7070 白光 LED 規格書 - 尺寸 7.0x7.0x2.8mm - 電壓 49V - 功率 7.8W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供採用 7070 封裝形式之高功率白光 LED 的完整技術規格。此元件專為要求高光輸出與穩健熱性能的嚴苛照明應用所設計。其強化散熱的封裝設計能實現高效熱管理，支援高電流運作，並有助於長期可靠性。

此 LED 為頂部發光元件，提供寬廣的視角，適合需要廣泛光分佈的應用。它相容於無鉛迴流焊製程，並設計符合相關環保法規。

2. 主要特性與應用

2.1 核心特性

• 頂部發光白光 LED。
• 強化散熱封裝設計，提升熱管理效能。
• 高光通量輸出。
• 高電流驅動能力（最高連續 150mA）。
• 緊湊封裝尺寸（7.0mm x 7.0mm）。
• 寬廣視角（典型值 120 度）。
• 適用於無鉛迴流焊應用。
• 符合 RoHS 規範。

2.2 目標應用

• 建築與裝飾照明。
• 燈具改裝解決方案（替代傳統光源）。
• 一般照明用途。
• 室內外看板背光。

3. 技術參數：深入客觀解讀

3.1 電光特性

所有量測均在接面溫度 (Tj) 25°C 與順向電流 (IF) 100mA 下指定。本元件提供多種相關色溫 (CCT)：2700K、3000K、4000K、5000K、5700K 與 6500K。所有型號均提供最低 80 的演色性指數 (Ra)。典型光通量範圍依 CCT 不同，從 590 lm 到 650 lm，每個分級皆有指定的最低保證輸出。光通量量測容差為 ±7%，Ra 量測容差為 ±2%。

3.2 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。操作應始終維持在此範圍內。

• 順向電流 (IF)：150 mA（連續）。
• 脈衝順向電流 (IFP)：225 mA（脈衝寬度 ≤100μs，工作週期 ≤1/10）。
• 功率消耗 (PD)：7800 mW。
• 逆向電壓 (VR)：5 V。
• 操作溫度 (Topr)：-40°C 至 +105°C。
• 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +85°C。
• 接面溫度 (Tj)：120°C（最大值）。
• 焊接溫度 (Tsld)：迴流焊溫度曲線，峰值溫度 230°C 或 260°C 持續 10 秒。

超過這些參數可能會改變 LED 的特性，不建議這樣做。必須注意確保功率消耗不超過絕對最大額定值。

3.3 接面溫度 Tj=25°C 時之電氣/光學特性

• 順向電壓 (VF)：於 IF=100mA 時，46V（最小）、49V（典型）、52V（最大）。容差為 ±3%。
• 逆向電流 (IR)：於 VR=5V 時，最大 10 μA。
• 視角 (2θ1/2)：典型值 120 度，定義為發光強度為峰值強度一半時的離軸角度。
• 熱阻 (Rth j-sp)：從 LED 接面到 MCPCB 上焊點的典型值為 3 °C/W，量測條件為 IF=100mA 施加電功率。
• 靜電放電 (ESD)：可承受至少 1000V（人體放電模型）。

4. 分級系統說明

本產品依關鍵參數進行分級，以確保照明設計的一致性。

4.1 光通量分級

在 IF=100mA 與 Tj=25°C 條件下，LED 依光通量等級（例如 GL、GM、GN、GP）分類，每個 CCT 皆有定義的最小與最大光通量範圍。例如，一個 4000K 的 GM 級 LED，其光通量介於 550 lm 至 600 lm 之間。

4.2 順向電壓分級

LED 亦根據 IF=100mA 與 Tj=25°C 時的順向電壓進行分級。代碼包括 6R (46-48V)、6S (48-50V) 與 6T (50-52V)，量測容差為 ±3%。

4.3 色度分級

色度座標控制在 CIE 色度圖上的 5 階麥克亞當橢圓內。規格書提供每個 CCT 代碼（例如 2700K 的 27R5）的中心座標（於 Tj=25°C 與 85°C）及橢圓參數 (a, b, Φ)。此嚴格分級符合如 Energy Star 等針對 2600K-7000K 的標準，確保 LED 之間的視覺色差極小。色度座標量測容差為 ±0.005。

