目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數與客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣-光學特性 (典型值於 Ts=25°C, IF=40mA)
- 3. 分級系統說明
- 3.1 型號編碼規則
- 3.2 相關色溫 (CCT) 分級
- 3.3 光通量分級
- 3.4 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 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 光譜功率分佈
- 4.4 相對光通量 vs. 接面溫度
- 4.5 空間輻射圖樣 (視角)
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊墊佈局與鋼網設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴焊溫度曲線
- 6.2 濕度敏感性與烘烤
- 6.3 儲存條件
- 7. 應用建議與設計考量
- 7.1 典型應用場景
- 7.2 驅動器設計
- 7.3 熱管理
- 8. 技術比較與差異化
- 9. 常見問題解答 (基於技術參數)
- 10. 實務設計與使用案例
- 11. 工作原理
- 12. 技術趨勢
1. 產品概述
T3B 系列代表採用 3014 封裝尺寸的表面黏著元件 (SMD) LED 家族。此系列的定義特徵是在單一封裝內整合了兩個串聯連接的 LED 晶片。此配置專為需要比典型單晶片 LED 更高順向電壓的應用而設計，同時保持緊湊的外形尺寸。其主要應用於背光模組、指示燈以及空間受限且需要特定電壓相容性的一般照明。
雙晶片串聯配置的核心優勢在於提高了順向電壓 (Vf)。在 40mA 電流下以標稱 6.3V 工作，簡化了原本就提供 6-7V 範圍電壓系統的驅動器設計，可能無需額外的降壓電路。3014 封裝 (3.0mm x 1.4mm x 0.8mm) 在光輸出與電路板空間利用之間提供了良好的平衡。
2. 技術參數與客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
元件的操作限制定義於焊點溫度 (Ts) 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)：60 mA (連續)
- 順向脈衝電流 (IFP)：80 mA (脈衝寬度 ≤ 10ms，工作週期 ≤ 1/10)
- 功率耗散 (PD)：408 mW
- 操作溫度 (Topr)：-40°C 至 +80°C
- 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C
- 接面溫度 (Tj)：125°C
- 焊接溫度 (Tsld)：迴焊溫度為 230°C 或 260°C，最長 10 秒。
2.2 電氣-光學特性 (典型值於 Ts=25°C, IF=40mA)
這些參數定義了正常操作條件下的預期性能。
- 順向電壓 (VF)：6.3 V (典型值)，6.8 V (最大值)。兩個晶片的串聯連接導致了此較高的 Vf。
- 逆向電壓 (VR)：5 V
- 逆向電流 (IR)：10 µA (最大值)
- 視角 (2θ1/2)：120°。此寬光束角是 3014 封裝在沒有二次透鏡時的典型特徵。
3. 分級系統說明
產品根據幾個關鍵參數進行分類，以確保一致性並滿足設計要求。訂購代碼遵循特定結構以選擇這些分級。
3.1 型號編碼規則
命名慣例為：T [封裝代碼] [晶片數量代碼] [透鏡代碼] [內部代碼] - [光通量代碼] [色溫代碼]。例如，T3B002LWA 解碼為：T 系列、3014 封裝 (3B)、雙晶片 (2)、無透鏡 (00)、內部代碼 2、特定光通量分級、冷白光 (W)。
3.2 相關色溫 (CCT) 分級
白光 LED 被分級到由 CIE 1931 色度圖上的橢圓定義的特定色度區域。標準訂購分級為：
- 27M5：2725K ± 145K
- 30M5：3045K ± 175K
- 40M5：3985K ± 275K
- 50M5：5028K ± 283K
- 57M5：5665K ± 355K
- 65M5：6530K ± 510K
