T-1 3/4 黃色LED燈規格書 - 5.0mm直徑 - 2.1V - 20mA - 高發光強度 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款高效能、發黃光的插件式LED燈的規格。此元件設計兼具多功能性與可靠性，適用於消費性電子產品、工業控制及通用設備中的各種指示燈與照明應用。其主要優點包括高光通量輸出、低功耗，以及與標準組裝製程的相容性。

此LED採用流行的T-1 3/4（5.0mm）直徑封裝，搭配水清透鏡以增強光輸出與視角。其採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術製成，以高效率與穩定的色彩表現著稱。本產品符合RoHS指令，表示其不含鉛（Pb）等有害物質。

2. 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。在此條件下或超出此條件運作並無保證，應予避免以確保可靠性能。

• 功率耗散（P_D）：最大值125 mW。
• 峰值順向電流（I_FP）：100 mA，僅允許在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）。
• 直流順向電流（I_F）：連續50 mA。
• 降額：當環境溫度（T_A）超過50°C時，直流順向電流必須以每攝氏度0.6 mA的速率線性降低。
• 工作溫度範圍（T_opr）：-40°C 至 +100°C。
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-50°C 至 +100°C。
• 引腳焊接溫度：最高260°C，持續5秒，測量點距離LED本體底部2.0mm（0.078英吋）。

3. 電氣與光學特性

除非另有說明，所有參數均在環境溫度（T_A）為25°C下指定。這些定義了正常工作條件下的典型性能。

3.1 光學參數

• 發光強度（I_V）：在順向電流（I_F）為20 mA時，範圍從最小值5500 mcd到典型最大值16000 mcd。保證的強度值容差為±15%。
• 視角（2θ_1/2）：30度。此為發光強度降至其軸向（中心）值一半時的全角。容差為±2°。
• 峰值發射波長（λ_P）：介於587 nm至594.5 nm之間，典型值為591 nm。此為光譜輸出最強的波長。
• 主波長（λ_d）：約590 nm。此為人眼感知、定義LED顏色（黃色）的單一波長，源自CIE色度圖。
• 光譜線半高寬（Δλ）：約20 nm。這表示光譜純度，定義了峰值周圍包含顯著光功率的波長範圍。

3.2 電氣參數

• 順向電壓（V_F）：介於1.8 V至2.5 V之間，在I_F= 20 mA時典型值為2.1 V。
• 逆向電流（I_R）：當施加逆向電壓（V_R）為5V時，最大值為10 μA。重要：此元件並非設計用於逆向操作；此測試條件僅供特性描述之用。

4. 分級系統規格

為確保應用中的一致性，LED根據關鍵性能參數進行分類（分級）。分級代碼標示於包裝上。

4.1 發光強度分級

在I_F= 20 mA下測量。每個分級限值的容差為±15%。

• 分級 W：5500 – 7200 mcd
• 分級 X：7200 – 9300 mcd
• 分級 Y：9300 – 12000 mcd
• 分級 Z：12000 – 16000 mcd

4.2 主波長分級

在I_F= 20 mA下測量。每個分級限值的容差為±1 nm。

• 分級 2：587.0 – 589.5 nm
• 分級 3：589.5 – 592.0 nm
• 分級 4：592.0 – 594.5 nm

5. 機械與封裝資訊

LED封裝於標準T-1 3/4（5.0mm直徑）插件式封裝中。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米（英吋僅供參考）。
• 除非另有特定註記，標準公差為±0.25mm（±0.010\"）。
• 引腳間距測量點為引腳從塑膠封裝本體伸出的位置。
• 透鏡為水清材質，可優化光線傳輸。

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

• 彎曲必須在距離LED透鏡底部至少3mm的位置進行。
• 不得以引線框架的基部作為支點。
• 成型必須在室溫下進行，且必須在焊接製程之前完成。
• 在插入PCB時，使用最小的夾緊力，以避免對引腳或封裝造成機械應力。

