目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數與規格
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 產品分級與分類系統
- 3.1 型號編碼規則
- 3.2 光通量分級
- 3.3 順向電壓分級
- 3.4 色度分級
- 4. 性能曲線與特性
- 4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
- 4.2 相對光通量 vs. 順向電流
- 4.3 相對光譜功率 vs. 接面溫度
- 4.4 相對光譜功率分佈
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 外型尺寸與佔位面積
- 5.2 建議 PCB 焊墊圖案與鋼板設計
- 6. 組裝、操作與儲存指南
- 6.1 濕度敏感性與烘烤要求
- 6.2 迴焊溫度曲線
- 6.3 靜電放電 (ESD) 防護
- 7. 應用備註與設計考量
- 7.1 典型應用
- 7.2 驅動電路設計
- 7.3 光學設計考量
- 8. 技術比較與產品差異化
- 9. 常見問題 (FAQ)
- 9.1 分級表中的光通量最小值與典型值有何不同？
- 9.2 為何需要烘烤？我可以用更高溫度來加快烘烤速度嗎？
- 9.3 我可以用 3.3V 電源和一個電阻來驅動這顆 LED 嗎？
- 9.4 如何解讀色度區域代碼 (BG1, BG2 等)？
- 10. 運作原理與技術趨勢
- 10.1 基本運作原理
- 10.2 產業趨勢
1. 產品概述
T3B 系列代表了一款專為背光應用設計的高性能、單晶片、表面黏著 LED 家族。採用緊湊的 3014 封裝尺寸 (3.0mm x 1.4mm)，這些 LED 在發光效率、可靠性和設計靈活性之間取得了平衡，適用於現代電子顯示器和指示燈系統。
本裝置的核心是一個能夠提供高達 0.2W 光功率的單一半導體晶片。該系列的特點是廣視角、在各種色溫下穩定的色彩表現，以及適合迴焊等自動化組裝製程的堅固結構。
2. 技術參數與規格
2.1 絕對最大額定值
以下參數定義了操作極限，超出此範圍可能對 LED 造成永久性損壞。所有數值均在環境溫度 (Ts) 25°C 下指定。
- 順向電流 (IF)：80 mA (連續)
- 順向脈衝電流 (IFP)：120 mA (脈衝寬度 ≤10ms，工作週期 ≤1/10)
- 功率消耗 (PD)：288 mW
- 操作溫度 (Topr)：-40°C 至 +80°C
- 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +80°C
- 接面溫度 (Tj)：125°C
- 焊接溫度 (Tsld)：230°C 或 260°C 持續 10 秒 (迴焊曲線)
2.2 電光特性
在標準測試條件下 (Ts=25°C, IF=60mA) 測量的典型性能參數。
- 順向電壓 (VF)：典型值 3.1V，最大值 3.5V
- 逆向電壓 (VR)：5V
- 逆向電流 (IR)：最大值 10 µA (VR=5V)
- 視角 (2θ1/2)：110° (典型值)
3. 產品分級與分類系統
3.1 型號編碼規則
產品編碼遵循結構化格式：T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□。此編碼包含了關鍵屬性：
- 封裝/外型代碼：例如，'3B' 表示 3014 封裝。
- 晶片配置：'S' 代表單一小功率晶片 (如本系列)。
- 光學設計代碼：'00' 表示無二次透鏡。
- 顏色代碼：定義發光顏色或白點。
- 暖白光：L (<3700K)
- 中性白光：C (3700-5000K)
- 冷白光：W (>5000K)
- 其他顏色：R (紅), Y (黃), G (綠), B (藍) 等。
- 光通量代碼：指定最小光輸出分級 (例如 D2, D3)。
- 色溫代碼：對於白光 LED，指定相關色溫 (CCT) 分級。
- 順向電壓代碼：指定 VF 分級 (例如 B, C, D)。
3.2 光通量分級
對於顯色指數 (CRI) 為 60 且 CCT 範圍在 10,000K 至 40,000K 的背光白光 LED，光通量在 60mA 測試電流下進行分級。分級指定了一個最小值，實際光通量可能更高。
- 代碼 D2：18 lm (最小值) 至 20 lm (最大值)
- 代碼 D3：20 lm (最小值) 至 22 lm (最大值)
- 代碼 D4：22 lm (最小值) 至 24 lm (最大值)
