目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心特色與優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術規格深入解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 光電特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 3.3 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對強度 vs. 波長
- 4.2 指向性圖案
- 此非線性關係是選擇適當限流電阻或恆流驅動器的基礎。典型的 V
- 光輸出隨電流增加而增加,但並非線性關係。儘管有更高的潛在輸出,禁止操作超過絕對最大額定值 (50mA 連續)。
- 相對強度 vs. 環境溫度:
- 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:
- 陰極通常由 LED 凸緣邊緣的平坦處或較短的引腳標示。組裝時請務必參考封裝圖以確保正確方向,防止反向偏壓損壞。
- 6.1 引腳成型注意事項
- 在距離環氧樹脂透鏡基座至少 3mm 處彎曲引腳,以避免對內部晶粒和接合線造成應力。
- 收到貨品後,請儲存於 ≤30°C 及 ≤70% 相對濕度 (RH) 的環境中。在此條件下的保存期限為 3 個月。
- 保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為 3mm。
- 7.1 包裝規格
- LED 以防靜電袋包裝,以防止 ESD 損壞。
- 包裝上的標籤包含關鍵資訊:
- 料號 333/Y5C1-ATWB/MS 可解析如下,儘管每個字元的確切對應關係因型號而異:通常包含產品系列 (333)、顏色 (Y 代表黃色,5 代表特定色調)、視角、發光強度分級、電壓組別及透鏡顏色 (水色透明) 的代碼。
- 8.1 驅動電路設計
- 由於非線性的 I-V 特性及順向電壓分級,強烈建議使用恆流驅動器而非簡單的串聯電阻,以確保亮度一致性和使用壽命,特別是在多 LED 陣列中。確保驅動器符合絕對最大額定值 (50mA 連續)。
- 儘管功率消耗相對較低 (最大 115mW),但如性能曲線所示,高環境溫度 (操作溫度最高達 85°C) 將降低光輸出。對於密集排列的陣列或密閉式燈具,請考慮使用 PCB 銅箔鋪設或其他散熱方法以保持接面溫度較低。
- 15° 視角提供了集中的光束。對於大面積標誌,可能需要仔細的光學設計或透鏡配置,以確保顯示表面上的照明均勻。耐紫外線的環氧樹脂對於在直接陽光照射的應用中保持清晰度和透光率至關重要。
- 此 LED 的主要差異化在於其
- 10.1 建議的操作電流是多少?
- 光電特性是在 20mA 下指定的。雖然最大連續電流為 50mA,但通常在 20mA 或以下操作,以平衡亮度、效率和長期可靠性。高溫操作時,請務必參考降額曲線。
- 標籤上的 CAT 代碼結合了發光強度分級 (T,W,V,W) 和電壓分級 (1,2,3,4)。HUE 代碼表示主波長分級 (1 或 2)。為確保組裝件中顏色和亮度一致,請指定或選擇來自相同分級的 LED。
- 雖然它具有寬廣的操作溫度範圍 (-40°C 至 +85°C),但本規格書並未指定 AEC-Q101 汽車認證。若用於汽車,請確認特定料號符合該應用所需的可靠性標準。
- 11.1 設計高能見度警告標誌
- 考慮一個太陽能供電的獨立式警告標誌。高發光強度確保了在白天的可見度。窄光束角有助於將光線導向觀看者以節省能源。寬廣的操作溫度範圍使其能在沙漠高溫到冬季低溫下運作。將使用由電池/降壓轉換器供電的恆流驅動器,驅動器設定為每顆 LED 20mA,以在維持指定亮度的同時最大化電池壽命。
- 此 LED 基於
- 高亮度指示燈/標誌 LED 的趨勢持續朝向更高效率 (每瓦更多流明)、透過更嚴格的分級改善顏色一致性,以及增強對惡劣環境的可靠性。儘管此特定元件仍是傳統的分立元件,但在封裝層級整合驅動電子和控制介面 (例如可定址 LED) 的趨勢也日益增長。對於戶外及汽車相關應用,使用耐紫外線和高溫材料仍然至關重要。
- LED規格術語詳解
- 一、光電性能核心指標
- 二、電氣參數
- 三、熱管理與可靠性
- 四、封裝與材料
- 五、質量控制與分檔
- 六、測試與認證
1. 產品概述
本文件詳細說明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 晶片技術以產生亮黃色光,並封裝於廣為使用的 T-1 3/4 圓形封裝中,搭配耐紫外線之水色透明環氧樹脂透鏡。
1.1 核心特色與優勢
- 高效率:針對相對於輸入功率達到最大光輸出而設計。
- 標準封裝:採用廣泛使用的 T-1 3/4 圓形封裝,確保與常見插座及 PCB 焊盤相容。
- 通用引腳:標準引腳配置,易於整合。
- 精選強度分級:元件依據最小發光強度進行分級,確保亮度一致性。
- 符合 RoHS 規範:本產品符合 RoHS 環保標準。
- 抗紫外線環氧樹脂:水色透明透鏡材料能抵抗紫外線劣化,適合長期戶外使用。
1.2 目標應用
此 LED 系列專為高能見度顯示應用而設計,包括:
- 彩色圖形標誌與訊息看板。
- 可變訊息標誌 (VMS)。
