目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場與應用
- 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 順向電壓分級
- 3.3 色度與相關色溫分級
- 3.4 演色性指數分級
- 4. 性能曲線分析與設計考量
- 4.1 電流 vs. 光通量/電壓
- 4.2 溫度依存性
- 4.3 光譜分佈
- 5. 機械、封裝與組裝資訊
- 5.1 封裝與尺寸
- 5.2 焊接指南
- 5.3 極性辨識
- 6. 訂購資訊與型號解碼
- 7. 應用建議與設計注意事項
- 7.1 驅動電路設計
- 7.2 熱管理設計
- 7.3 光學設計
- 8. 技術比較與市場背景
- 9. 常見問題
- 10. 實際應用案例
- 11. 工作原理
- 12. 技術趨勢與背景
1. 產品概述
67-21ST 是一款採用 PLCC-2 封裝的表面黏著中功率 LED。它是一款白光 LED，旨在為一般照明應用提供性能、效率與可靠性的平衡。其緊湊的外形與標準化封裝使其適合自動化組裝製程。
1.1 核心優勢
此 LED 封裝的主要優勢包括：
- 高光效：相對於其功耗，能提供良好的光輸出。
- 高演色性指數：提供最低 CRI 60 至 90 的選項，確保良好的色彩還原。標準量產清單以 CRI 80 為特色。
- 廣視角：典型視角為 120 度，提供寬廣且均勻的照明。
- 低功耗：標準順向電流為 60mA，具有能源效率。
- 環保合規：產品無鉛，符合歐盟 RoHS 與 REACH 法規，並滿足無鹵素標準。
- ANSI 分級：遵循標準化的色度分級，確保不同生產批次的顏色一致性。
1.2 目標市場與應用
此 LED 是廣泛照明應用的理想解決方案，這些應用需要可靠、高效且緊湊的光源。主要應用領域包括：
- 一般照明：整合於住宅、商業與工業照明燈具。
- 裝飾與娛樂照明：用於重點照明、標誌與舞台燈光。
- 指示燈與開關燈：適用於按鈕背光、面板與狀態指示燈。
- 一般照明：適用於任何需要漫射、廣角白光光源的應用。
2. 深入技術參數分析
本節根據規格書，在標準測試條件下，對 LED 的關鍵性能參數提供詳細、客觀的詮釋。
2.1 電光特性
主要性能指標總結如下。所有數值均在順向電流為 60mA 時指定。F) of 60mA.
- 光通量：最小光通量隨相關色溫而異，從 2400K 的 23 流明到 4000K 至 6500K 的 28 流明。典型最大值根據分級可達 34 流明。公差為 ±11%。
- 順向電壓：F):最大順向電壓為 3.3V，典型範圍為 2.8V 至 3.3V。公差為 ±0.1V。選擇較低的順向電壓分級有助於提高系統效率。Fbins contribute to higher system efficiency.
- 演色性指數：a):標準產品的最低 CRI 為 80，公差為 ±2。R9 值指定為 0，這在標準白光 LED 中很典型，表示深紅色還原能力有限。
- 視角：/2):典型值為 120 度，被視為廣視角，適合需要寬廣光分佈的應用。
- 逆向電流：R):在逆向電壓 5V 下最大為 50 µA，表示二極體的漏電特性。
2.2 絕對最大額定值與電氣參數
這些額定值定義了可能導致永久損壞的極限。操作應始終在此極限內。
- 順向電流：F):75 mA。
- 峰值順向電流：FP):150 mA。
- 功率耗散：d):250 mW。
- 順向電壓代碼：在型號中編碼為 "33"，對應最大順向電壓 3.3V。Fmax of 3.3V.
- 順向電流代碼：在型號中編碼為 "Z6"，對應順向電流 60mA。Fof 60mA.
