目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明 本產品採用全面的分級系統，對關鍵性能參數進行分類，使設計師能根據應用需求，精準選擇具有特定特性的 LED。 3.1 產品編號與分級解碼 零件編號遵循特定結構：45–21S / X K 2 C – H XX XX XX XX XXZ6 / 2T。關鍵的分級資訊內嵌於 "HXX XX XX XX XX" 區段及後綴中。 順向電流索引 (Z6)：表示額定順向電流為 60 mA。 解碼範例 (45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T)： KK：表示顯色指數 (CRI) 最小值為 80。 H2727：指定相關色溫 (CCT)。前兩位數字 (27) 代表最小 CCT，單位為百位克爾文 (2700K)，後兩位數字 (27) 代表最大 CCT (2700K)，表示一個精確的 2700K 分級。 L7：最小光通量分級代碼 (16-17 流明)。 M4：最大光通量分級代碼 (21-24 流明)。 B2：順向電壓分級群組 (2.9-3.0V)。 3.2 顯色指數 (CRI) 分級 CRI 使用代表最小值的單字母代碼進行分級。 M：CRI(最小值) = 60 N：CRI(最小值) = 65 L：CRI(最小值) = 70 Q：CRI(最小值) = 75 K：CRI(最小值) = 80 H：CRI(最小值) = 90 CRI 的容差為 ±2。 3.3 光通量分級 光通量分級由字母與數字的組合定義 (例如：L7, M4)。表格指定了在驅動電流 IF=60mA 時，每個分級代碼對應的最小與最大光通量 (單位：流明)。 L7：16 - 17 流明 L8：17 - 18 流明 L9：18 - 19 流明 M3：19 - 21 流明 M4：21 - 24 流明 N3：24 - 27 流明 整體光通量容差為 ±11%。 3.4 順向電壓分級 順向電壓按主要群組 (例如：B2) 分類，並進一步細分為分級代碼 (36 至 42)。每個代碼對應一個 0.1V 的範圍。 群組 B2，分級 36：2.9 - 3.0 V 群組 B2，分級 37：3.0 - 3.1 V ... 直至分級 42：3.5 - 3.6 V 分級內的順向電壓容差為 ±0.1V。 3.5 色度與 CCT 分級 本規格書在 CIE 1931 色度圖上提供了針對不同 CCT (包括 2700K、3000K、3500K 和 4000K) 的詳細色度座標 (CIE x, y) 框。每個 CCT 被劃分為多個分級 (例如，2700K：27K-A、27K-B、27K-C、27K-D、27K-F、27K-G)。每個分級由一組四個座標點對定義，在色度圖上形成一個四邊形。這允許進行非常精確的顏色選擇並確保一致性。針對每個主要分級群組的有效 CCT 提供了參考範圍 (例如，27K-A/B 涵蓋 2580K-2870K)。 4. CRI > 80 量產型號列表
- 5. 應用建議與設計考量
- 5.1 典型應用場景
- 5.2 設計考量
- 6. 焊接與組裝指南
- 7. 技術比較與差異化
- 8. 常見問題 (FAQ)
- 9. 工作原理與技術
- 10. 產業背景與趨勢
1. 產品概述
45-21S/XK2C 系列是一系列採用 PLCC-2 (塑膠引線晶片載體) 封裝的表面黏著裝置 (SMD) 低功率白光發光二極體 (LED)。本產品專為需要緊湊尺寸、高光效及可靠性能的通用照明應用而設計。封裝包含一個白光 LED 晶片及一個水透明樹脂透鏡，有助於實現高光輸出及廣視角。
此 LED 系列的核心優勢包括其通過 LM-80 標準的流明維持率認證，確保了長期的可靠性與性能一致性。它採用無鉛材料製造，完全符合 RoHS (有害物質限制) 指令。本裝置採用美國國家標準協會 (ANSI) 標準進行色度與光通量分級，確保了不同生產批次間的顏色一致性與可預測的光輸出。其主要目標市場涵蓋廣泛的照明應用，包括但不限於：通用環境照明、裝飾與重點照明、娛樂照明、狀態指示燈、背光照明及開關照明。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
