LED 燈珠 334-15/X1C2-1 UWA 規格書 - T-1 3/4 封裝 - 20mA - 暖白光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款高效能暖白光 LED 燈珠的規格。此元件採用廣為使用的 T-1 3/4 圓形封裝，旨在為需要顯著光輸出的應用提供高發光功率。其暖白光發射是透過將螢光粉轉換技術應用於 InGaN 藍光晶片所達成，根據 CIE 1931 標準，其典型色度座標為 x=0.40，y=0.39。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 系列的主要優勢包括高發光強度、強健的靜電防護（可承受電壓高達 4KV），以及符合 RoHS、歐盟 REACH 與無鹵素要求（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）等關鍵環保法規。產品以散裝或捲帶包裝供應，適用於自動化組裝。目標應用廣泛多元，涵蓋訊息面板、光學指示器、背光模組以及標記燈等，這些應用皆對可靠且明亮的白光照明至關重要。

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

此元件的連續順向電流（IF）額定值為 30 mA，在 1/10 工作週期與 1 kHz 條件下，允許的峰值順向電流（IFP）為 100 mA。最大逆向電壓（VR）為 5 V。功率消耗（Pd）限制為 110 mW。操作溫度範圍（Topr）為 -40°C 至 +85°C，而儲存溫度（Tstg）範圍可從 -40°C 至 +100°C。LED 可承受 4KV 的靜電放電（HBM）。最大焊接溫度為 260°C，持續 5 秒。

2.2 電光特性

在標準測試條件下（Ta=25°C，IF=20mA），順向電壓（VF）範圍從最小值 2.8V 到最大值 3.6V。發光強度（IV）具有典型值，並透過分級系統定義最小值從 9000 mcd 到 18000 mcd。視角（2θ1/2）典型值為 20 度。在 VR=5V 時，逆向電流（IR）最大值為 50 μA。此 LED 包含齊納二極體功能，在 Iz=5mA 時，其逆向電壓（Vz）為 5.2V。

3. 分級系統說明

產品根據三個關鍵參數進行分類，以確保應用設計的一致性。

3.1 發光強度分級

發光強度在 IF=20mA 條件下分為三個等級代碼：等級 U（9000 - 11250 mcd）、等級 V（11250 - 14250 mcd）與等級 W（14250 - 18000 mcd）。適用一般公差為 ±10%。

3.2 順向電壓分級

順向電壓在 IF=20mA 條件下分為四個等級：等級 0（2.8 - 3.0 V）、等級 1（3.0 - 3.2 V）、等級 2（3.2 - 3.4 V）與等級 3（3.4 - 3.6 V）。量測不確定度為 ±0.1V。

3.3 顏色分級

色度座標定義於 CIE 1931 圖上的特定區域內。顏色等級為 D1、D2、E1、E2、F1 與 F2，每個等級均有定義的座標邊界。為方便訂購，這些等級會分組在一起（第 1 組：D1+D2+E1+E2+F1+F2）。色度座標的量測不確定度為 ±0.01。

4. 性能曲線分析

本規格書提供數條在 Ta=25°C 下量測的特性曲線。

4.1 光譜與角度分佈

相對強度 vs. 波長曲線顯示了暖白光的光譜功率分佈。指向性曲線則說明了空間輻射模式，確認了典型的 20 度視角與類似朗伯分佈的特性。

4.2 電氣與熱關係

順向電流 vs. 順向電壓曲線展示了二極體的指數型 IV 特性。相對強度 vs. 順向電流曲線顯示光輸出如何隨電流增加，這對於驅動電路設計至關重要。色度座標 vs. 順向電流圖表則指出色點隨驅動電流變化的穩定性。順向電流 vs. 環境溫度曲線對於理解降額要求與熱管理至關重要，它顯示了最大允許電流如何隨著環境溫度升高而降低。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 採用標準的 T-1 3/4（5mm）圓形封裝。關鍵尺寸包括整體直徑、從基座到透鏡頂部的高度，以及引腳間距。引腳間距是在引腳從封裝本體伸出的位置進行量測。除非另有說明，所有尺寸單位均為毫米，標準公差為 ±0.25mm。法蘭下方的樹脂最大突出量為 1.5mm。

5.2 極性識別與安裝

陰極通常由透鏡邊緣的平坦處或較短的引腳來標示。規格書強調，在 PCB 安裝過程中，孔位必須與 LED 引腳精確對齊，以避免對環氧樹脂本體施加機械應力，從而導致性能退化或故障。

6. 焊接與組裝指南

6.1 引腳成型

如有需要，引腳成型必須在焊接前進行。彎曲處應距離環氧樹脂燈泡基座至少 3mm，以防止應力損壞。引腳框架的切割應在室溫下進行。

6.2 焊接參數

對於手工焊接，建議烙鐵頭最高溫度為 300°C（最大功率 30W），焊接時間不超過 3 秒。對於波峰焊或浸焊，規定了最高預熱溫度 100°C（最長 60 秒）以及最高 260°C 的焊錫槽溫度，持續 5 秒。在所有情況下，焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少 3mm。

