目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場與應用
- 2. 技術規格深入解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 順向電壓分級
- 3.3 色度座標分級
- 4. 機械與封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性辨識
- 5. 焊接與組裝指南
- 5.1 迴焊溫度曲線
- 5.2 手動焊接
- 5.3 儲存與濕度敏感性
- 6. 包裝與訂購資訊
- 6.1 載帶與捲盤規格
- 6.2 標籤說明
- 7. 應用建議與設計考量
- 7.1 限流電阻為必要元件
- 7.2 熱管理
- 7.3 靜電防護注意事項
- 8. 技術比較與差異化
- 9. 常見問題（基於技術參數）
- 9.1 使用 5V 電源時，應選用多大的電阻值？
- 9.2 我能否使用恆流源驅動此 LED 而無需電阻？
- 9.3 如何解讀色度分級代碼 (1-6)？
- 10. 實際應用範例
- 11. 工作原理
- 12. 產業趨勢與背景
1. 產品概述
15-11/T1D-AQRHY/2T 是一款緊湊型表面黏著 LED，專為需要可靠指示或背光功能的現代電子應用而設計。此單色純白光 LED 在性能與微型化之間取得平衡，使設計師能夠實現更高的元件密度，並縮小整體設備尺寸。
1.1 核心優勢
此元件的核心優勢來自其 SMD（表面黏著元件）封裝。它比傳統引線框架型 LED 顯著更小，這直接轉化為更小的 PCB 佔用面積、更少的儲存空間需求，最終實現更緊湊的終端產品。其輕量化結構進一步使其成為微型與可攜式應用的理想選擇。
1.2 目標市場與應用
此 LED 非常適合跨足不同產業的各種應用。常見用途包括汽車或工業環境中儀表板與開關的背光。在電信領域，它可作為電話、傳真機等設備的指示燈或背光。它也適用於 LCD 的平面背光、一般開關與符號照明，以及其他通用指示需求。
2. 技術規格深入解析
本節針對規格書中定義的關鍵技術參數，提供詳細且客觀的分析。
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義了元件的應力極限，超過此極限可能導致永久性損壞。這些並非建議的操作條件。
- 逆向電壓 (VR):5V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
- 順向電流 (IF):10mA（連續）。
- 峰值順向電流 (IFP):40mA，僅允許在脈衝條件下（工作週期 1/10 @ 1kHz）。
- 功率消耗 (Pd):40mW。這是封裝在不超過其熱限值的情況下所能消耗的最大功率。
- 靜電放電 (ESD):2000V（人體放電模型）。此額定值表示元件具備基本的 ESD 耐受能力，適用於一般操作。
- 操作與儲存溫度:-40°C 至 +85°C（操作），-40°C 至 +90°C（儲存）。
- 焊接溫度:迴焊峰值：最高 260°C，持續時間最長 10 秒。手動焊接：每端子最高 350°C，最長 3 秒。
2.2 電光特性
這些參數是在環境溫度 25°C、順向電流 (IF) 為 5mA 的標準測試條件下測量的。
- 發光強度 (Iv):範圍從最小值 72.0 mcd 到最大值 180.0 mcd。未指定典型值，表示性能是透過分級系統進行管理。
- 視角 (2θ1/2):典型值為 140 度，提供寬廣的發光角度。
- 順向電壓 (VF):在 5mA 下範圍為 2.70V 至 3.15V。規格書註明容差為 ±0.1V。
關於逆向電壓的重要注意事項:規格書明確指出，逆向電壓條件僅用於紅外線（IR）測試目的。此元件並非設計用於逆向偏壓操作。不支援在電路操作中施加逆向電壓。
3. 分級系統說明