本裝置的操作極限定義於焊接點溫度 (T焊接) 維持在 25°C 的條件下。超過這些額定值可能導致永久性損壞。
- 順向電流 (IF)：75 mA (連續)
- 峰值順向電流 (IFP)：100 mA (允許於佔空比 1/10、脈衝寬度 10ms 的脈衝條件下)
- 功率耗散 (Pd)：270 mW
- 操作溫度 (T操作)：-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度 (T儲存)：-40°C 至 +100°C
- 熱阻 (R熱阻 接點-焊點)：50 °C/W (接點至焊接點)
- 接點溫度 (Tj接點)：
- 125 °C (最大值)焊接溫度：
重要注意事項：這些 LED 對靜電放電 (ESD) 敏感。在組裝與處理過程中必須遵循適當的 ESD 處理程序，以防止潛在或災難性故障。
2.2 電氣與光學特性
以下參數是在標準測試條件下測量：焊接點溫度 T焊接= 25°C，順向電流 (IF) 為 60 mA，此為典型工作點。
- 光通量 (Φ)：總可見光輸出。最小值從 16 流明 (lm) 起，最大值根據特定分級代碼可達 27 lm。光通量容差為 ±11%。
- 順向電壓 (VF)：LED 在 60 mA 下工作時的電壓降。其範圍從最小值 2.9 V 到最大值 3.6 V，分級群組內的容差為 ±0.1V。
- 顯色指數 (Ra 或 CRI)：衡量光源相較於自然光源，還原物體顏色的準確度。對於提供的量產型號列表，最小 CRI 為 80，容差為 ±2。
- 視角 (2θ1/2)：發光強度為 0° (軸上) 值一半時的角度。此 LED 具有典型的 120 度廣視角。
- 逆向電流 (IR逆向)：
3. 分級系統說明
本產品採用全面的分級系統，對關鍵性能參數進行分類，使設計師能根據應用需求，精準選擇具有特定特性的 LED。
3.1 產品編號與分級解碼
零件編號遵循特定結構：45–21S / X K 2 C – H XX XX XX XX XXZ6 / 2T。關鍵的分級資訊內嵌於 "HXX XX XX XX XX" 區段及後綴中。
- 順向電流索引 (Z6)：表示額定順向電流為 60 mA。
- 解碼範例 (45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T)：
- KK：表示顯色指數 (CRI) 最小值為 80。
- H2727：指定相關色溫 (CCT)。前兩位數字 (27) 代表最小 CCT，單位為百位克爾文 (2700K)，後兩位數字 (27) 代表最大 CCT (2700K)，表示一個精確的 2700K 分級。
- L7：最小光通量分級代碼 (16-17 流明)。
- M4：最大光通量分級代碼 (21-24 流明)。
- B2：順向電壓分級群組 (2.9-3.0V)。
3.2 顯色指數 (CRI) 分級
CRI 使用代表最小值的單字母代碼進行分級。
- M：CRI(最小值) = 60
- N：CRI(最小值) = 65
- L：CRI(最小值) = 70
- Q：CRI(最小值) = 75
- K：CRI(最小值) = 80
- H：CRI(最小值) = 90
CRI 的容差為 ±2。
3.3 光通量分級
光通量分級由字母與數字的組合定義 (例如：L7, M4)。表格指定了在驅動電流 IF=60mA 時，每個分級代碼對應的最小與最大光通量 (單位：流明)。
- L7：16 - 17 流明
- L8：17 - 18 流明
- L9：18 - 19 流明
- M3：19 - 21 流明
- M4：21 - 24 流明
- N3：24 - 27 流明
整體光通量容差為 ±11%。
3.4 順向電壓分級
順向電壓按主要群組 (例如：B2) 分類，並進一步細分為分級代碼 (36 至 42)。每個代碼對應一個 0.1V 的範圍。
- 群組 B2，分級 36：2.9 - 3.0 V
- 群組 B2，分級 37：3.0 - 3.1 V
- ... 直至分級 42：3.5 - 3.6 V
