T-1 3/4 白光LED燈珠規格書 - 5mm直徑 - 3.3V典型值 - 120mW功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款高效能、插件式安裝白光LED燈珠的完整技術規格。此元件專為需要可靠性能與簡易組裝的通用指示燈及照明應用而設計。其採用流行的T-1 3/4封裝直徑，使其與標準PCB佈局及面板安裝相容。

核心技術基於沉積在藍寶石基板上的氮化銦鎵半導體材料，可產生白光。本產品符合RoHS指令，意味著其製造過程未使用鉛及其他受限有害物質。強調的主要優勢包括低功耗、高發光效率，以及因其低電流需求而與積體電路相容。

1.1 目標應用

此LED適用於普通電子設備。典型應用領域包括但不限於：辦公室自動化設備的狀態指示燈、開關與面板的背光照明、消費性電子產品中的一般照明，以及通訊設備中的信號指示燈。它適用於標準可靠性即足夠的應用。

2. 技術參數深入解析

LED的性能是在特定環境條件下（Ta=25°C）進行表徵的。理解這些參數對於正確的電路設計以及在最終應用中達到預期性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不保證在這些極限下或超出這些極限的操作，為確保可靠運作應予以避免。

• 功率耗散 (Pd)：最大值120 mW。這是封裝能夠安全散發為熱量的總功率。
• 峰值順向電流 (I_FP)：最大值100 mA。此電流僅允許在脈衝條件下，佔空比為1/10且脈衝寬度為0.1ms，以防止過熱。
• 連續順向電流 (I_F)：最大直流30 mA。這是連續操作時建議的最大電流。
• 操作溫度範圍 (T_opr)：-30°C 至 +80°C。元件在此環境溫度範圍內可正常運作。
• 儲存溫度範圍 (T_stg)：-40°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1.6mm (0.063")。

2.2 電氣與光學特性

這些是在標準測試條件 I_F= 20mA 且 T_a=25°C 下測量的典型與保證性能參數。

• 發光強度 (I_v)：2500 mcd (最小)，5200 mcd (典型)，9300 mcd (最大)。強度根據CIE 127標準在機械軸上測量。保證強度適用±15%的公差。
• 視角 (2θ_1/2)：50度 (典型)。這是發光強度降至其軸向值一半時的全角。
• 色度座標 (x, y)：x=0.29 (典型)，y=0.28 (典型)。這些座標定義了CIE 1931色度圖上的白點。
• 順向電壓 (V_F)：在 I_F=20mA 時，2.7V (最小)，3.3V (典型)，3.7V (最大)。此參數對於選擇適當的限流電阻至關重要。
• 逆向電流 (I_R)：在逆向電壓 (V_R) 為5V時，最大值50 µA。此元件並非設計用於逆向偏壓操作。

3. 分級系統說明

LED根據關鍵光學參數進行分類（分級），以確保生產批次內的一致性。分級代碼標示於每個包裝袋上。

3.1 發光強度 (I_v) 分級

LED根據其在20mA下測量的發光強度分為不同等級。等級包括：T (2500-3200 mcd)、U (3200-4200 mcd)、V (4200-5500 mcd)、W (5500-7200 mcd) 和 X (7200-9300 mcd)。

3.2 色調 (色度) 分級

LED亦根據其色度座標進行分級，以控制白光的顏色變化。規格書提供了一個色調規格表，包含B1、B2、C1、C2、D1和D2等級的座標。色度座標的測量容差為±0.01。

4. 性能曲線分析

規格書包含數條典型特性曲線，用以說明LED在不同條件下的行為。這些對於進階設計考量至關重要。

4.1 順向電壓 vs. 順向電流 (I-V曲線)

此曲線顯示了LED兩端電壓與流經電流之間的非線性關係。它展示了導通電壓以及V_F如何隨I_F.

增加。

4.2 順向電流 vs. 相對發光強度

此圖表說明了光輸出對驅動電流的依賴性。通常，發光強度隨電流增加而增加，但在極高電流下可能因效率下降和發熱而飽和或衰減。

4.3 環境溫度 vs. 相對發光強度

此曲線對於理解熱性能至關重要。它顯示了光輸出如何隨著環境溫度升高而降低，這是半導體光源的特性。

4.4 指向性圖案

指向性圖（或輻射圖案）以視覺方式呈現LED周圍光強度的空間分佈，與50度視角的規格相關聯。

4.5 光譜與色度 vs. 電流

光譜分佈曲線顯示了不同波長下的相對發射功率，定義了白光的色彩品質。順向電流與色度座標之間的關係，指出了在非測試條件電流驅動LED時可能發生的任何色彩偏移。

5. 機械與封裝資訊

• 此元件採用標準徑向引腳封裝，透鏡直徑為T-1 3/4（約5mm）。尺寸：
• 所有主要尺寸均以毫米為單位提供，除非另有說明，一般公差為±0.25mm。引腳間距：
• 測量引腳從封裝本體伸出的位置，這是PCB焊盤設計的關鍵參數。極性識別：
• 通常，較長的引腳表示陽極（正極），透鏡凸緣上的平面也可能指示陰極側。具體標記應從封裝圖中確認。樹脂突出：