為確保量產的一致性，LED 會根據性能進行分級。15-11 LED 採用三維分級系統，針對發光強度、順向電壓和色度進行分類。
3.1 發光強度分級
發光強度根據在 IF= 5mA 下的測量值，分為兩個主要等級，標記為 Q 和 R。
- 等級 Q:72.0 mcd（最小）至 112.0 mcd（最大）
- 等級 R:112.0 mcd（最小）至 180.0 mcd（最大）
發光強度亦註明一般容差為 ±11%。
3.2 順向電壓分級
順向電壓分為三個等級（15, 16, 17），以協助電路設計進行電流調節。
- 等級 15:2.70V 至 2.85V
- 等級 16:2.85V 至 3.00V
- 等級 17:3.00V 至 3.15V
3.3 色度座標分級
純白光由 1931 CIE 色度圖上的色度座標（CIE x, y）定義。規格書定義了六個等級（1 至 6），每個等級指定了色度圖上的一個四邊形區域。並提供了每個等級四個角落的座標。色度座標的容差為 ±0.01。此分級確保了不同生產批次間的顏色一致性。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
此 LED 採用非常小的表面黏著封裝。關鍵尺寸（單位 mm，除非註明，否則容差為 ±0.1mm）包括本體長度約 1.6mm、寬度約 0.8mm、高度約 0.6mm。封裝圖清楚標示了陰極標記，以便在組裝時正確辨識極性方向。
4.2 極性辨識
正確的極性對於 LED 操作至關重要。封裝具有明顯的陰極標記。設計師必須將此標記與 PCB 佈局上對應的陰極焊墊對齊，以確保正確的電氣連接。
5. 焊接與組裝指南
正確的操作與焊接對於維持 LED 性能與可靠性至關重要。
5.1 迴焊溫度曲線
此元件相容於紅外線與氣相迴焊製程。提供建議的無鉛迴焊溫度曲線如下：
- 預熱:150–200°C，持續 60–120 秒。
- 液相線以上時間（217°C）:60–150 秒。
- 峰值溫度:最高 260°C，保持時間不超過 10 秒。
- 升溫速率:最高 6°C/秒。
- 255°C 以上時間:最長 30 秒。
- 冷卻速率:最高 3°C/秒。
重要:同一顆 LED 不應進行超過兩次的迴焊。
5.2 手動焊接
若必須進行手動焊接，則需格外小心。烙鐵頭溫度應低於 350°C，且每端子的接觸時間不應超過 3 秒。建議使用低功率烙鐵（≤25W）。焊接每個端子之間應至少間隔 2 秒，以防止熱損壞。
5.3 儲存與濕度敏感性
LED 包裝在含有乾燥劑的防潮袋中。
- 在準備使用前，請勿打開防潮袋。
- 打開後，未使用的 LED 應儲存在 ≤30°C 且相對濕度 ≤60% 的環境中。
- 打開後的車間壽命為 168 小時（7 天）。
- 若超過此期限未使用，或乾燥劑指示劑已變色，則在使用前需進行 60±5°C、24 小時的烘烤處理。
6. 包裝與訂購資訊
6.1 載帶與捲盤規格
產品以 8mm 寬的載帶包裝在 7 英吋直徑的捲盤上供應。每捲包含 2000 顆。規格書中提供了載帶凹槽與捲盤的詳細尺寸，以確保與自動貼片設備的相容性。
6.2 標籤說明
捲盤標籤包含用於追溯與驗證的關鍵資訊：
- CPN:客戶產品編號
- P/N:製造商產品編號（例如：15-11/T1D-AQRHY/2T）
- QTY:包裝數量
- CAT:發光強度等級（例如：Q, R）
- HUE:色度座標與主波長等級（例如：1-6）
- REF:順向電壓等級（例如：15, 16, 17）
- LOT No:生產批號
7. 應用建議與設計考量
7.1 限流電阻為必要元件
LED 是電流驅動元件。規格書強烈強調，必須使用外部限流電阻與 LED 串聯。順向電壓有一個範圍（2.7-3.15V），且其負溫度係數意味著它會隨著接面溫度升高而降低。若沒有電阻，即使電源電壓的微小增加，也可能導致順向電流大幅且可能具破壞性的增加。絕對最大連續電流為 10mA。必須與 LED 串聯使用。順向電壓有一個範圍（2.7-3.15V），且其負溫度係數意味著它會隨著接面溫度升高而降低。若沒有電阻，即使電源電壓的微小增加，也可能導致順向電流大幅且可能具破壞性的增加。絕對最大連續電流為 10mA。