分級內的順向電壓容差為 ±0.1V。
3.5 色度與 CCT 分級
本規格書在 CIE 1931 色度圖上提供了針對不同 CCT (包括 2700K、3000K、3500K 和 4000K) 的詳細色度座標 (CIE x, y) 框。每個 CCT 被劃分為多個分級 (例如，2700K：27K-A、27K-B、27K-C、27K-D、27K-F、27K-G)。每個分級由一組四個座標點對定義，在色度圖上形成一個四邊形。這允許進行非常精確的顏色選擇並確保一致性。針對每個主要分級群組的有效 CCT 提供了參考範圍 (例如，27K-A/B 涵蓋 2580K-2870K)。
4. CRI > 80 量產型號列表
下表列出可供量產的標準產品配置，所有型號的最小 CRI 均為 80。
| 產品編號 | CRI 最小值 | CCT (K) | Φ 最小值 (流明) | Φ 最大值 (流明) |
|---|---|---|---|---|
| 45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T | 80 | 2700 | 16 | 24 |
| 45-21S/KK2C-H3030L8M4B2Z6/2T | 80 | 3000 | 17 | 24 |
| 45-21S/KK2C-H3535L8M4B2Z6/2T | 80 | 3500 | 17 | 24 |
| 45-21S/KK2C-H4040L9N3B2Z6/2T | 80 | 4000 | 18 | 27 |
| 45-21S/KK2C-H5050L9N3B2Z6/2T | 80 | 5000 | 18 | 27 |
| 45-21S/KK2C-H5757L9N3B2Z6/2T | 80 | 5700 | 18 | 27 |
| 45-21S/KK2C-H6565L9N3B2Z6/2T | 80 | 6500 | 18 | 27 |
5. 應用建議與設計考量
5.1 典型應用場景
- 通用照明：適用於需要高光效與良好顯色性的 LED 燈泡、燈管及燈板。
- 裝飾與娛樂照明：憑藉其廣視角與一致的顏色分級，適合用於重點照明、間接照明及舞台照明。
- 指示燈與開關燈：可用於背光開關、設備狀態指示燈及面板照明。
- 建築與零售照明：高 CRI 選項 (80+ 最小值) 使其適合需要準確顯色性的應用，例如零售展示或藝術品照明。
5.2 設計考量
- 電流驅動：務必使用恆流驅動器或與 LED 串聯的限流電阻。額定工作點為 60mA，但電路設計必須確保絕不超過 75mA 連續電流的絕對最大額定值。
- 熱管理：由於從接點到焊接點的熱阻為 50°C/W，適當的 PCB 熱設計至關重要。確保有足夠的銅箔面積 (散熱焊墊)，並可能在元件下方設置導熱孔以散熱，特別是在高環境溫度或最大電流下工作時。超過最大接點溫度 (125°C) 將大幅縮短使用壽命並可能導致故障。
- 光學設計：120° 視角是封裝的固有特性。對於需要較窄光束的應用，將需要二次光學元件 (透鏡)。
- ESD 防護：如果組裝環境或最終使用場景存在 ESD 風險，請在連接至 LED 陽極/陰極的 PCB 線路上實施 ESD 防護。
- 分級選擇：對於需要顏色一致性的應用 (例如：多顆 LED 燈具)，請指定精確的 CCT 分級 (例如：H2727 對應 2700K)，並從相同的光通量分級中選擇。使用提供的 ANSI 標準分級可確保性能的可預測性。
6. 焊接與組裝指南
遵守指定的焊接溫度曲線對於防止塑膠封裝及內部打線損壞至關重要。
- 迴流焊 (推薦)：指定使用標準無鉛迴流焊溫度曲線，峰值溫度不超過 260°C，持續時間不超過 10 秒。高於 240°C 的時間應根據標準 IPC/JEDEC 指南進行控制。
- 手工焊接：若無法避免手工焊接，請將烙鐵頭溫度限制在最高 350°C，每個焊點的接觸時間限制在 3 秒內。在正在焊接的引腳上使用散熱工具 (例如鑷子) 以保護晶片。
- 清潔：如果焊接後需要清潔，請使用與塑膠封裝相容的溶劑。避免使用超音波清洗，因為它可能損壞內部結構。
