目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數深度客觀解讀
- 2.1 電光特性
- 2.2 絕對最大額定值
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 色溫 (CCT) 與色度分級
- 3.2 光通量分級
- 3.3 順向電壓分級
- 3.4 演色性指數 (CRI) 標示
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 順向電壓 vs. 接面溫度
- 4.2 相對光強度 vs. 順向電流
- 4.3 相對光通量 vs. 接面溫度
- 4.4 順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)
- 4.5 最大驅動電流 vs. 焊接點溫度
- 4.6 輻射圖形
- 4.7 光譜分佈
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊墊佈局與極性辨識
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴流焊參數
- 6.2 手工焊接
- 6.3 靜電放電 (ESD) 敏感度
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 料號說明
- 7.2 量產型號清單
- 7.3 包裝數量
- 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)
- 10.1 為何順向電壓如此高 (72V)？
- 10.2 如何選擇正確的色溫與光通量分級？
- 10.3 接面溫度對性能有何影響？
- 10.4 我可以用恆壓源驅動此 LED 嗎？
- 11. 實務設計與使用案例
- 12. 原理簡介
- 13. 發展趨勢
1. 產品概述
67-24ST 是一款專為通用照明應用設計的表面黏著元件 (SMD) 中功率 LED。它採用 PLCC-2 (塑膠引線晶片載體) 封裝，提供約 3.50mm x 3.50mm x 2.00mm 的緊湊尺寸。主要發光顏色為白光，提供多種相關色溫 (CCT) 選擇，包括冷白光、中性白光和暖白光。封裝樹脂為透明。此 LED 的主要優勢包括高發光效率、優異的演色性指數 (CRI)、低功耗以及 120 度的極廣視角，使其非常適合需要均勻照明的應用。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 電光特性
主要電光參數是在標準順向電流 (IF) 15mA 及焊接點溫度 (Tsoldering) 25°C 下量測。
- 光通量 (Φ)：最小光通量輸出依產品型號而異，範圍從 160 流明到 175 流明，典型公差為 ±11%。
- 順向電壓 (VF)：最大順向電壓規格為 72.0V，具有典型工作範圍及 ±0.1V 的公差。
- 演色性指數 (Ra/CRI)：此產品系列提供最低 CRI 80，公差為 ±2。CRI 值越高，表示被照物體的顏色還原度越好。
- 視角 (2θ1/2)：半強度角為 120 度，提供非常寬廣的發光圖形。
2.2 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能對元件造成永久損壞的極限。操作應維持在這些極限內。
- 順向電流 (IF):15 mA (連續)。
- 峰值順向電流 (IFP)：20 mA (脈衝，工作週期 1/10，脈衝寬度 10ms)。
- 功率消耗 (Pd)：1080 mW。
- 工作溫度 (Topr)：-40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。
- 接面溫度 (Tj)：115°C (最大值)。
2.3 熱特性
有效的熱管理對於 LED 的性能和壽命至關重要。
- 熱阻 (Rth J-S)：接面至焊接點的熱阻為 17°C/W。此參數對於根據消耗功率和 PCB 的熱設計計算接面溫升至關重要。
3. 分級系統說明
本產品採用全面的分級系統以確保顏色和性能的一致性。
3.1 色溫 (CCT) 與色度分級
LED 根據相關色溫 (CCT) 以 5 階麥克亞當橢圓系統進行分級，確保嚴格的顏色一致性。可用的 CCT 分級包括 2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、5700K 和 6500K。每個分級的色度座標 (Cx, Cy) 在 CIE 1931 圖上提供，公差為 ±0.01。
3.2 光通量分級
光通量以代碼分類，例如 160L5、165L5，最高至 185L5。每個分級在標準測試條件 IF=15mA 下指定了最小和最大光輸出範圍 (例如，160L5：160-165 lm)。