M5和M7後綴指的是麥克亞當橢圓步階 (5 步階或 7 步階)，表示顏色一致性的容差。步階數字越小表示顏色控制越嚴格。
3.3 光通量分級
光通量指定為 40mA 下的最小值。典型值和最大值可能更高。分級與 CCT 和演色性指數 (CRI) 結合。
- 暖白光 (2700-3700K)，CRI 70：最小 28 lm
- 中性白光 (3700-5000K)，CRI 70：最小 30 lm
- 冷白光 (5000-7000K)，CRI 70：最小 32 lm
- 暖白光，CRI 80+：最小 26 lm
- 中性白光，CRI 80+：最小 28 lm
- 冷白光，CRI 80+：最小 30 lm
3.4 順向電壓分級
標準電壓分級為 6.0V 至 6.5V。典型值為 6.3V。此分級有助於設計具有適當電壓餘裕的恆流驅動器。
4. 性能曲線分析
4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
雙晶片 LED 的 I-V 曲線將顯示其導通電壓約為單晶片的兩倍。曲線最初呈指數性，在導通點以上變得更為線性。設計師必須確保驅動器能提供所需電壓，特別是在低溫下 Vf 會增加時。
4.2 相對光通量 vs. 順向電流
光輸出隨電流增加而增加，但並非線性。效率通常在特定電流下達到峰值，然後由於熱效應增加和效率下降而降低。在建議的 40mA 下操作可確保最佳效率和壽命。
4.3 光譜功率分佈
白光是由激發螢光粉層的藍光 LED 晶片產生。光譜曲線顯示來自晶片的主要藍色峰值，以及來自螢光粉的更寬廣的黃/紅色發射。螢光粉發射的比例和寬度決定了 CCT 和 CRI。冷白光 LED 具有更突出的藍色峰值，而暖白光 LED 則具有更強的長波長螢光粉發射。
4.4 相對光通量 vs. 接面溫度
LED 光輸出隨著接面溫度 (Tj) 升高而降低。此特性對於熱管理設計至關重要。需要有效的散熱以盡可能保持低 Tj，以確保穩定的光輸出和長壽命。
4.5 空間輻射圖樣 (視角)
120 度視角表示發光強度為峰值強度 (0 度軸) 一半時的角寬度。3014 封裝的輻射圖樣通常是朗伯型或接近朗伯型，提供均勻、寬廣區域的照明，適合面板照明。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
3014 封裝尺寸為 3.0mm (長) ± 0.1mm x 1.4mm (寬) ± 0.1mm x 0.8mm (高) ± 0.1mm。透鏡通常為矽膠材質。
5.2 焊墊佈局與鋼網設計
建議的焊墊佈局包括兩個陽極焊墊和兩個陰極焊墊。焊墊設計對於正確的迴焊、機械穩定性和熱傳導至關重要。提供的鋼網圖案確保沉積正確體積的錫膏以形成可靠的焊點。焊墊尺寸的公差為：一位小數值 ±0.1mm，兩位小數值 ±0.05mm。
5.3 極性識別
LED 的陰極側通常有標記，常見的是基板上有綠色色調或封裝上有凹口/倒角。組裝時必須觀察正確的極性，以防止逆向偏壓損壞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
此元件適用於無鉛迴焊焊接。兩種溫度曲線均可接受：峰值溫度 230°C 或 260°C，在峰值溫度下，高於液相線 (通常約 217°C) 的時間控制在最長 10 秒。應遵循標準的升溫、預熱、迴焊和冷卻曲線，以最小化熱應力。
6.2 濕度敏感性與烘烤
3014 封裝具有濕度敏感性 (MSL)。如果原真空密封袋被打開，且 LED 暴露於環境濕度中 (由濕度指示卡變粉紅色指示)，則必須在迴焊前進行烘烤，以防止焊接過程中發生爆米花損壞。
- 烘烤條件：60°C，24 小時。
- 烘烤後：LED 應在 1 小時內焊接，或儲存在乾燥櫃中 (<20% RH)。
- 請勿在超過 60°C 的溫度下烘烤。
6.3 儲存條件
- 未開封包裝：溫度 5-30°C，濕度 <85%。
- 開封後：溫度 5-30°C，濕度 <60%。長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣櫃。
- 車間壽命：建議在工廠車間條件下 (<60% RH) 打開防潮袋後 12 小時內使用元件。
7. 應用建議與設計考量
7.1 典型應用場景
- LCD 背光：適用於電視、顯示器和看板，其較高的 Vf 可匹配驅動器輸出。
- 一般裝飾照明：燈條、模組和重點照明。
