T-1 3mm 霧面綠光LED燈珠規格書 - 封裝直徑3.0mm - 順向電壓2.6V - 功耗78mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明一款採用主流T-1（直徑3mm）插件式封裝的高亮度霧面綠光LED燈珠規格。此元件專為通用指示燈應用設計，在堅固耐用的業界標準外型下，提供寬廣視角與可靠效能。本產品符合RoHS指令，表示其不含鉛（Pb）等有害物質。此元件以其篩選後的最低發光強度為特徵，確保了應用效能一致性的基礎亮度水準。

2. 深度技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

元件的操作極限定義於環境溫度（T_A）為25°C時。超過這些額定值可能導致永久性損壞。

• 功耗（P_D）：最大值78 mW。這是元件可安全以熱能形式散發的總功率。
• 連續順向電流（I_F）：直流條件下最大值30 mA。
• 峰值順向電流：最大值90 mA，僅允許在脈衝條件下使用，工作週期為1/10且脈衝寬度為0.1ms，以防止過熱。
• 降額：當環境溫度超過50°C時，最大連續順向電流必須以每攝氏度0.4 mA的速率線性降低。
• 逆向電壓（V_R）：最大值5 V。施加更高的逆向電壓可能擊穿LED接面。
• 操作與儲存溫度範圍：-55°C 至 +100°C。
• 引腳焊接溫度：最高260°C，持續時間最長5秒，測量點距離LED本體2.0mm（0.078英寸）。

2.2 電氣與光學特性

典型性能規格於T_A=25°C下定義。所有數值均受製造公差影響。

• 發光強度（I_V）：範圍從25 mcd（最小值）到85 mcd（最大值），當以順向電流（I_F）10mA驅動時，典型值為38 mcd。測量使用近似CIE明視覺響應曲線的感測器/濾波器。對保證的強度值應應用±15%的公差。
• 視角（2θ_1/2）：85度。這是發光強度降至其軸向（中心）值一半時的全角，為霧面透鏡廣角可見度的特徵。
• 峰值發射波長（λ_P）：565 nm。
• 主波長（λ_d）：範圍從565 nm（最小值）到575 nm（最大值），典型值為570 nm。這是人眼感知顏色所定義的單一波長，源自CIE色度圖。
• 譜線半寬度（Δλ）：典型值30 nm。這表示所發射綠光的光譜純度或頻寬。
• 順向電壓（V_F）：在I_F= 20mA時，最大值為2.6V，典型值為2.1V。
• 逆向電流（I_R）：在V_R= 5V時，最大值為100 µA。
• 電容（C）：典型值35 pF，在零偏壓（V_F=0）及頻率1 MHz下測量。

3. 分級系統說明

產品根據關鍵光學參數進行分級，以確保應用中的一致性。提供了兩個獨立的分級表，可能對應不同的半導體材料系統（黃/綠光用AllnGaP與藍光用InGaN），此特定型號適用於相關的綠光規格。

3.1 發光強度分級

對於相關材料，強度分級於I_F= 10mA下進行。分級代碼範圍從3Z（25-30 mcd）到D（65-85 mcd）。測量精度公差為±15%。

3.2 波長分級

主波長以1-3 nm為步進進行分級。分級代碼範圍從H05（565.0-566.0 nm）到H09（572.0-575.0 nm），測量公差為±1 nm。這允許進行精確的顏色選擇。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型的特性曲線（例如，相對發光強度 vs. 順向電流、順向電壓 vs. 溫度、光譜分佈）。這些圖表對於設計工程師理解非線性行為至關重要，例如光輸出和壓降如何隨驅動電流和環境溫度變化，從而實現高效能和長壽命的最佳電路設計。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

元件採用標準T-1（直徑3mm）圓形霧面透鏡封裝。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸單位為mm（英寸），一般公差為±0.25mm，法蘭下樹脂凸出最大1.0mm，引腳間距於封裝出口點測量。

5.2 極性識別

對於插件式LED，陰極通常透過透鏡邊緣的平面、較短的引腳或其他標記來識別。具體的識別方法應從規格書中引用的封裝圖確認。

6. 焊接與組裝指南

6.1 引腳成型

彎曲必須在室溫下、焊接前進行，彎曲點至少距離LED透鏡基座3mm。不得使用引線框架基座作為支點，以避免對內部晶片貼裝造成應力。

6.2 焊接製程

手工焊接（烙鐵）：最高溫度300°C，每引腳最長3秒。波峰焊接：預熱最高100°C，持續最多60秒，接著進行最高260°C的焊錫波，持續最多5秒。必須保持透鏡基座到焊點至少有3mm的間距。必須避免將透鏡浸入焊錫中，以防止環氧樹脂毛細現象。明確說明紅外迴焊不適用於此插件式產品。