3.3 順向電壓分級
順向電壓分為三個類別：660T (66-68V)、680T (68-70V) 和 700T (70-72V)。這有助於設計具有適當電壓要求的驅動電路。
3.4 演色性指數 (CRI) 標示
CRI 由料號中的單字母代碼表示 (例如，'K' 代表 CRI ≥80)。其他可能的代碼包括 M (60)、N (65)、L (70)、Q (75)、P (85) 和 H (90)。
4. 性能曲線分析
規格書包含幾條對設計至關重要的特性曲線。
4.1 順向電壓 vs. 接面溫度
圖 1 顯示了順向電壓相對於接面溫度的變化。順向電壓通常具有負溫度係數，隨著接面溫度升高而降低。這在恆流驅動器設計中必須加以考慮。
4.2 相對光強度 vs. 順向電流
圖 2 說明了相對光輸出與順向電流之間的關係。輸出在建議的工作範圍內通常是線性的，但在較高電流下會飽和。
4.3 相對光通量 vs. 接面溫度
圖 3 描繪了光輸出如何隨著接面溫度上升而降低。保持低接面溫度對於最大化光輸出和壽命至關重要。
4.4 順向電流 vs. 順向電壓 (IV 曲線)
圖 4 提供了典型的 IV 特性曲線，這是確定工作點和功耗的基礎。
4.5 最大驅動電流 vs. 焊接點溫度
圖 5 是一條降額曲線，顯示了基於熱阻 (Rth j-s=17°C/W) 的最大允許順向電流與焊接點溫度的函數關係。此圖對於確保接面溫度在不同操作條件下不超過其最大額定值至關重要。
4.6 輻射圖形
圖 6 顯示了空間輻射 (強度) 圖，確認了具有近朗伯分佈的 120 度廣視角。
4.7 光譜分佈
提供了典型的光譜功率分佈圖，顯示了白光螢光粉轉換 LED 的發光輪廓，這對於色彩品質分析很重要。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
詳細的機械圖指定了 PLCC-2 封裝尺寸。關鍵尺寸包括本體長寬為 3.50mm ± 0.05mm，高度為 2.00mm ± 0.05mm。圖中也顯示了透鏡輪廓和導線架的細節。
5.2 焊墊佈局與極性辨識
提供了建議的焊接焊墊圖案 (land pattern)，以確保正確的焊點形成和機械穩定性。極性在封裝本身和圖中均有明確標記；組裝時必須正確識別陽極 (+) 和陰極 (-)，以防止反向偏壓。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊參數
此 LED 適用於迴流焊製程。最大允許焊接溫度為 260°C，持續時間 10 秒。溫度曲線應符合潮濕敏感元件的標準 IPC/JEDEC 指南。
6.2 手工焊接
若需手工焊接，烙鐵頭溫度不得超過 350°C，且每個焊墊的接觸時間應限制在 3 秒內，以防止對塑膠封裝和 LED 晶片造成熱損傷。
6.3 靜電放電 (ESD) 敏感度
此元件對靜電放電敏感。在處理和組裝過程中必須遵守適當的 ESD 預防措施，例如使用接地工作站和靜電手環。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 料號說明
料號遵循特定結構：67-24ST/KKE-5MXXXXX720U1/2T.
- 67-24ST/：基本封裝代碼。
- K：CRI 標示 (例如，K=80 最小值)。
- KE-5M：內部代碼系列。
- XXX：三位數代表 CCT (例如，650 代表 6500K)。
- XXX：三位數代表最小光通量 (流明) (例如，175)。
- 720：順向電壓標示 (最大 72.0V)。
- U1：順向電流標示 (IF=15mA)。
- 2T：每捲包裝數量 (例如，2000 顆)。
7.2 量產型號清單
表格列出了可用的標準產品及其特定的 CCT、最小 CRI 和最小光通量值，為常見需求提供快速選擇指南。
7.3 包裝數量
元件通常以帶狀包裝 (tape and reel) 供應。料號後綴 "2T" 表示標準捲盤數量，對於此封裝類型通常為每捲 2000 顆，便於自動貼片組裝。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 通用照明：由於高效率和高演色性，非常適合 LED 燈泡、燈管和燈板。
- 裝飾與娛樂照明：適合重點照明、標誌和舞台照明，受益於其廣視角。
- 指示器與照明：可用於背光、狀態指示器和開關照明。
8.2 設計考量
- 熱管理：考慮到功率消耗 (最高約 1W) 和熱阻，建議設計具有足夠銅面積或金屬基板的 PCB，以保持低接面溫度，確保長壽命和穩定的光輸出。
- 驅動器選擇：必須使用恆流驅動器。驅動器必須能承受高順向電壓 (最高 72V) 並提供穩定的 15mA 輸出。在驅動器設計中考慮 VF的負溫度係數。