凸緣下方樹脂可能突出最多1.0mm。

6. 焊接與組裝指南

正確的操作對於防止損壞並確保長期可靠性至關重要。

6.1 引腳成型

引腳彎曲必須在距離LED透鏡基座至少3mm的位置進行。不應以引線框架的基座作為支點。成型必須在室溫下、焊接過程之前完成。

6.2 焊接製程

• 必須在透鏡基座與焊接點之間保持至少2mm的最小間隙。必須避免將透鏡浸入焊料中。當LED處於高溫時，不應對引腳施加外部應力。手工焊接（烙鐵）：
• 最高溫度350°C，最長3秒（僅限一次）。波峰焊接：
• 預熱最高至100°C，持續最多60秒。焊波溫度不應超過260°C，最長5秒。紅外迴流焊：

此製程明確說明不適用於此類插件式LED燈珠。

6.3 儲存與清潔

儲存時，環境溫度不應超過30°C，相對濕度不應超過70%。從原始包裝中取出的LED應在三個月內使用。如需更長時間儲存，建議使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。如有必要，可使用異丙醇或類似的醇基溶劑進行清潔。

7. 包裝與訂購資訊

• 標準包裝配置如下：
• 每防靜電包裝袋500顆。
• 每內箱10個包裝袋（總計5,000顆）。

每主外箱8個內箱（總計40,000顆）。

料號LTW-2L3DV5S遵循特定的編碼慣例，其中元素可能表示透鏡類型（水清）、顏色（白）、封裝（T-1 3/4）和性能分級（V5與強度/色調相關）。

8. 應用設計建議

8.1 驅動電路設計_FLED是一種電流驅動元件。為確保亮度均勻並防止電流爭奪，尤其是在多個LED並聯連接時，強烈建議為每個LED串聯一個專用的限流電阻。若並聯驅動LED而不使用個別電阻（如不建議的電路所示），由於個別元件的順向電壓自然變異，可能導致顯著的亮度差異。

8.2 熱管理

雖然插件式設計有助於通過引腳散熱，但仍需考慮120mW的最大功率耗散以及光輸出的負溫度係數。在高環境溫度或高驅動電流下操作將降低光輸出，並可能影響長期可靠性。在應用設計中應考慮足夠的間距，可能還需要通風。

8.3 光學設計

50度的視角提供了相當寬廣的光束。對於需要聚焦或擴散的應用，可以使用二次光學元件（透鏡、導光板）。水清透鏡適合此類應用。

9. 技術比較與考量

與白熾燈泡等舊技術相比，此LED提供了遠優越的效率、更長的使用壽命和更低的發熱量。在LED領域內，此插件式元件為手工或波峰焊接組裝提供了簡便性和穩固性，與需要迴流焊接且高度更低的表面黏著元件形成對比。T-1 3/4尺寸是一個事實上的標準，確保了相容的插座、支架和面板開孔具有廣泛的可用性。

10. 常見問題解答

10.1 我應該使用多大的電阻值？

電阻值 (R) 使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。估算時使用典型的V_F(3.3V)，但需考慮最大V_F(3.7V)，以確保在電源電壓容差範圍內電流不會低於所需的最小強度。對於5V電源和目標I_F為20mA：R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85歐姆。標準的82或100歐姆電阻是合適的，其額定功率P = I²R.

²R。

10.2 我可以直接從微控制器引腳驅動它嗎？

不建議直接從微控制器GPIO引腳驅動LED。大多數GPIO引腳的電流供應/吸收能力有限（通常絕對最大值為20-25mA，連續操作建議更低）。將引腳使用在其極限值會對微控制器造成壓力。更好的做法是使用GPIO控制一個電晶體，再由該電晶體透過其自身的限流電阻來驅動LED。

10.3 為什麼光輸出會隨溫度降低？

這是半導體LED的基本特性。隨著溫度升高，半導體內部的非輻射復合過程變得更加主導，降低了內部量子效率，從而導致在相同驅動電流下光輸出降低。

11. 實務設計案例研究情境：

為一個使用橋式整流器和電容進行基本直流轉換的家電設計一個市電供電（120V AC）指示燈，產生約150V DC。設計挑戰：

高電壓以及需要電氣隔離和限流。解決方案：²必須串聯一個電阻。其阻值會非常高：R ≈ (150V - 3.3V) / 0.020A ≈ 7335歐姆 (7.3 kΩ)。電阻上的功率耗散為P = I²²R = (0.02)² * 7335 ≈ 2.93W，需要一個大型、高功率的電阻，效率低下。更好的解決方案是使用容抗降壓電路或專為高壓輸入設計的專用高效LED驅動IC，這能提高效率和安全性。此案例強調，雖然LED本身簡單，但驅動電路必須針對應用環境仔細設計。

12. 技術原理介紹

此白光LED基於一個在光譜藍光區域發光的氮化銦鎵半導體晶片。為了產生白光，藍光通過塗覆在晶片上的螢光粉塗層（通常是摻雜鈰的釔鋁石榴石）部分轉換為更長的波長。剩餘的藍光與下轉換的黃/紅光混合，被人眼感知為白光。此方法稱為螢光粉轉換白光。螢光粉的特定混合決定了白光的相關色溫和顯色指數，這些與規格書中指定的色度座標相關。

13. 產業趨勢與背景

光電產業持續朝著更高效率、改善顯色性和更低成本的方向發展。雖然表面黏著技術在空間受限的應用中佔據主導地位，但像這樣的插件式LED在需要穩固性、易於手工組裝、維修或使用插座的應用中仍然具有相關性。此外，為了確保使用多個LED的應用中的一致性，對顏色和光通量進行更嚴格分級的趨勢也在增加。所述的RoHS合規性現已成為由環境法規推動的全球標準。未來的發展可能包括更高效率的晶片和更先進的螢光粉系統，即使在標準封裝格式中也能提供更好的光品質。