6.3 儲存與清潔

儲存時，環境溫度不應超過30°C或相對濕度70%。從原始包裝取出的LED應在三個月內使用。如需更長時間儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器。清潔應使用酒精類溶劑，如異丙醇。

7. 包裝與訂購資訊

標準包裝數量為每防靜電袋1000、500、200或100件。每內盒裝十袋（總計5000件）。每外運輸箱裝八個內盒（總計40,000件）。運輸批次中的最後一包可能不是完整包裝。

8. 應用建議

8.1 預期用途與注意事項

此LED預期用於普通電子設備（辦公室、通訊、家用）。未經事先諮詢，不建議用於安全關鍵應用（航空、醫療、交通控制），因為故障可能危及生命或健康。

8.2 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為了在並聯多個LED時確保亮度均勻，必須在每個LED上串聯一個限流電阻（電路模型A）。不建議直接並聯LED（電路模型B），因為各個LED的順向電壓（V_F）存在差異，這將導致電流分佈不均和亮度不同。

8.3 靜電放電（ESD）防護

LED容易受到靜電損壞。預防措施包括：使用接地腕帶和工作站、使用離子風扇中和透鏡表面的靜電、在ESD安全環境中處理元件。

9. 技術比較與差異化

此元件在其類別中的主要優勢包括：對於霧面T-1封裝具有高強度、85度寬廣視角以實現廣泛可見性，以及符合RoHS標準。提供詳細的強度和波長分級表，與未分級或規格寬鬆的替代品相比，允許更嚴格的設計控制，這對於需要多個指示燈顏色或亮度一致性的應用至關重要。

10. 常見問題（FAQ）

問：峰值波長和主波長有什麼區別？

答：峰值波長（λ_P）是發射光譜中功率最大的點。主波長（λ_d）是人眼感知顏色所對應的單一波長，由色度座標計算得出。λ_d對於顏色指示應用更為相關。

問：我可以持續以30mA驅動此LED嗎？

答：可以，但僅限於環境溫度等於或低於50°C時。超過50°C，電流必須以0.4mA/°C的速率降額。例如，在80°C時，最大連續電流將為30mA - (0.4mA * (80-50)) = 18mA。

問：為什麼每個並聯的LED都需要串聯電阻？

答：LED的順向電壓（V_F）存在自然變異。若沒有各自的電阻，V_F稍低的LED將不成比例地吸取更多電流，變得更亮並可能過熱，而V_F較高的LED則會變暗。電阻主導了電流調節，最小化了V_F differences.

11. 實務設計案例研究

情境：設計一個具有10個均勻亮度的綠色狀態指示燈的面板，由5V電源軌供電。

設計步驟：

1. 為確保一致性，從相同的強度分級中選擇LED（例如，分級B：38-50 mcd）。

2. 確定驅動電流。為了良好的亮度和壽命，選擇I_F= 10mA。

3. 計算串聯電阻。使用典型值V_F= 2.1V（在10mA下）：R = (V_電源- V_F) / I_F= (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 Ω。使用最接近的標準值（例如，300 Ω）。

4. 計算電阻功率：P = I²* R = (0.01)²* 300 = 0.03W。標準1/8W（0.125W）電阻已足夠。

5. 實施：使用十個相同的電路，每個電路由一個LED和一個300Ω電阻串聯，連接在5V電源軌和地之間。

此方法確保了亮度均勻，不受10個LED之間輕微的V_F變異影響。

12. 工作原理簡介

發光二極體（LED）是一種半導體p-n接面元件。當施加超過其閾值的順向電壓時，電子和電洞在接面處復合，以光子（光）的形式釋放能量。發射光的顏色由所用半導體材料的能隙決定。在此情況下，材料系統產生綠色光譜（約565-575 nm）的光子。霧面環氧樹脂透鏡散射光線，創造出寬廣的視角。

13. 技術趨勢

插件式LED燈珠仍然是原型製作、教育套件以及需要手動組裝或偏好波峰焊接的惡劣環境中高可靠性應用的主力。然而，由於表面黏著元件（SMD）封裝尺寸更小、適合自動化取放組裝以及更高密度的PCB佈局，產業趨勢強烈朝向主流電子產品使用SMD封裝。材料（提高效率和色域）和封裝（增強熱管理以支援更高功率）方面的進步仍在持續。