目錄
1. 產品概述
XI3030E 是一款採用 PLCC-2 封裝的表面黏著元件（SMD）中功率 LED。它被設計為白光 LED，兼具高發光效率、高演色性指數（CRI）、低功耗以及廣視角等優點。其緊湊的外形尺寸使其成為一款多功能元件，非常適合需要可靠且高效光輸出的廣泛照明應用。
1.1 核心優勢
定義此 LED 性能特點的關鍵功能包括：高發光強度輸出，確保明亮照明；120 度的廣視角，提供均勻的光線分佈；符合 RoHS（有害物質限制）指令，環保無害；採用 ANSI 標準分級，確保一致的色度與光通量特性；以及無鉛（Pb-free）結構。
1.2 目標市場與應用
此 LED 被設計為適用於各種照明領域的理想解決方案。主要應用領域包括：住宅與商業空間的一般照明、營造氛圍效果的裝飾與娛樂照明、電子設備上的指示燈、標誌與顯示器的照明，以及開關燈。
2. 深入技術參數分析
本節根據規格書在標準測試條件下（焊接點溫度 25°C）的定義，對 LED 的關鍵性能參數提供詳細、客觀的詮釋。
2.1 電光特性
主要性能指標是在順向電流（IF）為 150mA 下測量的。光通量（Φ）的典型範圍從 135 lm 到 195 lm，取決於具體的產品型號與分級代碼，標示公差為 ±11%。順向電壓（VF）範圍從最小值 5.4V 到最大值 6.8V，公差為 ±0.1V。演色性指數（Ra）最小值為 70（針對所列標準系列），公差為 ±2。需特別注意 R9 值（飽和紅色）的典型值指定為 -40，這對於需要高品質色彩還原的應用（尤其是紅色調）是一個關鍵參數。視角（2θ1/2）通常為 120 度。
2.2 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。最大連續順向電流為 180 mA。在脈衝條件下（工作週期 1/10，脈衝寬度 10ms）允許峰值順向電流 300 mA。最大功耗為 1224 mW。元件可在 -40°C 至 +85°C 的環境溫度範圍內工作，並可在 -40°C 至 +100°C 之間儲存。最高接面溫度為 125°C。從接面到焊接點的熱阻為 17 °C/W，這是散熱管理設計的關鍵參數。
2.3 焊接條件
LED 在組裝過程中對熱敏感。對於迴流焊接，規定最高溫度為 260°C，持續 10 秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度不應超過 350°C，且接觸時間應限制在 3 秒內。該元件也對靜電放電（ESD）敏感，因此在操作時必須採取適當的 ESD 防護措施。
3. 分級系統說明
本產品採用全面的分級系統，以確保關鍵性能參數的一致性。產品編號本身即編碼了其中幾個分級。
3.1 產品編號解碼
型號 XI3030E/LKE-HXXXX68Z15/2T 包含特定代碼："HXX" 代表 CRI 代碼與色溫，"XX" 表示最小光通量分級，"68" 表示最大順向電壓（6.8V），而 "Z15" 則指定順向電流（150mA）。
3.2 演色性指數（CRI）分級
規格書提供了一個將單字母符號映射到最小 CRI 值的表格，例如：L = 70，Q = 75，K = 80，P = 85，H = 90。標準量產清單主要聚焦於最小 CRI 為 70（代碼 L）的型號。
3.3 相關色溫（CCT）與光通量分級
此 LED 提供多種 CCT，範圍從 2200K（暖白光）到 6500K（冷白光）。每個 CCT 都有特定的光通量分級。例如，"4000K 165lm 系列" 包含 CCT 從 2200K 到 6500K 的產品，每個都有定義的最小光通量（例如，2200K 為 135 lm，4000K 為 165 lm）。針對選定的 CCT（2700K 至 6500K），也提供更高輸出的 "175lm" 系列。詳細的分級範圍表進一步將光通量輸出細分為更小的代碼（例如，165L5，170L5），指定最小和最大光通量值以供精確選擇。