- 代碼 D5：24 lm (最小值) 至 26 lm (最大值)
光通量測量公差為 ±7%。
3.3 順向電壓分級
順向電壓 (VF) 被分類為精確的分級，以協助電路設計，實現電流調節和多 LED 陣列的均勻性。
- 代碼 B：2.8V 至 2.9V
- 代碼 C：2.9V 至 3.0V
- 代碼 D：3.0V 至 3.1V
- 代碼 E：3.1V 至 3.2V
- 代碼 F：3.2V 至 3.3V
- 代碼 G：3.3V 至 3.4V
- 代碼 H：3.4V 至 3.5V
電壓測量公差為 ±0.08V。
3.4 色度分級
白光 LED 在 CIE 1931 色度圖上被分類到特定的色度區域，以確保色彩一致性。對於 3014 背光系列，定義了標記為 BG1 至 BG5 的區域，並具有精確的 (x, y) 座標邊界。產品出貨時將遵循訂購的色度區域限制。
色度座標公差為 ±0.005。CRI 公差為 ±2。
4. 性能曲線與特性
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
I-V 特性是半導體二極體的典型特性。曲線顯示一旦順向電壓超過閾值 (約 2.7V-2.9V)，電流會急劇增加。在建議的 60mA 下操作可確保在指定的電壓分級內獲得穩定的性能。
4.2 相對光通量 vs. 順向電流
光輸出隨著順向電流增加而增加，但在較高電流下由於接面溫度升高和效率下降而呈現次線性關係。該曲線突出了最大化光效 (每瓦流明) 的最佳驅動電流範圍。
4.3 相對光譜功率 vs. 接面溫度
LED 螢光粉系統的光譜輸出會隨著接面溫度 (Tj) 而變化。這條曲線對於需要穩定色點的應用至關重要。當 Tj 從 25°C 上升到 125°C 時，相對光譜能量通常會降低，這可能影響光通量和色度。
4.4 相對光譜功率分佈
此圖描述了白光 LED 的歸一化發射光譜，顯示了藍光晶片發射峰值與更寬的螢光粉轉換黃/綠/紅光發射的組合。此曲線的形狀決定了顯色指數 (CRI) 和感知的色彩品質。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸與佔位面積
LED 符合標準 3014 封裝尺寸：
- 長度 (L)：3.0 mm ±0.10 mm
- 寬度 (W)：1.4 mm ±0.10 mm
- 高度 (H)：0.8 mm ±0.10 mm
5.2 建議 PCB 焊墊圖案與鋼板設計
建議使用專用的焊墊佈局，以確保可靠的焊接、適當的熱管理和機械穩定性。焊墊圖案通常包括兩個陽極/陰極焊墊。同時也指定了相應的錫膏鋼板設計，這對於在表面黏著技術 (SMT) 組裝過程中控制錫膏量以防止墓碑效應或焊點不足至關重要。
極性識別：陰極通常在 LED 本體上標記。PCB 絲印應清楚標示極性，以防止反向安裝。
6. 組裝、操作與儲存指南
6.1 濕度敏感性與烘烤要求
根據 IPC/JEDEC J-STD-020C，3014 LED 封裝被歸類為濕度敏感元件。打開密封的防潮袋後暴露於環境濕度中，可能會在高溫迴焊過程中導致爆米花效應或分層。
- 儲存：未開封的袋子應儲存在 30°C 以下和 85% RH 以下。開封後，儲存在 <30°C 和 <60% RH 的環境中，最好放在帶有乾燥劑的乾燥櫃或密封容器中。
- 車間壽命：打開密封袋後，如果暴露在工廠環境條件下 (>30% RH)，元件應在 12 小時內使用。
- 烘烤：如果超過車間壽命或濕度指示卡顯示高濕度，則需要烘烤：60°C 烘烤 24 小時。請勿超過 60°C。烘烤後應在 1 小時內進行迴焊，否則零件必須放回乾燥儲存環境 (<20% RH)。
6.2 迴焊溫度曲線
LED 可承受標準的無鉛迴焊溫度曲線。最高峰值溫度為 260°C，建議在液相線以上 (例如 217°C) 的時間為 10 秒。控制升溫和冷卻速率對於最小化封裝上的熱應力至關重要。
6.3 靜電放電 (ESD) 防護
LED 是半導體元件，對靜電放電敏感，尤其是白光、綠光、藍光和紫光類型。ESD 可能導致立即失效或潛在損壞，從而縮短使用壽命和性能下降 (例如色偏、漏電流增加)。
- 預防措施：在 ESD 防護區 (EPA) 內使用接地腕帶、導電墊和離子風扇操作 LED。
- 包裝：在運輸和操作過程中使用防靜電容器和托盤。
- 組裝設備：確保 SMT 貼片機和其他操作設備正確接地。
7. 應用備註與設計考量
7.1 典型應用
- LCD 背光：用於顯示器、電視、筆記型電腦和汽車顯示器的側光式或直下式背光模組。
- 通用指示燈：狀態指示燈、面板照明和裝飾照明，需要緊湊、明亮的光源。
- 消費性電子產品：鍵盤、開關和標誌的背光。
