重要。它們顯示發光輸出會隨著環境溫度升高而降低。相反地，在固定電壓下，由於半導體特性的變化，順向電流也會隨著溫度升高而降低。這凸顯了在高溫環境中進行熱管理和潛在電流降額的必要性。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
此 LED 封裝於標準燈式封裝中。尺寸圖提供了 PCB 佔位面積設計和機械整合的關鍵尺寸。重要註記說明所有尺寸單位為毫米，凸緣高度必須小於 1.5mm，且除非另有說明，一般公差為 ±0.25mm。設計師必須遵守這些尺寸以確保正確安裝與焊接。
5.2 極性識別
極性通常由引腳長度（較長引腳為陽極）或封裝凸緣上的平面標記表示。應查閱規格書中的尺寸圖以了解此元件使用的具體標記。
6. 焊接與組裝指南
正確的操作對於防止損壞至關重要。關鍵指南包括：
- 引腳成型：必須在焊接前進行，距離環氧樹脂燈泡至少 3mm。避免對封裝施加應力。
- 儲存：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% RH 的環境。長期儲存（>3 個月）時，請使用充氮氣、含乾燥劑的密封容器。
- 焊接：
- 保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。
- 手動焊接：烙鐵頭溫度 ≤300°C（最大 30W），時間 ≤3 秒。
- 波峰/浸焊：預熱 ≤100°C（≤60 秒），焊錫槽 ≤260°C 持續 ≤5 秒。
- 避免多次焊接循環，以及在焊接期間/之後、元件冷卻前施加機械應力。
- 清潔：如有必要，可使用室溫下的異丙醇清潔 ≤1 分鐘。除非經過預先驗證，否則避免使用超音波清洗。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以抗靜電袋包裝，放入內盒，再裝入外箱。標準包裝數量為每袋 200-500 顆，每內盒 6 袋，每主（外）箱 10 個內盒。
7.2 標籤說明
包裝標籤包含追溯與分級代碼：CPN（客戶料號）、P/N（料號）、QTY（數量）、CAT（發光強度等級）、HUE（主波長等級）、REF（順向電壓等級）以及 LOT No.（批號）。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
憑藉其高亮度與聚焦光束，此 LED 非常適合用於：電視與顯示器的背光、電話與電腦的狀態指示燈、面板指示燈，以及其他需要明亮、可見的黃色訊號的應用。
8.2 設計考量
- 電流限制：務必使用串聯電阻或恆流驅動器，將 IF限制在所需值（例如，典型亮度為 20mA）。
- 熱管理：考慮 PCB 佈局以利散熱，特別是在接近最大額定值或高環境溫度下運作時。請參考降額指南。
- ESD 防護：在操作與組裝過程中實施標準的 ESD 預防措施，因為 LED 對靜電放電敏感。
- 光學設計：如果需要更寬的照明區域，窄視角可能需要透鏡或擴散片。
9. 技術比較與差異化
與標準指示燈 LED 相比，此元件的關鍵差異在於其從標準燈式封裝中提供極高的發光強度（典型值 4263 mcd）。採用 AlGaInP 技術在黃/橙/紅光譜中提供了高效率。其符合現代環保標準（RoHS、REACH、無鹵素）是基本要求，但對於受監管的市場而言仍是關鍵特性。窄視角提供了高軸向強度，這對於定向光應用是一項優勢，但在需要廣角發光的場合則是一種限制。
10. 常見問題（基於技術參數）
問：我可以將此 LED 驅動在 30mA 以獲得更高亮度嗎？
答：連續順向電流的絕對最大額定值為 25 mA。在 30mA 下運作超出了此額定值，將顯著降低可靠性與壽命，並可能導致立即故障。請務必在規定的限制範圍內運作。
問：對於 5V 電源，我應該使用多大的電阻值？
答：使用歐姆定律：R = (Vsupply- VF) / IF。假設 Vsupply=5V, VF=2.0V（典型值），且 IF=20mA (0.02A)，則 R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。選擇接近此值的標準電阻（例如 150Ω 或 160Ω），並確保其額定功率足夠（P = I2R = 0.06W，因此 1/8W 或 1/4W 的電阻即可）。
問：為什麼 LED 變熱時光輸出會降低？
答：這是半導體 LED 的基本特性。隨著溫度升高，內部量子效率降低，非輻射復合增加，導致在相同驅動電流下的光輸出降低。這顯示在相對強度 vs. 環境溫度曲線中。
11. 實際應用案例
情境：為工業設備設計高能見度狀態指示燈。一位工程師需要一個在明亮工廠環境中能清晰看見的黃色 LED。他選擇了此 LED 是因為其高強度（4263 mcd）。他設計了一個 PCB，其佔位面積符合封裝尺寸。他使用設定為 20mA 的恆流驅動器，以確保一致的亮度與使用壽命。他將 LED 安裝在設備面板上一個小型透明視窗後方。窄角 6 度的視角非常適合此定向指示燈應用。他在組裝過程中遵循建議的波峰焊接設定檔，並確保使用前符合儲存條件。結果是一個穩固、可靠且高度可見的狀態指示燈。
12. 工作原理介紹
此 LED 基於半導體二極體中的電致發光原理運作。晶片材料為 AlGaInP（磷化鋁鎵銦），是一種直接能隙半導體。當施加順向電壓時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入活性區域。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長（顏色）——在本例中為亮黃色（約 589-591 nm）。環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶粒、塑造光輸出光束（從而產生 6 度視角），並增強晶片的光提取效率。
13. 技術趨勢
LED 產業持續朝著更高效率（每瓦更多流明）、改善顯色性與更高可靠性的方向發展。雖然此元件採用成熟的 AlGaInP 技術，但更廣泛市場的趨勢包括開發更高效的螢光粉轉換白光 LED 以及用於顯示應用的微型 LED。對於像此類的單色 LED，持續的發展重點在於突破效率極限、改善高溫性能，以及在要求嚴苛的應用中實現更嚴格的顏色與光通量一致性分級。對環保合規性（無鹵素、REACH）的重視也是全球法規驅動下的持續趨勢。
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。 |