5. 性能曲線分析

5.1 光譜分佈

提供的色譜圖（於 Tj=25°C）顯示白光 LED 的相對強度與波長關係。此曲線是螢光粉轉換白光 LED 的典型特徵，包含來自主要 LED 晶片的藍色峰值，以及來自螢光粉的更寬廣黃色/紅色發光波段。確切的形狀決定了光的 CCT 與 CRI。

5.2 視角分佈

極座標圖說明了空間輻射模式。寬廣、典型類似朗伯分佈（120° 視角）的特性，證實了在廣大區域內均勻的光輸出，這對於需要均勻覆蓋的一般照明與背光應用而言是理想的選擇。

6. 機械與封裝資訊

6.1 封裝尺寸

此 LED 的佔位面積為正方形，尺寸為 7.00mm x 7.00mm。整體封裝高度為 2.80mm。關鍵內部特徵包括陽極與陰極焊墊位置。尺寸圖標示了所有關鍵長度，包括焊墊尺寸 (2.73mm x 2.73mm) 與間距（焊墊中心間距 6.10mm）。除非另有說明，尺寸容差為 ±0.1mm。

6.2 極性識別與焊墊設計

封裝具有兩個電氣焊墊。圖中清楚標示極性：一個焊墊為陽極，另一個為陰極。電路板組裝時必須注意正確極性。焊墊設計適用於標準表面黏著技術 (SMT) 製程。

7. 焊接與組裝指南

7.1 迴流焊溫度曲線

提供無鉛焊接的詳細迴流焊溫度曲線：

• 預熱：在 60-120 秒內從 150°C 升溫至 200°C。
• 升溫速率：從液相線溫度到峰值溫度，最大 3°C/秒。
• 液相線溫度 (TL)：217°C。高於 TL 的時間 (tL) 應為 60-150 秒。
• 峰值溫度 (Tp)：封裝本體最高 260°C。
• 峰值溫度時間 (tp)：在 Tp 的 5°C 範圍內，最長 30 秒。
• 降溫速率：從 Tp 到 TL，最大 6°C/秒。
• 總循環時間：從 25°C 到峰值溫度，最長 8 分鐘。

遵循此溫度曲線對於防止 LED 封裝與內部晶片黏著材料受到熱損傷至關重要。

7.2 儲存與操作注意事項

雖然提供的摘要中未明確詳述，但基於對濕氣敏感元件的標準實務，建議將 LED 儲存於乾燥環境中（通常為<相對濕度 10%），並在密封袋開啟後於指定保存期限內使用，以避免迴流焊時產生爆米花效應。操作時務必採取 ESD 防護措施。

8. 包裝與訂購資訊

8.1 捲帶包裝

LED 以凸輪式載帶供應，用於自動化組裝。每捲最大數量為 1000 顆。載帶每 10 個節距的累積容差為 ±0.2mm。外包裝應防潮，並標示料號、製造日期代碼與數量。

8.2 料號編碼系統

料號遵循結構化格式：T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □。關鍵元素包括：

• 類型代碼：表示封裝尺寸（例如 '7C' 代表 7070）。
• CCT 代碼：兩位數表示色溫（例如 '40' 代表 4000K）。
• 演色性 (Ra)：單一位數（例如 '8' 代表 Ra80）。
• 串聯/並聯晶片數量：代碼從 1 到 Z。
• 元件代碼與顏色代碼：定義內部元件變異與特定應用分級（例如 ANSI 標準、高溫 85°C/105°C 分級、背光應用）。

9. 應用建議

9.1 設計考量

• 熱管理：高功率消耗（最高 7.8W）需要有效的熱管理系統。使用金屬核心印刷電路板 (MCPCB) 或其他散熱方法，將接面溫度維持在遠低於最大額定值 120°C 的水平，以確保使用壽命並維持光輸出。
• 電流驅動：使用適合高順向電壓（約 49V）與電流（最高 150mA）的恆流驅動器。切勿超過絕對最大額定值。
• 光學設計：若需要更聚焦的光束，寬廣的 120° 視角可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）。
• 分級選擇：對於需要顏色一致性的應用（例如建築照明），請指定嚴格的色度與光通量分級。