- 光學設計：120 度的寬廣光束角減少了許多漫射照明應用中對二次光學元件的需求，但在設計特定光束圖形時應予以考慮。
9. 技術比較與差異化
雖然規格書中未提供與其他產品的直接並排比較，但可以推斷此 LED 的關鍵差異化特點：
- 高電壓配置：異常高的順向電壓 (最大 72V) 表明封裝內部可能包含多個串聯的 LED 晶片。這降低了給定功率等級下的電流需求，在某些情況下可以通過最小化電阻損耗 (I2R) 來簡化驅動器設計。
- 均衡性能：它在標準 PLCC-2 封裝中提供了良好的光通量、高 CRI (≥80) 和極廣視角的組合，使其成為注重品質的通用照明的多功能選擇。
- 合規性：完全符合 RoHS、REACH 和無鹵素標準，使其適合具有嚴格環保法規的全球市場。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 為何順向電壓如此高 (72V)？
這表明封裝內部整合了多個串聯的 LED 半導體接面。例如，如果每個接面的典型順向電壓約為 3V，則大約有 24 個接面串聯以達到約 72V。這種配置允許在給定功率下以較低電流 (15mA) 工作，這對於驅動器效率和熱管理是有利的。
10.2 如何選擇正確的色溫與光通量分級？
使用量產型號清單和分級代碼說明。根據應用環境選擇 CCT (例如，暖白光選 3000K)。根據所需光輸出選擇光通量分級，並記住 ±11% 的公差。為確保顏色一致，請確保同一燈具中的所有 LED 來自相同的 CCT 和 CRI 分級。
10.3 接面溫度對性能有何影響？
如曲線所示，較高的接面溫度會導致光輸出減少 (流明衰減) 和順向電壓偏移。超過最大接面溫度 (115°C) 將大幅縮短 LED 的壽命。適當的散熱至關重要。
10.4 我可以用恆壓源驅動此 LED 嗎？
No.LED 是電流驅動元件。使用恆壓源會導致電流不受控制，可能超過絕對最大額定值並立即導致故障。務必使用恆流驅動器或能主動限制電流的電路。
11. 實務設計與使用案例
情境：設計用於辦公室照明的線性 LED 模組。
一位工程師正在設計一款 2 英尺 LED 燈管替換品。設計目標為 2000 流明，CCT 4000K，CRI >80。使用 67-24ST/KKE-5M40175720U1/2T 型號 (4000K，175 lm 最小值)：
- 數量計算：目標光通量 / 每顆 LED 最小光通量 = 2000 / 175 ≈ 11.4 顆 LED。使用 12 顆 LED 提供設計餘裕。
- 電氣設計：所有 12 顆 LED 將串聯連接。總順向電壓：12 * ~70V (典型值) = ~840V。這需要一個能夠在 >840V 電壓下提供 15mA 的高壓恆流驅動器。或者，可以安排串並聯組合以降低電壓要求，但必須仔細管理並聯串之間的電流匹配。
- 熱設計：總功率消耗：12 顆 LED * (70V * 0.015A) ≈ 12.6W。PCB 必須設計為鋁基板 (MCPCB)，以有效地將熱量從焊接點傳遞到環境中，使 Tj遠低於 115°C。
- 光學設計：原生 120 度光束角適合在辦公室格柵燈具中提供漫射、無眩光的照明，無需額外透鏡。
12. 原理簡介
此 LED 是一款螢光粉轉換白光 LED。核心是一個半導體晶片，通常基於氮化銦鎵 (InGaN)，當施加順向偏壓時會發出藍光或紫外光譜的光。這部分初級光隨後被沉積在晶片上或周圍的螢光粉層部分吸收。螢光粉以較長波長 (黃光、紅光) 重新發光。剩餘的藍光與螢光粉的寬頻譜發光相結合，產生了白光的視覺感知。螢光粉的特定混合決定了最終白光輸出的相關色溫 (CCT) 和演色性指數 (CRI)。PLCC-2 封裝提供機械保護，容納用於電氣連接的導線架，並包含一個模製透鏡，以塑造光輸出，達到指定的視角。
13. 發展趨勢
像 67-24ST 這樣的中功率 LED 的演進遵循幾個關鍵產業趨勢：
- 提升效率 (lm/W)：晶片技術、螢光粉效率和封裝設計的持續改進不斷推動每電瓦更高的光輸出，在相同照度下降低能耗。
- 增強色彩品質：市場強烈驅動更高的 CRI 值 (90+)，尤其是在需要準確色彩還原的應用中，如零售、博物館和醫療保健。改善顏色一致性 (更嚴格的分級) 也是一個重點。
- 提高可靠性和壽命：材料 (例如，更穩定的螢光粉、更堅固的封裝材料) 和熱管理設計的進步旨在延長操作壽命並減少隨時間的流明衰減。
- 微型化與更高密度：雖然 PLCC-2 仍然流行，但存在朝向更小封裝和晶片級封裝 (CSP) 的趨勢，這允許在如視訊牆和更細間距線性照明等應用中實現更高的像素密度。
- 智慧與可調光照明：與控制系統整合以進行調光和色溫調節 (CCT 可從暖白光調至冷白光) 變得越來越普遍，儘管這通常需要多通道 LED 或多個單色 LED。
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。 |