T-1 3mm 高亮度綠色LED 發光強度 680-1900mcd - 電壓 2.7-3.8V - 功率 108mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款採用標準T-1（3mm）插件式封裝的高性能綠色發光二極體（LED）之規格。此元件專為需要高亮度、低功耗及可靠性能的通用指示與照明應用而設計。其核心優勢包括符合RoHS規範、高發光效率，以及與低電流驅動電路的相容性，使其廣泛適用於消費性電子產品、工業控制設備及面板指示燈。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

此元件的操作極限定義於環境溫度（T_A）為25°C時。最大連續順向電流為30 mA，在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）允許的峰值順向電流為100 mA。最大功耗為108 mW。操作溫度範圍為-30°C至+80°C，儲存溫度範圍為-40°C至+100°C。進行焊接時，當測量點距離LED本體1.6mm時，引腳可承受260°C最高5秒。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數於T_A=25°C且順向電流（I_F）為20 mA下量測。發光強度（I_V）範圍從最小值680 mcd到典型值1900 mcd。視角（2θ_1/2）典型值為40度。此元件發射綠光，其峰值發射波長（λ_P）為523 nm，主波長（λ_d）範圍為520 nm至538 nm。順向電壓（V_F）介於2.7V至3.8V之間，典型值為3.3V。在逆向電壓（V_R）為5V時，最大逆向電流（I_R）為10 μA。必須注意，此元件並非設計用於逆向偏壓下操作；V_R條件僅用於I_R測試。

3. 分級系統規格

LED根據發光強度與主波長進行分級，以確保應用中的色彩與亮度一致性。

3.1 發光強度分級

單位為毫燭光（mcd），於20 mA下量測。定義兩個主要級別：NP級（680 mcd至1150 mcd）與QR級（1150 mcd至1900 mcd）。每個級別界限適用±15%的容差。

3.2 主波長分級

單位為奈米（nm），於20 mA下量測。定義五個級別：G10（520.0-523.0 nm）、G11（523.0-527.0 nm）、G12（527.0-531.0 nm）、G13（531.0-535.0 nm）及G14（535.0-538.0 nm）。每個級別界限適用±1 nm的容差。

4. 性能曲線分析

雖然文本摘錄中未提供具體圖形數據，但此類LED的典型性能曲線將包括順向電流（I_F）與順向電壓（V_F）之間的關係，顯示二極體的指數特性。另一條關鍵曲線將描繪發光強度（I_V）對順向電流（I_F）的關係，展示在工作範圍內近乎線性的關係。環境溫度對發光強度的影響亦相當顯著，通常顯示輸出隨溫度升高而降低。光譜分佈曲線將以523 nm峰值為中心，典型半波寬（Δλ）為35 nm，定義了綠色的純度。

5. 機械與封裝資訊

此元件採用流行的T-1（直徑3mm）插件式封裝，配備白色擴散透鏡。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，一般公差為±0.25mm。法蘭下方樹脂的最大突出量為1.0mm。引腳間距於引腳從封裝本體伸出的點進行測量。與透明透鏡相比，擴散透鏡有助於實現更寬廣且更均勻的視角。

6. 焊接與組裝指南

6.1 引腳成型與處理

引腳成型必須在常溫下進行，且必須在焊接過程之前完成。彎曲處應距離LED透鏡基座至少1.6mm。彎曲時不得以引線框架的基座作為支點，以避免應力傳遞至內部晶粒和接合線。在PCB組裝過程中，應使用最小的夾緊力。

6.2 焊接製程

必須在透鏡基座與焊點之間保持至少1.6mm的最小間隙。必須避免將透鏡浸入焊料中，以防止環氧樹脂爬升，這可能導致焊接問題。焊接後亦禁止校正LED位置。建議條件如下：

• 電烙鐵：溫度最高400°C，時間最長3秒（僅限一次）。
• 波峰焊：預熱最高120°C，最長60秒；焊波最高260°C，最長5秒。

6.3 儲存與清潔

若儲存於原包裝外，建議在三個月內使用。如需長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。若需清潔，請使用異丙醇等酒精類溶劑。