- 商業戶外廣告顯示器。
2. 技術規格深入解析
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。不保證在此條件下運作。
- 反向電壓 (VR):5 V
- 連續順向電流 (IF):50 mA
- 峰值順向電流 (IFP):160 mA (工作週期 1/10 @ 1 kHz)
- 功率消耗 (Pd):115 mW
- 操作溫度範圍 (Topr):-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍 (Tstg):-40°C 至 +100°C
- 靜電放電 (ESD) HBM:2000 V
- 焊接溫度 (Tsol):最高 260°C,持續時間不超過 5 秒。
2.2 光電特性
測量條件為環境溫度 (Ta) 25°C 及順向電流 (IF) 20 mA,除非另有說明。
- 發光強度 (Iv):7150 mcd (最小),18000 mcd (最大)。此高強度為標誌應用的關鍵特色。
- 視角 (2θ1/2):15° (典型值)。窄視角將光線集中向前,非常適合標誌中的定向照明。
- 峰值波長 (λp):591 nm (典型值)。
- 主波長 (λd):586 nm (最小),589 nm (典型值),594 nm (最大)。定義了感知顏色 (亮黃色)。
- 頻譜頻寬 (Δλ):15 nm (典型值)。表示黃色光的純度。
- 順向電壓 (VF):1.8 V (最小),2.0 V (典型值),2.6 V (最大),於 IF=20mA 條件下。
- 反向電流 (IR):10 μA (最大),於 VR=5V 條件下。
3. 分級系統說明
為確保生產批次中的顏色與亮度一致性,LED 會根據關鍵參數進行分級。
3.1 發光強度分級
元件分為四個等級 (T, U, V, W),每個等級內具有 ±10% 的容差。
- 等級 T:7150 - 9000 mcd
- 等級 U:9000 - 11250 mcd
- 等級 V:11250 - 14250 mcd
- 等級 W:14250 - 18000 mcd
3.2 主波長分級
分為兩個等級,具有 ±1 nm 的嚴格容差,以維持顏色均勻性。
- 等級 1:586 - 590 nm
- 等級 2:590 - 594 nm
3.3 順向電壓分級
分為四個等級 (1, 2, 3, 4),具有 ±0.1V 的容差。這有助於設計一致的電流驅動電路。
- 等級 1:1.8 - 2.0 V
- 等級 2:2.0 - 2.2 V
- 等級 3:2.2 - 2.4 V
- 等級 4:2.4 - 2.6 V
4. 性能曲線分析
規格書提供了數個對電路設計與熱管理至關重要的特性曲線。
4.1 相對強度 vs. 波長
此曲線顯示了頻譜功率分佈,峰值約在 591 nm (黃色),典型頻寬為 15 nm,確認了顏色純度。
4.2 指向性圖案
4.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
此非線性關係是選擇適當限流電阻或恆流驅動器的基礎。典型的 V
在 20mA 時為 2.0V。F4.4 相對強度 vs. 順向電流
光輸出隨電流增加而增加,但並非線性關係。儘管有更高的潛在輸出,禁止操作超過絕對最大額定值 (50mA 連續)。
4.5 溫度相依性
相對強度 vs. 環境溫度:
發光輸出隨環境溫度升高而降低。在高溫環境中,適當的散熱對於維持亮度至關重要。順向電流 vs. 環境溫度:
在恆定電壓下,順向電流可能隨溫度變化,影響光輸出。建議使用恆流驅動以獲得穩定性能。5. 機械與封裝資訊
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:
所有尺寸單位為毫米,除非另有說明。
- 大多數特徵適用 ±0.25mm 的標準公差。
- 樹脂透鏡在凸緣下方的最大突出量為 1.5mm,這對於面板安裝的間隙很重要。
- 5.2 極性識別
陰極通常由 LED 凸緣邊緣的平坦處或較短的引腳標示。組裝時請務必參考封裝圖以確保正確方向,防止反向偏壓損壞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 引腳成型注意事項
在距離環氧樹脂透鏡基座至少 3mm 處彎曲引腳,以避免對內部晶粒和接合線造成應力。
- 務必在焊接前成型引腳。
- 在室溫下切割引線框架,以防止熱衝擊。
- 確保 PCB 孔位與 LED 引腳完美對齊,以避免安裝應力。
- 6.2 儲存條件
收到貨品後,請儲存於 ≤30°C 及 ≤70% 相對濕度 (RH) 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),請使用帶有氮氣環境及乾燥劑的密封容器。
- 避免在潮濕環境中溫度急遽變化,以防止凝結。
- 6.3 焊接建議
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 ≤300°C (適用於 ≤30W 烙鐵)。焊接時間 ≤3 秒。波峰/浸焊:
- 預熱 ≤100°C,時間 ≤60 秒。焊錫槽溫度 ≤260°C,時間 ≤5 秒。避免在 LED 處於高溫時對引腳施加機械應力。
- 請勿焊接 (浸焊或手工焊) 超過一次。
- 焊接後,在 LED 冷卻至室溫前,請保護其免受衝擊/振動。
- 避免從峰值焊接溫度快速冷卻。