3.4 順向電壓分級
順向電壓以 0.2V 為間隔進行分級，從 5.4V 到 6.8V。分級代碼為 54B（5.4-5.6V）、56B（5.6-5.8V）... 直到 66B（6.6-6.8V）。這使得設計師可以為電流調節電路設計選擇具有一致壓降的 LED。
3.5 色度座標分級
規格書包含關於 CIE 1931 色度圖的章節，並為特定 CCT（例如 2200K）的色度座標（x, y）提供了詳細的分級範圍。這些分級（例如，22K-A，22K-B）在色彩空間圖上定義了小四邊形，以確保批次內緊密的色彩一致性。例如，2200K 分級的參考範圍在 2070K 到 2320K 之間。
4. 性能曲線分析
雖然提供的規格書摘錄不包含圖形化的性能曲線（例如 IV 曲線、相對光通量 vs. 溫度、或光譜功率分佈），但這些通常對設計至關重要。根據給定的參數，可以推斷預期的行為。順向電壓會隨著接面溫度略微增加。光通量會隨著接面溫度升高而降低，這是所有 LED 的共同特性。120 度的廣視角表明其具有朗伯或近朗伯輻射模式。為了進行精確設計，必須向製造商索取完整的規格書以查閱這些圖表。
5. 機械與封裝資訊
此 LED 採用標準的 PLCC-2（塑膠引線晶片載體）表面黏著封裝。名稱 "XI3030E" 暗示其封裝尺寸約為 3.0mm x 3.0mm。該元件採用頂視白光 LED。樹脂材料為水清色。晶片材料為 InGaN（氮化銦鎵），這是透過藍光晶片結合螢光粉層產生白光的標準材料。
6. 焊接與組裝指南
如絕對最大額定值所述，必須遵循嚴格的溫度曲線。對於迴流焊接，峰值溫度 260°C 不應超過 10 秒。應使用包含預熱、均熱、迴流和冷卻階段的推薦迴流曲線，以最小化熱應力。應盡可能避免手工焊接，但如果必要，必須快速操作並控制溫度。元件對 ESD 敏感，應採取適當的接地措施進行操作。應在規定的溫度範圍內，於乾燥、受控的環境中儲存。
7. 包裝與訂購資訊
量產清單是主要的訂購指南。可以根據所需的 CCT（4000K）、最小光通量（165 lm）、CRI（70 以上）和順向電壓（最大 6.8V）來選擇特定的產品代碼，例如 XI3030E/LKE-H4016568Z15/2T。包裝形式（帶裝捲盤、每捲數量）在摘錄中未指定，但這是 SMD 元件的標準包裝。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
此 LED 非常適合用於：一般照明的 LED 燈泡與燈管，其中高效率與良好的 CRI 很重要；建築重點照明與舞台照明，受益於其廣視角；開關與控制面板的背光；以及零售展示或標誌的照明。
8.2 設計考量
散熱管理：由於熱阻（Rth J-S）為 17°C/W，有效的散熱至關重要。最高接面溫度 125°C 不得超過。應設計 PCB 佈局與任何外部散熱裝置，以在運行期間盡可能降低焊接點溫度。
電流驅動：建議使用恆流驅動器以獲得穩定的光輸出和長壽命。額定電流為 150mA，絕對最大值為 180mA。為確保可靠性，建議在額定電流或以下工作。
光學設計：120 度的視角是封裝的固有特性。若要獲得更窄的光束角，則需要二次光學元件（透鏡）。
色彩一致性：對於需要均勻外觀的應用，請利用分級資訊，從相同的光通量、電壓和色度分級中選擇 LED。
9. 技術比較與差異化
與傳統的低功率 LED 相比，這款中功率 LED 在緊湊的封裝中提供了顯著更高的光通量，提高了流明密度。高 CRI（部分型號高達 90）使其與通常 CRI 在 70-80 範圍的標準中功率 LED 區分開來，使其適用於色彩品質至關重要的應用。指定的 R9 值（儘管在標準系列中為負值）是一個透明的參數，允許設計師評估其對全光譜照明的適用性。對於區域照明應用，120 度的廣視角是相對於光束較窄的 LED 的一個關鍵優勢。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：此 LED 的實際功耗是多少？