7. 包裝與訂購資訊

標準包裝流程為：每防靜電包裝袋裝1,000顆。十個包裝袋裝入一個內箱，每個內箱總計10,000顆。八個內箱裝入一個外運紙箱，每個外箱總計80,000顆。每個包裝袋上標有發光強度分級代碼以供追溯。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此LED適用於普通電子設備，包括辦公自動化設備、通訊設備及家用電器。其高亮度使其適合用作狀態指示燈、面板與開關的背光，以及需要清晰綠色信號的裝飾照明。

8.2 電路設計考量

LED是電流驅動元件。為了確保並聯驅動多個LED時亮度均勻，強烈建議為每個LED串聯一個限流電阻（電路模型A）。若並聯驅動多個LED而未使用個別電阻（電路模型B），由於各元件順向電壓（V_F）的差異，可能導致顯著的亮度差異。串聯電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F，其中I_F為期望的驅動電流（例如20mA）。

8.3 關鍵應用注意事項

在需要極高可靠性的應用中使用此LED前，請諮詢供應商，特別是故障可能危及生命或健康的應用（例如航空、醫療系統、安全裝置）。

9. 靜電放電（ESD）與操作注意事項

LED對靜電放電和電壓突波敏感。操作時建議使用腕帶或防靜電手套。所有設備，包括電烙鐵和工作台，必須妥善接地。避免對引腳施加任何機械應力，尤其是在焊接過程中元件受熱時。

10. 技術比較與差異化

此元件在同類產品中的關鍵差異點包括其高發光強度範圍（最高達1900 mcd），在常見的封裝形式中提供顯著的亮度。採用InGaN（氮化銦鎵）技術實現了高效的綠光發射。針對強度與波長定義的分級結構，讓設計師能為需要嚴格色彩與亮度匹配的應用選擇合適的元件，減少生產後校準的需求。

11. 常見問題（FAQ）

11.1 我可以不使用串聯電阻驅動此LED嗎？

不可以。不建議將LED直接連接至電壓源驅動，因為它是電流驅動元件。順向電壓的微小變化可能導致電流大幅改變，可能超過最大額定值並損壞LED。串聯電阻對於穩定且安全的操作至關重要。

11.2 為何發光強度有一個範圍（680-1900 mcd）？

此範圍代表分級結構。由於製造過程的變異，LED在生產後會根據量測性能進行分類（分級）。規格書指定了可用級別（NP和QR）的最小與最大界限。設計師在為特定亮度等級設計時，應考慮級別內±15%的容差。

11.3 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長（λ_P）是光譜功率分佈達到最大值時的波長（此LED為523 nm）。主波長（λ_d）源自CIE色度圖，代表單色光的單一波長，當與指定的白色參考光混合時，能匹配LED的顏色。它是感知上的顏色。主波長範圍為520-538 nm。

12. 設計與使用案例研究

情境：為需要10顆亮度均勻的綠色LED的工業設備設計一個多指示器狀態面板。設計步驟：1. 為求一致性，選擇來自相同發光強度級別（例如QR）且主波長級別較窄（例如G11）的LED。 2. 電源為5V DC。 3. 使用典型V_F值3.3V與目標I_F值20 mA，計算串聯電阻：R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85歐姆。可使用標準的82歐姆或100歐姆電阻，略微調整電流。 4. 實施電路模型A，每個LED使用一個電阻。 5. 在PCB佈局時，確保LED本體與焊盤之間有建議的1.6mm間隙。 6. 精確遵循波峰焊製程參數。此方法確保可靠操作與外觀均勻。

13. 工作原理簡介

發光二極體（LED）是一種半導體p-n接面二極體。當施加順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入接面區域。當這些電荷載子復合時，能量以光子（光）的形式釋放。發射光的顏色（波長）由半導體材料的能隙決定。此特定LED使用InGaN（氮化銦鎵）化合物半導體，其能隙經過設計以對應綠光發射。

14. 技術趨勢

LED產業在效率（每瓦流明）方面持續進步，得以在更低功耗下實現更高亮度。為滿足全彩顯示器和建築照明等對一致性要求極高的應用需求，色彩與光通量的分級容差有趨於更嚴格的趨勢。雖然像T-1這樣的插件式封裝在原型製作、業餘愛好者使用及某些工業應用中仍然流行，但表面黏著元件（SMD）封裝因其更小的尺寸和適合自動化組裝的優勢，主導著大量生產。用於綠光和藍光LED的底層InGaN技術已成熟，但在效率和可靠性方面仍持續有漸進式的改進。