- 7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以防靜電袋包裝,以防止 ESD 損壞。
- 包裝數量:
- 每袋 200-500 顆。每內箱 5 袋。每外箱 10 個內箱。7.2 標籤說明
包裝上的標籤包含關鍵資訊:
CPN:客戶料號。
- P/N:製造商料號 (例如:333/Y5C1-ATWB/MS)。
- QTY:包裝內數量。
- CAT:發光強度與順向電壓分級代碼。
- HUE:主波長分級代碼。
- LOT No.:可追溯的生產批號。
- 7.3 產品型號 / 料號解析
料號 333/Y5C1-ATWB/MS 可解析如下,儘管每個字元的確切對應關係因型號而異:通常包含產品系列 (333)、顏色 (Y 代表黃色,5 代表特定色調)、視角、發光強度分級、電壓組別及透鏡顏色 (水色透明) 的代碼。
8. 應用設計考量
8.1 驅動電路設計
由於非線性的 I-V 特性及順向電壓分級,強烈建議使用恆流驅動器而非簡單的串聯電阻,以確保亮度一致性和使用壽命,特別是在多 LED 陣列中。確保驅動器符合絕對最大額定值 (50mA 連續)。
8.2 熱管理
儘管功率消耗相對較低 (最大 115mW),但如性能曲線所示,高環境溫度 (操作溫度最高達 85°C) 將降低光輸出。對於密集排列的陣列或密閉式燈具,請考慮使用 PCB 銅箔鋪設或其他散熱方法以保持接面溫度較低。
8.3 標誌光學設計
15° 視角提供了集中的光束。對於大面積標誌,可能需要仔細的光學設計或透鏡配置,以確保顯示表面上的照明均勻。耐紫外線的環氧樹脂對於在直接陽光照射的應用中保持清晰度和透光率至關重要。
9. 技術比較與差異化
此 LED 的主要差異化在於其
極高的發光強度(最高達 18,000 mcd),位於黃色頻譜,這是透過使用 AlGaInP 半導體技術實現的。與標準 5mm LED 相比,它提供了顯著更高的亮度,使其不適合用作指示燈,但非常適合照明用途。窄 15° 視角是針對需要定向光而非廣域發光之應用的設計選擇。10. 常見問題 (FAQ)
10.1 建議的操作電流是多少?
光電特性是在 20mA 下指定的。雖然最大連續電流為 50mA,但通常在 20mA 或以下操作,以平衡亮度、效率和長期可靠性。高溫操作時,請務必參考降額曲線。
10.2 如何解讀分級代碼?
標籤上的 CAT 代碼結合了發光強度分級 (T,W,V,W) 和電壓分級 (1,2,3,4)。HUE 代碼表示主波長分級 (1 或 2)。為確保組裝件中顏色和亮度一致,請指定或選擇來自相同分級的 LED。
10.3 此 LED 可用於汽車應用嗎?
雖然它具有寬廣的操作溫度範圍 (-40°C 至 +85°C),但本規格書並未指定 AEC-Q101 汽車認證。若用於汽車,請確認特定料號符合該應用所需的可靠性標準。
11. 實際使用案例
11.1 設計高能見度警告標誌
考慮一個太陽能供電的獨立式警告標誌。高發光強度確保了在白天的可見度。窄光束角有助於將光線導向觀看者以節省能源。寬廣的操作溫度範圍使其能在沙漠高溫到冬季低溫下運作。將使用由電池/降壓轉換器供電的恆流驅動器,驅動器設定為每顆 LED 20mA,以在維持指定亮度的同時最大化電池壽命。
12. 技術原理介紹
此 LED 基於
AlGaInP (磷化鋁鎵銦)半導體材料。當施加順向電壓時,電子和電洞在晶片的主動區複合,以光子的形式釋放能量。AlGaInP 層的特定成分決定了能隙能量,進而定義了發射光的波長——在此例中為黃色區域 (~589 nm)。水色透明的環氧樹脂透鏡作為初級光學元件,將光輸出塑造成指定的 15° 視角。13. 產業趨勢
高亮度指示燈/標誌 LED 的趨勢持續朝向更高效率 (每瓦更多流明)、透過更嚴格的分級改善顏色一致性,以及增強對惡劣環境的可靠性。儘管此特定元件仍是傳統的分立元件,但在封裝層級整合驅動電子和控制介面 (例如可定址 LED) 的趨勢也日益增長。對於戶外及汽車相關應用,使用耐紫外線和高溫材料仍然至關重要。
The trend in high-brightness indicator/signage LEDs continues toward higher efficacy (more lumens per watt), improved color consistency through tighter binning, and enhanced reliability for harsh environments. There is also a growing integration of driver electronics and control interfaces (e.g., addressable LEDs) at the package level, though this particular device remains a traditional, discrete component. The use of UV-resistant and high-temperature materials remains critical for outdoor and automotive-adjacent applications.
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。 |