2.3 熱特性
熱管理對於 LED 壽命與性能穩定性至關重要。
- 熱阻：th J-S):接面至焊接點的熱阻為 21 °C/W。此數值對於根據耗散功率與電路板溫度計算接面溫度至關重要。
- 接面溫度：j):最大允許值為 125 °C。超過此限制會加速光衰並可能導致災難性故障。
- 操作溫度：opr):-40 至 +105 °C。此為可靠操作的環境溫度範圍。
- 儲存溫度：stg):-40 至 +100 °C。
3. 分級系統說明
本產品採用全面的分級系統，以確保光通量、順向電壓與色度的一致性。
3.1 光通量分級
光通量以特定代碼分級。例如：
- 2400K：分級包括 23L2、25L2、27L2。
- 2700K 至 6500K：分級包括 24L2、26L2、28L2、30L2、32L2。
3.2 順向電壓分級
順向電壓以代碼 "2833" 分組，並進一步以 0.1V 為步階分級：
- 28A: 2.8 - 2.9V
- 29A: 2.9 - 3.0V
- 30A: 3.0 - 3.1V
- 31A: 3.1 - 3.2V
- 32A: 3.2 - 3.3V
3.3 色度與相關色溫分級
本 LED 採用 ANSI 標準色度分級。規格書提供了每個相關色溫與子分級的詳細座標框。這確保發出的白光落在定義的色域內。量產的相關色溫範圍從 2400K 到 6500K。
3.4 演色性指數分級
演色性指數在型號中以單字母代碼表示：
- M: 最低 CRI 60
- N: 最低 CRI 65
- L: 最低 CRI 70
- Q: 最低 CRI 75
- K: 最低 CRI 80
- P: 最低 CRI 85
- H: 最低 CRI 90
4. 性能曲線分析與設計考量
雖然摘要中未提供具體的性能曲線，但可從參數推斷關鍵關係。
4.1 電流 vs. 光通量/電壓
所有主要特性均在 60mA 下指定。以較低電流操作將減少光輸出與順向電壓，而將電流增加到最大 75mA 則會增加兩者。在此範圍內關係大致呈線性，但由於熱負載增加，光效可能在較高電流下降低。
4.2 溫度依存性
LED 性能對溫度敏感。當接面溫度升高時：
- 光通量降低：光輸出通常會下降。21°C/W 的熱阻是估算接面溫度的關鍵。j.
- 順向電壓降低： VF順向電壓具有負溫度係數。
- 色度可能偏移：白點可能隨溫度輕微偏移。
4.3 光譜分佈
作為白光 LED，它使用藍光晶片結合螢光粉層來產生白光。相關色溫定義了白光的"暖度"或"冷度"。CRI 80 表示在可見光譜中具有良好的色彩還原，但在 R9 值方面有已知限制。
5. 機械、封裝與組裝資訊
5.1 封裝與尺寸
本 LED 使用標準 PLCC-2 表面黏著封裝。雖然提供的文本中未詳述確切尺寸，但此類封裝通常具有低剖面設計，專為貼片組裝而設計。頂視圖為發光面。
5.2 焊接指南
本元件對靜電放電敏感，必須採取適當預防措施處理。焊接規格如下：
- 迴流焊：最高峰值溫度 260°C，持續 10 秒。
- 手工焊：烙鐵頭溫度不得超過 350°C，持續 3 秒。
5.3 極性辨識
PLCC-2 封裝有兩個引腳。陰極通常由封裝上的標記識別，例如凹口、綠點或切角。組裝時必須注意正確的極性。
6. 訂購資訊與型號解碼
型號遵循特定結構：67-21ST/KKE-HXXXX33Z6/2T
- 67-21ST/：基本封裝代碼。
- KKE：可能為內部代碼。
- H：性能代碼前綴。
- XX：前兩位數字表示相關色溫。
- XX：後兩位數字表示最小光通量分級。
- 33：順向電壓代碼。
- Z6：順向電流代碼。
- /2T：包裝代碼。
. Application Suggestions & Design Notes
7. 應用建議與設計注意事項
7.1 驅動電路設計
為穩定操作，請使用設定為 60mA 的定電流驅動器。驅動器必須能夠提供高於所選分級最大順向電壓的電壓。考慮突波電流保護。
7.2 熱管理設計j計算預期接面溫度：接面溫度 = 焊接點溫度 + (熱阻 * 功率耗散)。確保接面溫度遠低於 125°C，理想情況下低於 85°C 以獲得最佳壽命。在 PCB 上使用足夠的銅面積以散熱。s+ (Rth J-S* Pd), where Tsis the soldering point temperature and Pd= VF* IF. Ensure Tjremains well below 125°C, ideally below 85°C for optimal lifetime. Use adequate copper area on the PCB for heat spreading.
