目錄
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，以產生獨特的超級日落橘色光。其特點在於高可靠性、堅固結構，並符合主要環境與安全標準，包括 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素要求（溴<900 ppm，氯<900 ppm，溴+氯<1500 ppm）。此 LED 提供多種視角與封裝選項，包括捲帶包裝，以適應不同的組裝製程。
1.1 目標應用
此 LED 燈珠的主要應用包括消費性電子產品與電腦設備中的背光與指示功能。典型使用案例為電視、電腦顯示器、電話及一般電腦周邊設備，這些應用需要一致且明亮的橘色照明。
2. 技術規格深入解析
2.1 絕對最大額定值
此元件設計為在嚴格的電氣與熱限制內運作，以確保長期可靠性。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 @ 1 kHz）允許的峰值順向電流 (IFP) 為 160 mA。最大逆向電壓 (VR) 為 5 V。功率消耗 (Pd) 限制為 60 mW。操作溫度範圍 (Topr) 為 -40°C 至 +85°C，而儲存條件 (Tstg) 允許 -40°C 至 +100°C。組裝時，焊接溫度 (Tsol) 在 5 秒內不得超過 260°C。
2.2 電光特性
關鍵性能參數是在標準測試條件 Ta=25°C 及順向電流 (IF) 20 mA 下量測。典型發光強度 (Iv) 為 295 mcd，最小規格值為 188 mcd。視角 (2θ1/2) 典型為 25 度，提供集中的光束。光譜由峰值波長 (λp) 621 nm 及主波長 (λd) 615 nm 定義，光譜頻寬 (Δλ) 為 18 nm。電氣方面，順向電壓 (VF) 典型值為 2.0 V，範圍從最小值 1.7 V 到最大值 2.4 V。在完整逆向電壓 5 V 下，逆向電流 (IR) 限制為最大 10 μA。註明順向電壓 (±0.1V)、發光強度 (±10%) 及主波長 (±1.0nm) 的量測不確定度。
3. 分級系統說明
本產品採用分級系統，依據關鍵性能參數對元件進行分類，確保最終使用者的一致性。這反映在包裝標籤上。CAT 代碼指發光強度等級，HUE 代碼指主波長等級，REF 代碼指順向電壓等級。這讓設計師能為其特定應用需求，選用特性受到嚴格控制的 LED。
4. 性能曲線分析
規格書提供數條特性曲線，說明元件在不同條件下的行為。相對強度對波長曲線顯示以 621 nm 為中心的光譜功率分佈。指向性圖案說明空間輻射剖面。順向電流對順向電壓 (I-V) 曲線展示二極體的指數關係，對驅動器設計至關重要。相對強度對順向電流曲線顯示光輸出如何隨電流增加。最後，描繪相對強度對環境溫度及順向電流對環境溫度的曲線，對於理解整個操作範圍內的熱降額與性能穩定性至關重要。
5. 機械與封裝資訊
此 LED 採用標準燈式封裝。封裝尺寸圖提供 PCB 佔位設計與機械整合的關鍵尺寸。關鍵註記指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。樹脂顏色為水透明，使內在的超級日落橘晶片顏色得以顯現。
6. 焊接與組裝指南
正確操作對可靠性至關重要。對於引腳成形，彎曲處必須距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm，並在焊接前完成以避免應力。PCB 孔洞必須與 LED 引腳完美對齊。儲存條件應為 ≤30°C 及 ≤70% RH，最長 3 個月；更長時間儲存需要氮氣環境。焊接點距離環氧樹脂燈泡必須保持至少 3mm 距離。建議條件為：手動焊接，烙鐵頭溫度 ≤300°C，時間 ≤3 秒；浸焊，預熱 ≤100°C，焊錫槽溫度 ≤260°C，時間 ≤5 秒。建議遵循焊接溫度曲線圖。焊接不應重複超過一次。焊接後，在 LED 冷卻前避免機械衝擊。如有必要清潔，應使用室溫異丙醇，時間 ≤1 分鐘；不建議超音波清洗，若需使用則需事先驗證。
7. 包裝與訂購資訊
LED 的包裝旨在防止靜電放電與濕氣侵入。它們被置於防靜電袋中，再裝入內箱，最後裝入外箱。標準包裝數量為每袋最少 200 至 1000 顆，每內箱 4 袋，每主外箱 10 個內箱。包裝標籤包含 CPN（客戶料號）、P/N（料號）、QTY（數量）欄位，以及分級代碼 CAT、HUE 和 REF，連同 LOT 批號以供追溯。
8. 應用建議
8.1 典型應用情境
此 LED 非常適合用於狀態指示燈、按鈕或小型面板的背光，以及需要溫暖日落橘色調的裝置美觀照明。其可靠性使其適用於預期具有長使用壽命的消費性電子產品。
8.2 設計考量
設計師必須考慮限流，通常透過串聯電阻實現，以在 20mA 測試電流或以下操作 LED，以獲得可預測的亮度與壽命。PCB 上的熱管理很重要，尤其是在使用多個 LED 或環境溫度較高時，因為過熱會降低光輸出與使用壽命。窄視角使其適合定向照明，而非廣域照明。
9. 技術比較與差異化
與標準橘色 LED 相比，此元件使用 AlGaInP 技術，通常在給定電流下提供更高的效率與更亮的輸出。特定的超級日落橘色座標提供了獨特的美感。其符合現代環境標準（RoHS、REACH、無鹵素）是對於有嚴格法規要求的市場之關鍵差異化因素。提供捲帶包裝支援大量、自動化的組裝生產線。
10. 常見問題 (FAQ)
問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長 (λp) 是發射光功率達到最大值時的波長。主波長 (λd) 是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。對於此橘色 LED，兩者接近（621nm 對 615nm）。
問：我可以用恆壓源驅動此 LED 嗎？
答：不建議。LED 是電流驅動元件。沒有限流機制（如電阻或恆流驅動器）的恆壓源可能導致順向電流超過最大額定值，可能損壞 LED。
問：為什麼儲存時間限制為 3 個月？
答：這與濕氣敏感性有關。環氧樹脂封裝會吸收環境濕氣，如果元件在焊接前未經適當烘烤，在高溫焊接過程中濕氣可能轉為蒸汽並造成損壞（"爆米花效應"）。
11. 實際使用案例
考慮為網路路由器設計一個電源指示燈。使用此 LED，設計師會根據電源電壓（例如 5V）與期望的操作電流（例如 15mA，以降低功耗並延長壽命）計算串聯電阻值。使用典型 VF 2.0V，電阻值 R = (5V - 2.0V) / 0.015A = 200 Ω。一個 200 Ω 的電阻將與 LED 串聯在 PCB 上。25 度的窄視角確保指示燈從裝置正面清晰可見，而不會過度溢散。
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，電子與電洞在晶片的主動區複合，以光子形式釋放能量。AlGaInP 層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）。在此案例中，材料被設計為發射可見光譜中橘紅色部分的光子，約 615-621 nm。水透明環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護並塑造光輸出光束。
13. 技術發展趨勢
LED 技術的總體趨勢是朝向更高效率（每瓦更多流明）、改善演色性及更低成本。對於像此類的指示與信號 LED，趨勢包括在維持或增加光輸出的同時進一步微型化封裝、更廣泛採用環保材料，以及在惡劣條件下增強可靠性。將驅動電路或智慧功能直接整合到 LED 封裝中也是一個發展領域，儘管對於基本燈式元件尚不常見。底層的 AlGaInP 材料技術已成熟，但在磊晶生長技術上持續看到漸進式改進，以獲得更好的內部量子效率與熱性能。
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。 |