目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 電光特性
- 2.2 絕對最大額定值與電氣參數
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 色度分級（顏色一致性）
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流 vs. 強度/電壓 (IV 曲線)
- 4.2 溫度依賴性
- 4.3 光譜分佈與視角
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊盤設計與極性
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴焊參數
- 6.2 處理與儲存注意事項
- 7. 型號編碼規則
- 8. 應用建議
- 8.1 設計考量
- 8.2 典型應用電路
- 9. 常見問題解答（基於技術參數）
- 10. 工作原理
- 11. 產業趨勢
1. 產品概述
T5C 系列代表一款採用緊湊型 5050 (5.0mm x 5.0mm) 封裝的高性能、頂視白光 LED。此元件專為一般與建築照明應用而設計，提供高光通量輸出與穩健熱性能之間的平衡。其設計針對嚴苛照明環境中的可靠性和效率進行了優化。
1.1 核心優勢
- 熱增強型封裝：封裝設計優先考慮高效散熱，這對於在高驅動電流下維持性能和壽命至關重要。
- 高光通量輸出：提供高亮度水準，適用於需要顯著照明的應用。
- 高電流驅動能力：額定連續工作電流為 200mA，最大正向電流為 240mA，支援高功率應用。
- 寬視角：典型視角 (2θ1/2) 為 120 度，提供寬廣且均勻的光線分佈。
- 環境合規性：產品設計適用於無鉛迴焊製程，並符合 RoHS 標準。
1.2 目標應用
此 LED 用途廣泛，適用於各種照明場景，包括室內照明、替換傳統光源的改裝燈具、一般照明燈具，以及性能和外形尺寸皆重要的建築或裝飾照明。
2. 深入技術參數分析
本節對規格書中指定的關鍵電氣、光學和熱參數提供詳細、客觀的解讀。
2.1 電光特性
主要性能指標是在接面溫度 (Tj) 25°C 和正向電流 (IF) 200mA（建議工作點）下測量的。
- 正向電壓 (VF)：典型正向電壓為 25.6V，最小值 24V，最大值 27V（容差 ±3%）。此相對較高的電壓表明 LED 內部可能包含多個串聯的半導體晶片。
- 光通量：輸出隨相關色溫 (CCT) 和顯色指數 (CRI) 而有顯著差異。例如，CRI 70 (Ra70) 的 4000K LED 典型光通量為 775 流明（最小值 700 lm），而 CRI 90 (Ra90) 的 2700K LED 典型光通量為 580 流明（最小值 500 lm）。通常，較高的 CRI 會伴隨光效的降低。
- 視角：120 度視角是朗伯或近朗伯發光模式的特性，適用於區域照明而非聚焦光束。
2.2 絕對最大額定值與電氣參數
這些額定值定義了操作極限，超出此極限可能導致永久性損壞。
- 電流限制：最大連續正向電流 (IF) 為 240mA。在嚴格條件下（脈衝寬度 ≤100μs，工作週期 ≤1/10）允許 360mA 的脈衝正向電流 (IFP)。超過這些限制有導致災難性故障的風險。
- 功耗 (PD)：絕對最大值為 6480 mW。考慮到高溫下的降額，謹慎的熱設計對於確保實際工作功率 (VF * IF) 低於此值至關重要。
- 熱阻 (Rth j-sp)：從接面到焊點的典型熱阻為 2.5 °C/W。此低值對於熱增強設計至關重要，可使熱量有效地從 LED 晶粒傳遞到印刷電路板 (PCB)。
- 靜電放電 (ESD)：額定值為 1000V 人體放電模型 (HBM)，這是光電元件的標準防護等級。組裝期間仍應遵循適當的 ESD 處理程序。
2.3 熱特性
熱管理對於 LED 的性能和壽命至關重要。
- 接面溫度 (Tj)：最大允許接面溫度為 120°C。在此極限或接近此極限下工作將加速流明衰減並縮短使用壽命。
- 工作與儲存溫度：元件可在 -40°C 至 +105°C 的環境溫度下工作，並可在 -40°C 至 +85°C 的環境下儲存。
- 焊接溫度：相容於標準迴焊製程，峰值焊接溫度為 230°C 或 260°C，持續時間最長 10 秒。
3. 分級系統說明
產品根據關鍵性能參數進行分級，以確保應用中的一致性。
3.1 光通量分級
針對每個 CCT 和 CRI 組合定義了光通量等級。等級代碼（例如 GN、GP、GQ）指定了在 200mA 下的最小和最大光通量範圍。例如，對於 CRI 70 的 4000K/5000K/5700K/6500K LED，提供 GQ (700-750 lm)、GR (750-800 lm) 和 GS (800-850 lm) 等級。這使設計師能根據特定需求選擇具有可預測亮度的 LED。
3.2 正向電壓分級
LED 也根據正向電壓分為兩類：代碼 6E (24-26V) 和代碼 6F (26-28V)。匹配來自相同電壓等級的 LED 可以簡化驅動器設計並改善多 LED 陣列中的電流平衡。
3.3 色度分級（顏色一致性）
色度座標 (x, y) 控制在每個 CCT 等級（例如，2700K 為 27R5，4000K 為 40R5）的 5 階麥克亞當橢圓內。5 階橢圓是業界常見標準，旨在確保在大多數一般照明應用中，人眼感知的顏色差異是可接受或極小的。規格書提供了 25°C 和 85°C 接面溫度下的中心座標和橢圓參數，確認了因加熱而產生的色偏。