6.3 儲存條件

LED 應儲存在 30°C 或以下、相對濕度 70% 或以下的環境中。建議出貨後的儲存壽命為 3 個月。如需更長時間儲存（最長一年），應使用帶有乾燥劑的氮氣密封容器。應避免在潮濕環境中進行快速的溫度轉換，以防止凝結。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 以防潮、防靜電袋包裝。包裝層級為：每袋 200-500 顆，每內盒 5 袋，每主（外）箱 10 個內盒。

7.2 標籤說明與型號

包裝標籤包含以下欄位：客戶生產編號（CPN）、生產編號（P/N）、包裝數量（QTY）、CAT（發光強度與順向電壓等級的組合）、HUE（顏色等級）、參考編號（REF）以及批號（LOT No）。完整產品型號遵循以下模式：334-15/X1C2-□□□□，其中方框為顏色組、發光強度與電壓組特定等級代碼的佔位符。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

設計驅動電路時，必須考慮順向電壓等級，以確保正確的電流調節。串聯限流電阻是最簡單的方法。為保持亮度恆定，建議使用恆流驅動器，特別是考慮到 LED 具有正溫度係數（順向電壓隨溫度升高而降低，若使用恆壓源驅動可能導致熱失控）。內建的齊納二極體提供了基本的逆向電壓保護。

8.2 熱管理

雖然此封裝並非為高功率消耗而設計，但有效的熱管理對於使用壽命和穩定的色彩輸出仍然至關重要。最大功率消耗為 110 mW。設計人員應確保操作接面溫度保持在限制範圍內，尤其是在高環境溫度下，若 LED 在其最大連續電流或接近該值下驅動，則需提供足夠的通風或散熱。

8.3 光學設計

20 度的視角使此 LED 適合需要定向光束的應用。若需要更寬的照明，則可能需要二次光學元件，例如擴散片或透鏡。暖白色溫非常適合在指示器和標誌應用中營造舒適、不刺眼的視覺外觀。

9. 技術比較與差異化

與標準 5mm LED 相比，此元件提供顯著更高的發光強度，使其適用於亮度至關重要的應用。內建高達 4KV HBM 的靜電防護，增強了處理和組裝過程中的可靠性。針對強度、電壓和顏色的完整分級系統，為設計人員提供了確保最終產品性能一致所需的可預測性。符合無鹵素與 REACH 法規，滿足了現代環保與供應鏈要求。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

10.1 發光強度等級（U、V、W）之間有何差異？

這些等級代表在 20mA 下保證的最小光輸出範圍。等級 U 為 9000-11250 mcd，等級 V 為 11250-14250 mcd，等級 W 為 14250-18000 mcd。選擇較高的等級可確保更高的亮度，但可能會影響成本和供貨情況。

10.2 如何選擇正確的限流電阻？

電阻值取決於您的電源電壓（Vs）、所需的順向電流（If，通常為 20mA）以及 LED 的實際順向電壓（Vf，取決於其電壓等級）。使用公式：R = (Vs - Vf) / If。為確保保守設計，即使使用低 Vf 的 LED 也能確保電流不超過限制，請始終使用該等級中的最大 Vf 值（例如，等級 3 為 3.6V）。

10.3 我可以用脈衝電流驅動此 LED 嗎？

可以，規格書規定了在 1/10 工作週期與 1 kHz 條件下，峰值順向電流（IFP）為 100 mA。這允許進行脈衝操作，以實現更高的感知亮度或用於多工方案，但平均電流不得超過 30 mA 的連續額定值。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計高可見度狀態指示燈面板：設計師需要創建一個具有多個狀態指示燈的面板，這些指示燈必須在昏暗和明亮的工業環境中都能清晰可見。使用此 LED 的等級 W 版本可確保高發光強度。透過恆流電路以穩定的 20mA 驅動 LED，可在所有指示燈上實現一致的亮度和顏色。20 度的視角提供了聚焦的光束，使每個指示燈清晰可辨。選擇暖白色是為了減輕長時間監控面板的操作員的眼睛疲勞。LED 安裝在具有正確對齊孔位的 PCB 上，並按照 260°C 持續 5 秒的指南進行波峰焊，焊點與環氧樹脂本體保持 >3mm 的距離。

12. 工作原理簡介

這是一款螢光粉轉換型白光 LED。核心發光元件是由氮化銦鎵（InGaN）製成的半導體晶片，在順向偏壓時會發出藍光。此藍光並非直接發射出來，而是照射到沉積在封裝反射杯內部的螢光粉層上。螢光粉吸收一部分藍色光子，並以較長的波長（黃色、紅色）重新發射光線。剩餘的藍光與螢光粉轉換的黃/紅光混合，產生暖白光的視覺感知。螢光粉材料的特定比例決定了 CIE 圖上的精確色溫與色度座標。

13. 技術趨勢與背景

T-1 3/4 封裝代表了一種成熟且廣泛採用的插件式 LED 形式。雖然表面黏著元件（SMD）封裝因其尺寸和組裝優勢主導了新的設計，但像此類的插件式 LED 在需要穩固機械安裝、易於手動原型製作或與現有舊系統相容的應用中仍然具有相關性。在此封裝類型內的趨勢是朝向更高效率（每瓦更多流明）和更嚴格的分級公差，以滿足需要顏色和亮度一致性的應用需求。整合齊納二極體和高靜電防護等級等基本保護功能也變得更為標準，從而提高了可靠性。