目錄
1. 產品概述
T3C系列是一款專為通用照明應用設計的高性能頂視白光LED。此3030封裝（3.0mm x 3.0mm）旨在提供高光通量輸出，同時保持緊湊的外形尺寸，適合現代空間受限的照明設計。其增強散熱的封裝設計是一大關鍵特色，能實現更好的散熱效果，並確保在高驅動電流下可靠運作，這也使其具備高電流承載能力。本元件相容於無鉛迴焊製程，並設計符合RoHS指令，適合對環保法規要求嚴格的全球市場。
1.1 核心優勢與目標市場
此LED的主要優勢包括高光效、強健的熱性能以及寬廣的120度視角，確保了均勻的光線分佈。這些特性使其成為替換傳統光源、一般環境照明以及室內外看板背光等改造應用的理想選擇。其性能也適用於需要一致色彩與高輸出的建築與裝飾照明專案。
2. 深入技術參數分析
本節針對規格書中列出的關鍵性能參數，提供詳細且客觀的解讀，對設計工程師至關重要。
2.1 電光特性
光通量輸出是在測試電流120mA與接面溫度（Tj）25°C下指定的。典型值會隨著相關色溫（CCT）與演色性指數（CRI）而有顯著差異。例如，一個CRI為70（Ra70）的4000K LED，其典型光通量為114流明，而相同CCT但CRI為90（Ra90）的LED則降至91流明。CRI與光輸出之間的這種反比關係是LED設計中的基本權衡。所有光通量測量值均有±7%的公差，CRI測量值則有±2的公差。
2.2 電氣與熱參數
絕對最大額定值定義了操作極限。最大連續順向電流（IF）為200mA，在特定條件下（脈衝寬度≤100μs，工作週期≤1/10）的脈衝順向電流（IFP）為300mA。最大功耗（PD）為1280mW。順向電壓（VF）在120mA下典型值為6.0V，範圍從5.6V到6.4V。熱管理的一個關鍵參數是從接面到焊點的熱阻（Rth j-sp），指定為17°C/W。此數值表示熱量從LED晶片傳遞到印刷電路板的效率，直接影響LED的壽命與性能穩定性。
3. 分級系統說明
本產品依據關鍵參數進行分級，以確保一致性，這對於需要均勻光輸出與色彩的應用至關重要。
3.1 光通量與順向電壓分級
光通量分級結構較為複雜，由CCT、CRI和一個通量代碼（例如5D、5E）定義。例如，一個3000K、Ra80的LED可能被分為5D級（95-100流明）、5E級（100-105流明）、5F級（105-110流明）或5G級（110-115流明）。同樣地，順向電壓被分為四個代碼：Z3（5.6-5.8V）、A4（5.8-6.0V）、B4（6.0-6.2V）和C4（6.2-6.4V）。這讓設計師可以選擇符合其驅動電路需求的LED，以達到最佳效率。
3.2 色度分級
對於每個CCT分級（例如2700K的27R5），色彩一致性控制在CIE色度圖上的5階麥克亞當橢圓內。規格書提供了25°C和85°C下的中心座標，以及橢圓參數（a, b, Φ）。這種嚴格的分級，符合如Energy Star針對2600K-7000K的標準，確保同一批次LED之間的視覺色差最小，這對於多顆LED的燈具至關重要。
4. 性能曲線分析
圖形數據提供了LED在不同操作條件下行為的深入見解。
4.1 光譜與角度分佈
光譜圖（針對Ra70、Ra80、Ra90）顯示了相對光譜功率分佈。較高CRI的LED展現出更飽滿的光譜，特別是在紅色區域，從而帶來更好的演色性，但整體光效略低。視角分佈圖確認了寬廣的120度光束模式，其特徵為朗伯或近朗伯分佈。
4.2 電氣與熱依賴性
順向電流與相對強度曲線顯示了驅動電流與光輸出之間的超線性關係。順向電流與順向電壓曲線說明了二極體的指數型IV特性。或許最重要的是，環境溫度與相對光通量圖展示了溫度上升對光輸出的負面影響。同樣地，環境溫度與相對順向電壓圖顯示了順向電壓的負溫度係數，這是恆流驅動器的一個關鍵考量點。
5. 機械與封裝資訊
5.1 尺寸與極性
封裝為標準3030尺寸，長寬為3.00mm x 3.00mm，高度為0.69mm。底面圖清楚地顯示了焊墊佈局與極性識別。陽極與陰極均有標記，陰極通常以封裝上的凹口或綠色標記等特徵來表示。焊接圖案設計用於可靠的表面黏著組裝。
6. 焊接與組裝指南
此LED適用於無鉛迴焊焊接。焊接溫度（Tsld）的絕對最大額定值指定為230°C或260°C，最長持續10秒。這是指在迴焊溫度曲線期間，於LED焊墊上測得的峰值溫度。遵循建議的迴焊溫度曲線至關重要，該曲線應以受控速率升溫與降溫，以防止熱衝擊，熱衝擊可能導致封裝破裂或焊點失效。操作溫度範圍為-40°C至+105°C，儲存溫度範圍為-40°C至+85°C。
7. 型號編碼系統與訂購資訊
零件編號遵循以下結構：T3C***21A-*****。此結構內的特定代碼定義了關鍵屬性：