7.3 光學設計
120 度視角本質上是漫射的。對於定向照明，將需要二次光學元件。透明樹脂允許良好的光提取。
8. 技術比較與市場背景
67-21ST 屬於流行的中功率 LED 類別，與其他 PLCC-2 及類似封裝類型競爭。其差異在於其特定的光通量、演色性指數與電壓分級組合，以及其合規認證。與高功率 LED 相比，它提供較低的熱密度，並且通常以陣列驅動以獲得更高的總流明輸出。與低功率 LED 相比，它提供顯著更高的光效與光通量。
9. 常見問題
問：此 LED 的典型壽命是多少？
答：雖然摘要中未明確說明，但 LED 壽命高度依賴操作條件，主要是接面溫度。在規格範圍內操作並有良好的熱管理時，可預期典型壽命為 25,000 至 50,000 小時。
問：我可以連續以 75mA 驅動此 LED 嗎？
答：可以，75mA 是絕對最大連續額定值。然而，以最大電流驅動會產生更多熱量，降低光效，並可能縮短壽命。建議以推薦的 60mA 操作以獲得最佳性能與可靠性。
問：如何為我的應用選擇正確的相關色溫與演色性指數？
答：對於環境照明，2700K-4000K 且 CRI 80+ 是常見的。對於色彩準確性至關重要的零售或任務照明，請考慮 CRI 90+ 的變體。對於裝飾照明，選擇取決於所需的氛圍。
問：串聯電阻是否足以驅動此 LED？
答：對於具有穩定電壓供應的基本、非關鍵應用，可以使用簡單的串聯電阻。然而，強烈建議使用定電流驅動器以獲得穩定的光輸出、更好的效率，並防止電壓變化與熱失控。
10. 實際應用案例
情境：設計線性 LED 燈管。
- 需求：1200 流明輸出、4000K 中性白光、CRI >80、輸入電壓 24V DC。
- 選擇：選擇型號 67-21ST/KKE-H402833Z6/2T。F~3.1V typ).
- 陣列設計：為實現 1200 流明，約需要 43 顆 LED。將它們排列成與 24V 驅動器相容的串並聯配置。詳細的驅動器選擇是必要的。
- 熱設計：總功率約為 8W。確保金屬核心 PCB 或散熱器能夠散發此熱量以保持 LED 接面涼爽。
- 光學設計：使用擴散罩將單個 LED 點混合成均勻的光線。
11. 工作原理
67-21ST LED 基於半導體中的電致發光原理運作。當順向電流施加於其 p-n 接面時，InGaN 晶片發出藍光。此藍光然後激發塗覆在晶片上或周圍的黃色螢光粉層。來自晶片的藍光與來自螢光粉的黃/紅光混合，產生白光的感知。藍光與螢光粉轉換光的確切比例決定了發射白光的相關色溫。
12. 技術趨勢與背景
像 67-21ST 這樣的中功率 LED 代表了 LED 技術中成熟且高度優化的部分。此領域的當前趨勢集中在：
- 提高光效：晶片設計與螢光粉效率的持續改進。
- 更高的演色性指數與更好的 R9：開發在不顯著損失光效的情況下改善紅色還原的螢光粉系統。
- 色彩調節：可調白光產品的增長，通常在單一封裝中使用多個 LED 晶片。
- 小型化與更高密度：在相同或更小的佔位面積內封裝更多流明，以實現更時尚的燈具設計。
- 提高可靠性與壽命：增強的材料與封裝技術，以承受更高的溫度與更惡劣的環境。
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。 |