4. 性能曲線分析
提供的圖表提供了 LED 在不同條件下行為的深入見解。
4.1 電流 vs. 強度/電壓 (IV 曲線)
圖 3（正向電流 vs. 相對強度）通常顯示次線性關係，在極高電流下，由於熱量增加，效率（每瓦流明數）可能會降低。圖 4（正向電流 vs. 正向電壓）顯示了二極體的指數 IV 特性，電壓隨電流增加而增加。
4.2 溫度依賴性
圖 5（環境溫度 vs. 相對光通量）至關重要：它顯示流明輸出隨溫度升高而降低。有效的散熱是必要的，以最小化此下降。圖 6（環境溫度 vs. 相對正向電壓）通常顯示負溫度係數，VF 隨溫度升高而略微降低。圖 8（Ta vs. CIE x, y 偏移）直觀地表示了色度座標隨溫度的漂移，這在色度分級表中進行了量化。
4.3 光譜分佈與視角
圖 1a、1b 和 1c 分別顯示了 CRI 70、80 和 90 的光譜功率分佈。較高 CRI 的光譜在藍光激發峰和較寬的螢光粉發射之間有更飽滿的谷值，從而實現更好的顯色性。圖 2 說明了空間強度分佈，確認了寬廣的 120 度視角。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED 佔地面積為 5.0mm x 5.0mm，典型高度為 1.9mm。尺寸圖指定了 ±0.1mm 的公差，除非另有說明。底視圖清楚地顯示了焊盤佈局。
5.2 焊盤設計與極性
焊接圖案設計用於穩定的機械固定和最佳的熱傳導。陰極和陽極在圖中清晰標示。陰極通常透過凹口、綠色標記或不同的焊盤形狀等特徵來指示。組裝時必須觀察正確的極性以防止損壞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊參數
此 LED 相容於使用無鉛焊料（SAC 合金）的標準紅外線或對流迴焊製程。最高峰值溫度不應超過 230°C 或 260°C，且高於液相線的時間應根據焊膏製造商的規格進行控制，峰值溫度的絕對極限為 10 秒。建議控制升溫和冷卻速率以最小化熱應力。
6.2 處理與儲存注意事項
由於其 ESD 敏感性（1000V HBM），人員和工作站應妥善接地。LED 應儲存在其原始的防潮袋中，並置於受控環境中（建議溫度 < 30°C，相對濕度 < 60%），以防止吸濕，這可能在迴焊過程中導致 "爆米花效應"。
7. 型號編碼規則
零件編號遵循結構化格式：T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □。關鍵元素包括：X1（類型代碼，例如 '5C' 代表 5050）、X2（CCT 代碼，例如 '40' 代表 4000K）、X3（CRI 代碼，例如 '8' 代表 Ra80）、X4/X5（串聯/並聯晶片數量，表示為 1-Z）、X6（元件代碼）和 X7（顏色代碼，例如 'R' 代表 85°C ANSI 分級）。此系統允許精確識別 LED 的電氣和光學特性。
8. 應用建議
8.1 設計考量
- 熱管理：低熱阻 (2.5°C/W) 僅在 LED 安裝在合適的金屬基板 PCB (MCPCB) 或其他散熱基板上時才有效。系統熱設計必須將接面溫度遠低於 120°C 的最大值，以確保可靠運行。
- 驅動器選擇：考慮到典型 VF 約為 25.6V，需要一個額定在此電壓範圍內的恆流驅動器。應根據所需電流（例如 200mA）和串聯/並聯連接的 LED 數量來選擇驅動器。
- 光學設計：寬廣的 120 度光束角可能需要二次光學元件（透鏡、反射器），如果聚光燈或筒燈應用需要更定向的光束。
8.2 典型應用電路
為了可靠運行，LED 應由恆流源驅動。連接多個 LED 時，串聯配置更利於電流匹配，但串聯的總正向電壓必須在驅動器的順應電壓範圍內。通常不建議在沒有個別電流平衡的情況下並聯 LED，因為 Vf 的變化會導致電流分配不均。
9. 常見問題解答（基於技術參數）
問：此 LED 的實際功耗是多少？
答：在 200mA 和 25.6V 的典型工作點下，電功率輸入約為 5.12 瓦特 (P = V * I)。
問：色溫 (CCT) 如何影響光輸出？
答：如電光特性表所示，在相同 CRI 下，較高 CCT（例如 6500K）的典型光通量通常略高於較低 CCT（例如 2700K）。
問："5 階麥克亞當橢圓" 對我的應用意味著什麼？
答：這意味著來自相同顏色等級的 LED，其色度座標非常接近，以至於在典型照明條件下，大多數觀察者無法察覺或僅有極小的色差，確保了燈具中良好的顏色一致性。
問：我可以連續以最大電流 240mA 驅動此 LED 嗎？
答：雖然可行，但這將產生更多熱量（假設 25.6V 約為 6.14W），並可能降低光效和使用壽命。在建議的 200mA 下工作，能在性能和可靠性之間取得更好的平衡。
10. 工作原理
此類白光 LED 通常使用藍光發光的氮化銦鎵 (InGaN) 半導體晶片。部分藍光被沉積在晶片上或周圍的螢光粉層轉換為較長波長的光（黃光、紅光）。剩餘的藍光與螢光粉轉換光的組合產生了白光的感知。螢光粉的特定混合決定了發射光的相關色溫 (CCT) 和顯色指數 (CRI)。
11. 產業趨勢
高功率 LED 市場持續朝著更高光效（每瓦更多流明）、改善色彩品質（更高 CRI 且光效折損更少）和更高可靠性的方向發展。同時也趨向標準化的外形尺寸和電氣介面，以簡化設計和製造。隨著功率密度增加，像本系列使用的這種熱效率高的封裝仍然至關重要。此外，越來越強調精確的分級和更嚴格的顏色公差，以滿足高品質建築和商業照明的需求。
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。 |