T20系列白光LED規格書 - 2016封裝 - 2.0x1.6x1.75mm - 11V典型值 - 0.33W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

T20系列代表一款為現代照明應用設計的緊湊型、高效能白光LED解決方案。這款頂視LED，採用2016封裝尺寸，旨在提供可靠且高效的照明。其核心優勢來自於熱增強型封裝設計，有助於更好的散熱，從而實現更高的電流操作與持續的光輸出。該元件具有寬廣的視角，使其適用於需要廣泛光分佈的應用。它完全符合無鉛回流焊製程，並遵循RoHS環保標準，確保與當代製造要求和全球法規的相容性。

此LED的目標市場多元，涵蓋商業與住宅照明領域。其主要應用包括室內照明燈具、替換傳統光源的改裝方案、一般環境照明，以及對效能與外型尺寸都至關重要的建築或裝飾照明。

2. 技術參數深度解析

2.1 電光特性

LED的基本性能定義於標準測試條件下：順向電流（IF）為30mA，接面溫度（Tj）為25°C。光通量輸出隨相關色溫（CCT）而變化。例如，2700K（暖白光）LED提供典型光通量為34.5流明，最低為32流明；而較冷的CCT，如4000K、5000K、5700K和6500K，則提供更高的典型輸出36.5流明（最低34流明）。所有型號均保持高顯色指數（CRI）Ra80，確保良好的色彩保真度。光通量測量公差為±7%，CRI公差為±2。

該元件具備非常寬廣的視角（2θ1/2）達120度，提供寬闊且均勻的光發射模式，非常適合區域照明。

2.2 電氣參數

在30mA下的順向電壓（VF）典型值為11V，範圍從9.5V到12V，測量公差為±0.3V。絕對最大額定值定義了操作極限：連續順向電流（IF）為40mA，脈衝順向電流（IFP）為60mA（在特定脈衝條件下），最大功耗（PD）為440mW。逆向電壓（VR）限制為5V。必須注意不要超過這些額定值，以確保長期可靠性。

2.3 熱特性

熱管理對於LED效能與壽命至關重要。在標準測試條件下，從接面到焊點的熱阻（Rth j-sp）規定為40°C/W。絕對最高接面溫度（Tj）為120°C。該元件的額定工作溫度範圍（Topr）為-40°C至+105°C。降額曲線（圖8）清楚說明了隨著環境溫度升高，必須降低允許的順向電流，以防止過熱和過早失效。

3. 分級系統說明

3.1 光通量分級

LED根據光通量進行分級以確保一致性。例如，具有Ra80的4000K LED可分為E1級（34-36流明）、E2級（36-38流明）和E3級（38-42流明）。分級代碼（例如D9、E1、E2）是料號編碼系統的一部分，允許設計師為其應用選擇具有精確輸出水平的LED。

3.2 順向電壓分級

同樣地，順向電壓也進行分級，以協助電路設計，特別是驅動多個串聯LED時。可用的分級包括1C（8-9V）、1D（9-10V）和5X（10-12V）。選擇來自相同電壓分級的LED有助於實現更均勻的電流分配。

3.3 色度分級

使用CIE 1931色度圖嚴格控制色彩一致性。每個CCT（例如2700K、3000K）由目標中心座標（x, y）和公差橢圓定義。規格書說明色度等級落在5階麥克亞當橢圓內，這是定義可感知色差的標準。能源之星分級標準適用於2600K至7000K範圍，確保LED符合優質照明產品嚴格的色彩均勻性要求。

4. 性能曲線分析

規格書提供了幾個關鍵圖表，用於理解在不同條件下的性能表現。

Relative Intensity vs. Forward Current (Fig. 3): This curve shows how light output increases with current. It is typically non-linear, and operating beyond the recommended current can lead to efficiency droop and accelerated degradation.

Forward Voltage vs. Forward Current (Fig. 4): This IV characteristic curve is essential for designing the driver circuit. It shows the relationship between the voltage across the LED and the current flowing through it.

Relative Luminous Flux vs. Ambient Temperature (Fig. 5): This graph demonstrates the negative impact of rising temperature on light output. As the ambient (and consequently junction) temperature increases, the luminous flux decreases. This underscores the importance of effective thermal design.