9.2 典型電路實作

可將多個 LED 串聯連接，以匹配恆流驅動器的電壓輸出。串聯數量受驅動器最大輸出電壓限制。通常不建議並聯連接，除非經過仔細的平衡設計以防止電流不均。

10. 技術比較與差異化

與較小封裝（例如 2835、3030）相比，此 7070 LED 提供顯著更高的單一封裝光通量，減少了達到特定光輸出所需的元件數量。其強化散熱設計支援更高的驅動電流與功率消耗。高順向電壓（約 49V）對於單晶片 LED 而言並不典型，暗示封裝內採用多晶片串聯配置，當與某些驅動器搭配使用時，可在電流調節效率上提供優勢。與窄視角 LED 相比，寬廣的 120° 視角能提供更擴散的光線。

11. 常見問題（基於技術參數）

11.1 實際功耗是多少？

在典型操作點 100mA 與 49V 下，電功率輸入為 4.9W (0.1A * 49V)。絕對最大功率消耗額定值 7.8W 為更高電流或電壓下的操作提供了餘裕空間。

11.2 溫度如何影響性能？

隨著接面溫度升高，光輸出通常會下降，順向電壓可能略微降低。色度座標也會偏移，如提供的 Tj=85°C 單獨中心座標所示。有效的冷卻對於維持指定性能至關重要。

11.3 可以使用恆壓源驅動嗎？

強烈不建議。LED 是電流驅動元件。由於順向電壓具有負溫度係數，恆壓源可能導致熱失控並損壞 LED。請務必使用恆流驅動器。

11.4 熱阻值代表什麼意義？

熱阻 (Rth j-sp) 為 3 °C/W 意味著，LED 接面每消耗一瓦功率，接面與焊點之間的溫差將增加約攝氏 3 度。數值越低表示熱路徑越好。

12. 實務設計與使用案例

情境：設計高天井工業照明燈具。

設計師需要 10,000 流明的光輸出，CCT 為 4000K，且具有良好的演色性 (Ra80)。使用此 7070 LED 的 GP 光通量分級（典型值 650-700 lm），大約需要 15-16 顆 LED。它們將以串聯方式排列在大型 MCPCB 上。將選擇一個輸出電壓範圍足以驅動 16 顆串聯 LED (16 * ~49V = ~784V) 且電流輸出為 100mA 的恆流驅動器。MCPCB 將安裝在大型鋁製散熱器上，以維持低接面溫度，確保長壽命與穩定的光輸出。寬廣的視角有助於在工廠地面上提供均勻的照明。

13. 原理簡介

這是一種螢光粉轉換白光 LED。其基本結構包含一個發藍光的半導體晶片（通常基於 InGaN）。此藍光部分被塗覆在晶片上或周圍的一層螢光粉材料（例如 YAG:Ce）吸收。螢光粉在黃色和紅色區域的寬廣光譜範圍內重新發光。剩餘的藍光與螢光粉轉換的黃/紅光結合，產生了白光的視覺感知。藍光與黃光的確切比例由螢光粉成分與厚度決定，並定義了相關色溫 (CCT)。演色性指數 (Ra) 是衡量 LED 光譜相對於相同 CCT 的自然參考光源，準確呈現物體顏色的能力指標。

14. 發展趨勢

固態照明產業持續演進，有幾個明顯的趨勢。業界不斷追求更高的發光效率（每瓦更多流明），以在相同光輸出下降低能耗。螢光粉技術與晶片設計的改進對此有所貢獻。另一個趨勢是追求更高的演色性指數 (CRI) 值，特別是 R9（飽和紅色），適用於色彩品質至關重要的應用，例如零售與博物館照明。在更高操作溫度與驅動電流下增強可靠性與延長壽命也是關鍵的發展領域。此外，持續進行微型化與整合，封裝在光提取與熱管理方面變得更有效率，使得更小的外形尺寸能實現更高的功率密度。顏色與光通量分級的標準化持續改進，促進了照明設計的一致性。