- X1（類型代碼）：'3C'代表3030封裝。
- X2（CCT代碼）：例如，'27'代表2700K，'40'代表4000K。
- X3（演色性代碼）：'7'代表Ra70，'8'代表Ra80，'9'代表Ra90。
- X4 & X5（晶片配置代碼）：表示串聯與並聯晶片的數量（1-Z）。
- X6（元件代碼）：內部指定代碼（A-Z）。
- X7（色彩代碼）：定義色度分級標準（例如，'R'代表85°C ANSI標準）。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
此LED非常適合以下應用：
- 改造燈具：直接替換崁燈、燈泡和燈管中的白熾燈、鹵素燈或CFL燈。
- 一般照明：需要高光通量與良好均勻性的線性燈具、平板燈和高天井燈。
- 看板背光：需要一致白光的側光式或直下式室內/室外看板。
- 建築照明：間接照明、建築立面照明和其他裝飾性應用。
8.2 設計考量
關鍵設計因素包括：
- 熱管理：17°C/W的Rth j-sp需要有效的散熱器。維持低接面溫度對於達到額定壽命以及保持光輸出與色彩穩定性至關重要。
- 驅動電流：雖然最高可達200mA，但在測試電流120mA或以下運作，通常能在光效、壽命與熱負載之間取得更好的平衡。
- 光學設計：寬廣的視角可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）來滿足需要更聚焦光束的應用。
- 分級選擇：對於多顆LED的設計，指定嚴格的通量、電壓和色度分級對於避免可見的不一致性（色偏、亮度差異）至關重要。
9. 技術比較與差異化
與早期的3528或5050等封裝相比，3030格式在中等尺寸的封裝中提供了更高的流明密度。其增強散熱的設計通常在最大驅動電流和高溫下的持續光輸出方面，優於標準的3030封裝。在同一封裝內提供高CRI（Ra90）選項，為設計師在色彩品質至關重要且無需更改機械尺寸的應用中提供了靈活性。
10. 常見問題（基於技術參數）
問：在典型工作點下的實際功耗是多少？
答：在IF=120mA和VF=6.0V的測試條件下，電功率為0.72W（120mA * 6.0V = 720mW）。
問：溫度如何影響光輸出？
答：如圖7所示，相對光通量會隨著環境（進而接面）溫度升高而下降。需要適當的散熱設計以最小化此下降。
問：建議使用哪種驅動器拓撲？
答：LED必須使用恆流驅動器。驅動器的輸出電流應根據所需的光輸出與熱設計來設定，不得超過200mA。驅動器還必須考慮順向電壓的分級範圍（5.6V-6.4V）。
問：可以將多顆LED串聯連接嗎？
答：可以，但串聯的總順向電壓必須在驅動器的順應電壓範圍內。應考慮順向電壓分級的變化，以確保均勻的電流分配，特別是在並聯的燈串中。
11. 設計與使用案例研究
情境：為辦公室改造設計一款1200mm的LED燈管。
設計師可能會使用120顆4000K、Ra80、5G級（110-115流明）的LED排列成線性陣列。在每顆LED 120mA的驅動下，系統總光通量大約為13,200-13,800流明。使用額定電流為120mA的恆流驅動器，其順應電壓需足夠高以涵蓋120顆LED串聯（120 * ~6V = 720V），或採用串並聯組合的燈串。鋁製燈槽同時作為結構與散熱器，設計目標是將LED接面溫度保持在85°C以下，以在目標壽命期間維持>90%的初始流明輸出。寬廣的視角確保了工作檯面獲得良好的照明，而不會產生過度的眩光。
12. 工作原理介紹
白光LED通常使用發藍光的氮化銦鎵（InGaN）半導體晶片。部分藍光被塗覆在晶片上的螢光粉層轉換為較長波長的光（黃光、紅光）。剩餘的藍光與螢光粉轉換光的混合，產生了白光的視覺感知。螢光粉的特定混合比例決定了CCT（暖白光、冷白光）和CRI。其電氣原理是半導體二極體的原理：當施加超過其能隙的順向電壓時，電子與電洞在主動區複合，以光子（光）的形式釋放能量。
13. 技術趨勢
像3030這類中功率LED的總體趨勢是朝向更高的光效（每瓦更多流明）、改善的色彩一致性（更嚴格的分級）以及在高溫下更高的可靠性。對於高CRI且具有特定光譜調諧（例如，以人為本的照明）而不顯著犧牲光效的LED，需求也在不斷增長。封裝技術持續演進以改善熱性能，使得相同尺寸下能實現更高的驅動電流與功率密度。此外，將光度與色度測試數據直接整合到可追溯的零件編號或數位產品護照中，正變得越來越普遍，以協助自動化製造與品質控制。
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。 |