7.2 熱管理
雖然封裝很小，但關注熱管理仍然很重要。最大功率消耗為 40mW。確保 LED 焊墊周圍有足夠的 PCB 銅箔面積，有助於散熱並維持較低的接面溫度，從而促進更長的使用壽命和穩定的光輸出。
7.3 靜電防護注意事項
儘管此 LED 具有 2000V HBM 的 ESD 額定值，但在組裝和操作過程中仍應遵守標準的 ESD 防護措施，以防止潛在損壞。
8. 技術比較與差異化
15-11 LED 的主要差異化特點在於其微型尺寸（1.6x0.8x0.6mm），比許多常見的 LED 封裝（如 0603 或 0402）更小。其寬廣的 140 度視角使其適合需要廣泛照明而非聚焦光束的應用。針對強度、電壓和顏色的全面分級系統，為設計師提供了可預測的性能，這對於需要多個單元間視覺一致性的應用至關重要。
9. 常見問題（基於技術參數）
9.1 使用 5V 電源時，應選用多大的電阻值？
使用歐姆定律（R = (V電源- VF) / IF) 並考慮最壞情況的 VF以確保電流絕不超過 10mA：對於 V電源=5V 且最低 VF=2.7V（等級 15），目標 IF=8mA 以保留餘裕。R = (5 - 2.7) / 0.008 = 287.5Ω。標準的 270Ω 或 300Ω 電阻是合適的。請務必根據您特定等級的實際 VF驗證電流。
9.2 我能否使用恆流源驅動此 LED 而無需電阻？
可以，設定為最大 10mA（連續）的恆流驅動器是串聯電阻的絕佳替代方案，並能在電壓和溫度變化下提供更穩定的性能。
9.3 如何解讀色度分級代碼 (1-6)？
分級代碼 (1-6) 代表 CIE 1931 色彩空間圖上由四組 (x,y) 座標對定義的特定區域。這些等級確保發出的白光落在受控的顏色範圍內。對於大多數一般應用，指定範圍內的任何等級都是可接受的。對於需要精確顏色匹配的應用（例如，多 LED 背光），則必須指定單一等級或相鄰等級。
10. 實際應用範例
情境：為可攜式醫療設備設計狀態指示面板。
該設備需要小型、可靠、顏色一致的白色 LED，為多個薄膜開關提供背光並指示電源/狀態。選擇 15-11 LED 是因為其微型尺寸，允許在擁擠的 PCB 上緊密排列。設計師指定等級 R 以獲得更高亮度，並指定等級 16 的順向電壓，以簡化所有 LED 從 3.3V 電源並聯時的單一限流電阻計算。LED 根據封裝圖放置在 PCB 佈局上，確保陰極標記與指定的焊墊對齊。組裝廠使用提供的迴焊溫度曲線。最終產品受益於整潔、均勻照明的介面，同時消耗最少的電路板空間。
11. 工作原理
此 LED 是一種半導體光子元件。它使用 InGaN（氮化銦鎵）晶片材料構建，該材料以產生藍色至綠色光譜的光而聞名。為了實現白光，晶片上塗覆了一層含有黃色螢光粉的擴散樹脂。當施加順向電壓時，電子和電洞在 InGaN 半導體接面內復合，發出藍光。此藍光隨後激發黃色螢光粉，使其重新發出黃光。藍光和黃光的組合被人眼感知為白光。擴散樹脂有助於散射光線，從而實現寬廣的 140 度視角。
12. 產業趨勢與背景
15-11 LED 代表了光電產業朝向微型化、提高效率和增強可靠性的持續趨勢。轉向符合無鉛焊接和無鹵材料（Br <900ppm, Cl <900ppm）的規範，符合 RoHS、REACH 等全球環保法規及各種綠色倡議。即使在小型訊號元件中，整合基本 ESD 防護（2000V HBM）也正成為標準，以提高自動化製造環境中的良率和穩健性。詳細的分級系統反映了產業對於為大量生產、品質敏感的應用提供可預測性能的關注，超越了簡單的功能性元件，邁向工程化的光源。
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。 |