7.2 驅動電路設計
恆流驅動：LED 是電流驅動元件。為了獲得一致的亮度和色彩，並防止熱失控，必須由恆流源驅動，而不是恆壓源。使用限流電阻搭配電壓源是一種簡單的方法，但效率較低，且隨溫度和電壓變化的穩定性較差。
電流設定：建議的操作電流為 60mA。在或接近絕對最大額定值 (80mA) 下操作將縮短使用壽命，並可能改變色彩參數，除非提供特殊的散熱措施。
熱管理：儘管功率相對較低 (0.2W)，但從 LED 焊墊到 PCB 銅箔的有效散熱對於維持性能和壽命至關重要。在 PCB 上使用足夠的散熱孔和銅箔面積。對於高密度陣列，請考慮 PCB 上的整體熱負載。
7.3 光學設計考量
110 度的廣視角使這款 LED 適合需要寬廣、均勻照明的應用。對於更具方向性的光線，必須使用二次光學元件 (反射器、導光板)。設計導光板時，應對 LED 的發光模式和強度分佈進行建模，以實現均勻的輸出。
8. 技術比較與產品差異化
3014 封裝在 SMD LED 領域提供了明顯的優勢：
- 與 3528/2835 比較：3014 在寬度上更緊湊，允許在線性陣列中實現更高的密度，或在背光設計中實現更小的間距。它通常採用更現代的晶片和封裝設計，以實現更高的光效。
- 與 5050 比較：3014 是單晶片解決方案，而 5050 封裝通常包含三個晶片。3014 提供更小的點光源，這對導光板中的光學控制有益，並且通常每個封裝具有更低的熱阻。
- 與 0201/0402 比較：3014 比微型 LED 更大，在組裝中更容易操作，提供更高的光輸出，並且對於一般照明應用更為堅固。
此特定 T3B 系列的關鍵差異化因素是其定義的色彩和光通量分級結構、符合濕度敏感性標準，以及詳細的應用指南，這些都支持可製造性和可靠性的設計。
9. 常見問題 (FAQ)
9.1 分級表中的光通量最小值與典型值有何不同？
最小值是該分級代碼保證的下限。典型值是一個代表性的平均值，但不保證。當您訂購 D3 分級時，保證在 60mA 下至少有 20 lm，但實際零件可能測量到高達 22 lm。此系統確保您滿足最低亮度要求。
9.2 為何需要烘烤？我可以用更高溫度來加快烘烤速度嗎？
烘烤是為了去除塑膠封裝吸收的水分，以防止在迴焊過程中因蒸氣壓力造成損壞。請勿超過 60°C。更高的溫度可能會降解內部材料 (環氧樹脂、螢光粉、焊線) 以及捲帶包裝本身，導致早期失效或操作問題。
9.3 我可以用 3.3V 電源和一個電阻來驅動這顆 LED 嗎？
可以，但有重要的注意事項。考慮到典型的 VF 為 3.1V，一個串聯電阻在 60mA 下只需要壓降 0.2V，這需要一個非常小的電阻值 (~3.3 歐姆)。這幾乎沒有為電源電壓或 LED VF 的變化留下餘裕。電源電壓的小幅增加或較低 VF 分級的 LED 將導致電流大幅增加，可能損壞 LED。強烈建議使用恆流驅動器以實現可靠操作。
9.4 如何解讀色度區域代碼 (BG1, BG2 等)？
這些代碼在 CIE 色度圖上定義了一個小的四邊形區域。來自特定批次的 LED，在測量時，其 (x,y) 色彩座標將落在該特定區域的邊界內。這使設計師能夠選擇在色彩上彼此非常匹配的 LED，這對於背光均勻性至關重要。規格書提供了每個區域的確切角座標。
10. 運作原理與技術趨勢
10.1 基本運作原理
發光二極體 (LED) 是一種固態半導體元件。當順向電壓施加在 p-n 接面上時，電子和電洞重新結合，以光子的形式釋放能量——這個過程稱為電致發光。發射光的波長 (顏色) 由半導體材料的能隙決定。在像這樣的白光 LED 中，發藍光的氮化銦鎵 (InGaN) 晶片塗覆有黃色 (或多色) 螢光粉。一部分藍光逸出，其餘部分被螢光粉吸收並重新發射為更長波長的光 (黃、紅、綠)。藍光和螢光粉轉換光的混合被感知為白光。
10.2 產業趨勢
LED 產業持續朝著更高光效 (每瓦流明)、改善顯色性和更高可靠性的方向發展。對於像 3014 這樣的封裝類型，趨勢包括：
- 更高功率密度：隨著晶片技術的進步，能夠在相同的佔位面積下以更高電流驅動。
- 改善色彩一致性：更嚴格的分級規格和先進的螢光粉技術，以實現批次間和使用壽命內更均勻的色彩。
- 增強熱性能：新的封裝材料和設計以降低熱阻，從而允許更高的驅動電流和更長的使用壽命。
- 微型化：雖然 3014 已經確立，但同時也在開發更小的封裝 (例如 2016, 1515) 用於超薄顯示器。
- 智慧整合：具有整合診斷和通訊功能 (例如 I2C) 的 LED 驅動器的增長，用於背光局部調光和控制。
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。 |