- 儲存條件：將 LED 儲存在其原始的防潮袋中，溫度介於 -40°C 至 +100°C 之間，並置於低濕度環境。如果袋子已打開且元件暴露於環境濕度中，在進行迴流焊之前可能需要烘烤，以防止迴流焊過程中發生 "爆米花" 裂痕。
7. 技術比較與差異化
雖然規格書中未提供直接競爭對手比較，但可以推斷出 45-21S/XK2C 系列的關鍵差異化特點：
- LM-80 認證：對於需要符合能源之星或其他要求驗證流明維持率數據的認證計劃的照明製造商來說，這是一項顯著優勢。它提供了對 LED 長期流明輸出穩定性的信心。
- ANSI 標準分級：遵循 ANSI C78.377 色度分級確保了顏色一致性和互換性，這是專業照明產業的關鍵要求。這簡化了燈具製造商的設計和製造流程。
- 廣視角 (120°)：固有的廣光束對於需要均勻、擴散照明而無需二次光學元件的應用具有優勢，可降低系統成本與複雜度。
- 全面分級：提供詳細的光通量、電壓和色度分級 (包含精確的 CIE 座標框)，允許極高的選擇性，既能實現具成本效益的通用解決方案，也能滿足高性能、規格嚴格的應用。
8. 常見問題 (FAQ)
問：此 LED 的典型使用壽命是多少？
答：雖然未明確說明確切的 L70/B50 壽命 (50% 樣品流明維持率降至 70% 的時間)，但 LM-80 認證表明製造商已在受控條件下測試並報告了流明維持率數據。實際應用中的壽命在很大程度上取決於操作接點溫度 (Tj接點j)。為了獲得長壽命，務必將溫度保持在最大 T接點 125°C 以下。
問：我可以連續以 75mA 驅動此 LED 嗎？
答：連續順向電流的絕對最大額定值為 75mA。然而，為了確保可靠的長期運作並最大化使用壽命，強烈建議在典型測試電流 60mA 或以下操作。以 75mA 操作將產生更多熱量，提高接點溫度，並加速流明衰減。
問：如何解讀 CCT 代碼 "H2727"？
答：在零件編號中，"H2727" 表示 LED 的相關色溫被分級在 2700K (最小) 到 2700K (最大) 之間，實際上是一個單一步階的 2700K 分級。"H3030" 將是 3000K 分級，"H3535" 是 3500K 分級。像 "H4040" 這樣的代碼表示 4000K 分級。
問：是否需要散熱片？
答：對於在中等環境條件下以 60mA 操作的單顆 LED，其內部熱阻 (50°C/W) 和 PCB 銅箔可能已足夠。然而，對於 LED 陣列、高環境溫度或接近最大電流操作的情況，則需要將 PCB 安裝到金屬基板 (MCPCB) 或外部散熱片上以管理接點溫度。
9. 工作原理與技術
45-21S LED 基於半導體技術。裝置的核心是由 InGaN (氮化銦鎵) 材料製成的晶片。當施加超過二極體閾值電壓 (約 2.9V) 的順向電壓時，電子和電洞在半導體的主動區內復合，以光子 (光) 的形式釋放能量。InGaN 層的特定組成以及螢光粉轉換技術 (可能是在藍光 LED 晶片上塗覆黃色螢光粉) 決定了輸出顏色，從而產生所述的白光發射。水透明樹脂封裝體保護晶片和打線，同時也作為初級透鏡，塑造初始光輸出以實現 120 度的視角。
10. 產業背景與趨勢
45-21S 系列代表了低功率 SMD LED 市場中一個成熟且優化的產品。其規格反映了以下關鍵產業趨勢：
- 對高光品質的需求：提供高 CRI (80+ 最小值) 選項，滿足了市場對能提供優異顯色性 LED 的日益增長需求，超越了僅追求效率，邁向光品質。
- 標準化與可靠性：LM-80 認證和 ANSI 分級等功能，現已成為專業照明產品所用元件的產業期望，強調了對驗證性能與互通性的趨勢。
- 小型化與整合：PLCC-2 封裝是一種緊湊的產業標準格式，允許在 PCB 上進行高密度佈局，實現時尚且高效的燈具設計。
- 效率與永續性：高光效 (由 60mA 下的光通量輸出體現)、RoHS 合規性及無鉛結構，符合全球對節能與環境友善電子產品的趨勢。
此領域未來的發展可能集中在進一步提高光效 (每瓦流明)、以良好效率實現更高的 CRI 值 (例如 >90)，以及改善在溫度與驅動電流變化下的顏色一致性。
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。 |