- 指示燈：適用於需要明亮、可靠狀態指示的家電和工業設備。
7.2 驅動器設計
使用額定為所需電流 (例如 40mA) 的恆流驅動器，其電壓順應範圍需能容納 LED 串的最大 Vf，包括公差和溫度效應。對於多個 LED，根據驅動器能力和所需的冗餘度，將它們以串聯、並聯或串並聯配置連接。
7.3 熱管理
儘管功率僅為 0.25W，但在 PCB 上進行有效的熱管理對於保持低接面溫度至關重要。使用在 LED 散熱焊墊 (如有) 下方帶有熱通孔並連接到銅箔或內部接地層的 PCB 來散熱。這可最大化光輸出穩定性和操作壽命。
8. 技術比較與差異化
與標準的 3014 單晶片 LED (通常 Vf ~3.0-3.4V) 相比，T3B 雙晶片系列提供了一個關鍵差異：更高的順向電壓。根據系統架構，這可能是一個優勢或要求。
- 優勢：簡化了具有 6V/12V 電源軌的系統設計，減少或消除了降壓轉換器。對於給定的驅動器電壓，允許更長的串聯燈串。
- 考量：需要具有更高電壓能力的驅動器。由於在相同電流下 Vf 較高，每個封裝的功率耗散略高，因此需要注意熱設計。
- 與具有相似功率的 5730 或 5050 封裝相比，3014 提供了更小的佔位面積，但可能具有不同的熱和光學特性。
9. 常見問題解答 (基於技術參數)
問：我可以連續以 60mA 驅動此 LED 嗎？
答：雖然絕對最大額定值為 60mA，但建議的操作電流是 40mA。以 60mA 操作將顯著增加接面溫度，降低效率 (流明/瓦)，並可能縮短 LED 的壽命。僅在實施了穩健的熱管理且可接受縮短的壽命時才考慮這樣做。
問：27M5 和 30M5 CCT 分級之間有什麼區別？
答：27M5 目標是約 2725K 的較暖白光，而 30M5 約為 3045K，仍然偏暖但橙/紅色調稍少。M5表示兩者都按照 5 步階麥克亞當橢圓進行分選，意味著每個分級內具有非常好的顏色一致性。
問：為什麼需要烘烤？如果跳過會發生什麼？
答：塑膠封裝會吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣迅速轉化為蒸汽，產生內部壓力，可能導致封裝分層、晶片破裂或金線斷裂，從而導致立即或潛在的故障 (爆米花效應)。
問：如何解讀光通量的最小值？
答：當您訂購特定的光通量分級 (例如，中性白光最小 30 lm) 時，保證所有 LED 在測試條件下都將達到或超過該值。實際出貨的零件可能具有更高的輸出，但它們將始終落在指定的 CCT 色度橢圓內。
10. 實務設計與使用案例
案例：設計用於櫥櫃照明的 12V LED 模組
設計師需要創建一個由 12V DC 變壓器直接供電的薄型、明亮模組。使用標準的 3V LED 需要 4 個串聯，留給恆流驅動器的電壓餘裕很小，特別是在低溫下。使用 Vf 約為 6.3V 的 T3B 雙晶片 LED，可以將兩個 LED 串聯連接。此 2S 配置的標稱 Vf 為 12.6V，與 12V 電源搭配使用具有低壓降的簡單線性或開關恆流驅動器時非常匹配。這簡化了電路，減少了元件數量，並且比 4 個較小 LED 的串聯燈串更符合機械限制。
11. 工作原理
LED 是一種半導體二極體。當施加超過其能隙能量的順向電壓時，電子和電洞在主動區複合，以光子 (光) 的形式釋放能量。在白光 LED 中，發藍光的氮化銦鎵 (InGaN) 晶片塗覆有摻鈰的釔鋁石榴石 (YAG:Ce) 螢光粉。部分藍光被螢光粉吸收並重新發射為黃光。剩餘的藍光和轉換後的黃光的混合被人眼感知為白光。相關色溫通過修改螢光粉成分和濃度來調整。雙晶片設計只是在一個封裝內將兩個這樣的半導體結構電氣上串聯放置。
12. 技術趨勢
SMD LED 的總體趨勢是朝向更高效率 (每瓦更多流明)、改善演色性 (更高的 CRI 和 R9 值)、更好的顏色一致性 (更嚴格的分級，例如 3 步階或 2 步階麥克亞當橢圓) 以及更高的可靠性。同時也有在保持或增加光輸出的同時實現小型化的驅動力。在 3014 或 2835 等標準封裝中使用雙晶片或多晶片設計，是一種在不改變外部機械尺寸的情況下提供特定應用電氣特性 (如更高的 Vf) 的方法，為設計師提供了更大的靈活性。此外，螢光粉技術和晶片設計的進步持續推動所有 CCT 範圍內效能和色彩品質的界限。
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。 |