6.2 焊接製程

• 保持從透鏡底部到焊點的最小距離為2mm。
• 避免將透鏡浸入焊料中。
• 當LED因焊接而處於高溫時，請勿對引腳施加外部應力。
• 推薦焊接條件：
  • 烙鐵：最高溫度350°C，最大接觸時間3秒（每引腳僅限一次）。
  • 波峰焊：預熱最高100°C，最長60秒；焊波最高260°C，最長5秒。
• 重要：過高的溫度或時間可能導致透鏡變形或造成災難性故障。紅外線迴焊焊接不適用於此類插件式LED。

6.3 清潔

若需清潔，請使用酒精類溶劑，如異丙醇。

6.4 儲存

為獲得最佳保存期限：

• 儲存於不超過30°C且相對濕度70%的環境中。
• 從原廠防潮包裝中取出的LED應在三個月內使用完畢。
• 若需在原包裝外進行更長時間的儲存，請將LED置於放有乾燥劑的密封容器或氮氣吹掃的乾燥器中。

7. 驅動電路設計

LED是電流驅動元件。為確保亮度一致，尤其是在使用多顆LED時，適當的電流調節至關重要。

• 推薦電路（模型A）：為每顆LED單獨使用一個串聯限流電阻。此方法可補償不同LED之間順向電壓（V_F）特性的差異，確保電流均勻，從而實現均勻的發光強度。
• 不推薦電路（模型B）：不建議將多顆LED直接並聯而不使用個別電阻。V_F的微小差異可能導致顯著的電流不平衡，造成亮度明顯差異，並可能使部分元件過電流。
• 串聯電阻（R_s）的值可使用歐姆定律計算：R_s= (V_supply- V_F) / I_F，其中V_F與I_F為規格書中所需的工作點。

8. 靜電放電（ESD）防護

此LED易受靜電放電損壞。在操作與組裝過程中必須遵守以下預防措施：

• 操作人員應佩戴接地腕帶或防靜電手套。
• 所有設備、工作台及儲物架必須妥善接地。
• 使用離子發生器來中和可能積聚在塑膠透鏡表面的靜電荷。

9. 包裝規格

標準包裝配置如下：

• 單位包裝：每防潮包裝袋500或250顆。
• 內盒：包含10個包裝袋，總計5000顆。
• 外箱（出貨箱）：包含8個內盒，總計40,000顆。
• 註：在任何出貨批次中，僅最終包裝可能包含非整數數量。

10. 應用註記與注意事項

• 預期用途：本產品設計用於普通電子設備（例如：辦公設備、通訊裝置、家用電器）。
• 關鍵應用：對於需要極高可靠性，且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），使用前需獲得特定核准與資格認證。
• 免責聲明：所有規格如有變更，恕不另行通知。用戶有責任驗證產品是否適用於其特定應用。

11. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定圖表（例如：圖1為光譜分佈，圖6為視角），但典型特性可從表格數據推斷：

• I-V曲線：順向電壓（V_F）顯示相對較低的值（典型值2.1V），這是AlInGaP技術的特點，有助於降低功耗。
• 溫度依賴性：超過50°C時0.6 mA/°C的降額因子表明，最大允許直流電流隨環境溫度升高而線性降低，以防止過熱並確保使用壽命。
• 光譜分佈：窄半高寬（Δλ ~20 nm）與明確的峰值波長（λ_P~591 nm）表示良好的色彩飽和度與純度，這對於清晰、鮮明的黃色指示燈是理想的。

12. 技術比較與設計考量

與GaAsP（磷化鎵砷）等舊技術相比，此AlInGaP LED提供了顯著更高的發光效率，在相同驅動電流下能產生更大的強度。低順向電壓也降低了串聯電阻中的功率耗散，提高了整體系統效率。

關鍵設計考量：

1. 電流控制：始終使用恆定電流或帶串聯電阻的電壓源驅動。切勿在沒有電流限制的情況下直接連接到電壓源。
2. 熱管理：儘管是插件式封裝，在高溫環境下仍需考慮環境溫度並遵守降額曲線，以維持可靠性。
3. 光學設計：30度視角提供了聚焦光束。若需要更寬的照明，可能需要二次光學元件（擴散片）。
4. 脈衝波形：當使用峰值電流額定值（100 mA）時，請確保脈衝寬度為0.1ms或更短，且工作週期為10%或更低，以避免超過平均功率耗散限制。