答：功率（P）計算為順向電壓（VF）乘以順向電流（IF）。在典型 VF約為 6V 且 IF為 150mA 的情況下，典型功耗約為 0.9W（6V * 0.15A）。最大功耗額定值為 1.224W。
問：我可以用 12V 電源驅動此 LED 嗎？
答：不行，不能直接驅動。LED 本身的順向電壓約為 6V。將其直接連接到 12V 會導致過大電流並立即損壞。您必須使用恆流驅動器或設計一個電路（例如與電壓源串聯的電阻器），以將電流限制在 150mA，並考慮電壓差。
問：負的 R9 值代表什麼意思？
答：R9 衡量光源對深紅色的還原能力。負值表示與參考光源相比，該光源實際上使特定的紅色測試顏色顯得不那麼飽和或更暗淡。這在某些白光 LED 螢光粉系統中很常見。對於鮮豔紅色至關重要的應用（例如，肉品展示、零售），選擇具有高正值 R9 的 LED 非常重要。
問：我該如何在 165lm 和 175lm 系列之間選擇？
答：選擇取決於您的應用所需的光輸出和效率。175lm 系列在相同電流（150mA）下提供更高的流明輸出，意味著更高的效率（每瓦流明）。這通常伴隨著略高的成本。請根據您的流明要求和成本目標進行選擇。
11. 實務設計與使用案例
案例：設計用於崁燈的改裝 LED 模組。
1. 需求：該崁燈需要 800 流明、暖白光（3000K）、具有良好色彩還原（CRI >80）的光源，以替換 60W 鹵素燈泡。
2. LED 選擇：從量產清單中，選擇 XI3030E/LKE-H3016368Z15/2T（3000K，最小 163 lm，CRI 70）。然而，由於需要 CRI >80，因此需要從完整的產品系列中選擇 CRI 代碼為 "K"（最小 80）或更高的型號，其光通量代碼可能略有不同。
3. 數量計算：要達到 800 流明，大約需要 5 顆所選型號的 LED（800 lm / 每顆 LED 163 lm），考慮到光學和熱損耗，可能會使用 6-7 顆 LED。
4. 散熱設計：6 顆 LED 每顆約 0.9W，總熱量約為 5.4W。將設計一個具有足夠散熱孔並連接到崁燈外殼作為散熱片的金屬基板 PCB（MCPCB），以使接面溫度遠低於 125°C。
5. 電氣設計：將選擇一個能夠為一串 6 顆 LED（總 Vf約 36V）提供 150mA 的恆流驅動器。或者，也可以使用兩串並聯，每串 3 顆 LED，搭配不同的驅動器配置。
12. 工作原理
XI3030E 是一款螢光粉轉換型白光 LED。其核心是一個由 InGaN 製成的半導體晶片，當電流通過其順向方向時會發出藍光（電致發光）。這束藍光部分被沉積在晶片上或周圍的一層黃色（通常還有紅/綠色）螢光粉塗層吸收。螢光粉以更長的波長（黃色、紅色）重新發射光線。未被吸收的藍光與螢光粉發射的黃/紅光混合，產生白光的感知。藍光與螢光粉發射光的確切比例決定了白光的相關色溫（CCT）。
13. 技術趨勢
以 PLCC-2（3030）等封裝為代表的中功率 LED 領域持續演進。關鍵的產業趨勢包括：透過更好的晶片技術和螢光粉效率，持續提升發光效率（每瓦流明）；強烈關注提升色彩品質，推動更高的 CRI 值（90+）以及改進的 R9 和其他飽和色彩指數（R12、R13 等）以實現全光譜照明；另一個趨勢是在更高驅動電流和工作溫度下提高可靠性和壽命；此外，封裝技術不斷進步，以允許在相同尺寸下實現更高的光通量密度和更好的散熱管理；開發更精確和一致的分級系統也仍然是優先事項，以實現具有優異色彩均勻性的照明產品量產。
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。 |