Relative Forward Voltage vs. Ambient Temperature (Fig. 6): The forward voltage has a negative temperature coefficient, meaning it decreases slightly as temperature rises. This can be a factor in constant-current driver design.

Chromaticity Shift vs. Ambient Temperature (Fig. 7): This plot is critical for color-sensitive applications. It shows how the x and y color coordinates drift with changes in temperature, which is vital information for maintaining color consistency in varying environments.

Color Spectrum (Fig. 1): This graph displays the spectral power distribution of the emitted white light, which is a combination of the blue LED chip and the phosphor coating. It helps in understanding the color quality and potential applications.

5. 機械與封裝資訊

LED採用2016封裝尺寸，長度為2.0mm，寬度為1.6mm，高度為1.75mm。封裝圖提供了顯示焊接墊圖案的底視圖。清楚顯示極性標識：陰極有標記。尺寸公差，除非另有說明，為±0.1mm。這種緊湊的尺寸允許高密度PCB佈局，使其適合薄型照明燈具。

6. 焊接與組裝指南

該元件專為回流焊製程設計。提供了詳細的回流焊溫度曲線及特定參數：從液相線溫度（TL=217°C）到峰值溫度（Tp=260°C 最大值）的升溫速率不應超過3°C/秒。保持在TL以上的時間（tL）應在60至150秒之間。封裝本體峰值溫度不得超過260°C，且在此峰值5°C內的時間（tp）最多為30秒。降溫速率最大為6°C/秒。從25°C到峰值溫度的總時間不應超過8分鐘。遵循此溫度曲線對於防止LED封裝、焊點和內部晶片貼裝材料受到熱損傷至關重要。

7. 包裝與訂購資訊

料號編碼系統非常全面，允許精確指定規格。型號為T20**811A-*****。編碼系統分解如下：X1表示類型代碼（20代表2016封裝）。X2是CCT代碼（例如27代表2700K）。X3是顯色指數（8代表Ra80）。X4和X5分別表示串聯和並聯晶片的數量。X6是元件代碼。X7是定義特定性能等級的色彩代碼（例如M代表ANSI標準）。X8、X9和X10用於內部與備用代碼。此系統使用戶能夠訂購其設計所需確切的LED型號。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

如前所列，主要應用是室內照明、改裝、一般照明和建築/裝飾照明。其高光通量輸出和寬廣角度使其非常適合用於崁燈、平板燈、燈管和裝飾燈條。120度的光束角對於需要廣泛照明覆蓋而無熱點的燈具特別有益。

8.2 設計考量

Thermal Management: Given the thermal resistance of 40°C/W, proper heat sinking is mandatory, especially when operating at or near the maximum current. The PCB should be designed with adequate thermal vias and possibly connected to a metal core or heatsink to maintain a low junction temperature.

Electrical Driving: A constant current driver is recommended to ensure stable light output and color over the LED's lifetime. The driver should be selected based on the forward voltage bin and the required operating current, ensuring it does not exceed the absolute maximum ratings. The derating curve must be consulted for high-temperature environments.

Optical Design: The top-view nature and wide beam angle may require secondary optics (lenses or diffusers) if a specific beam pattern or glare control is needed.

9. 技術比較與差異化

與標準中功率LED相比，T20/2016封裝憑藉其熱增強設計，在緊湊尺寸與良好熱性能之間取得了平衡。其在30mA下11V的典型順向電壓表明其內部可能包含多晶片配置。寬廣的120度視角是與光束較窄的LED的關鍵區別，使其更適合一般照明而非聚光照明。遵循5階麥克亞當橢圓和能源之星分級，使其歸類於注重高色彩一致性的類別，這相對於色彩公差較寬鬆的LED是一大優勢。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q: What is the actual power consumption of this LED?
A: At the typical operating condition of 30mA and 11V, the power consumption is 0.33W (30mA * 11V = 330mW). This is below the maximum power dissipation rating of 440mW.

Q: Can I drive this LED with a 12V supply?
A: Not directly. The LED requires a constant current driver, not a constant voltage supply. Connecting it directly to a 12V source would likely cause excessive current flow, exceeding the absolute maximum rating and destroying the LED. A driver circuit that regulates current to 30mA (or another desired level within spec) must be used.

Q: How does temperature affect the light output?
A: As shown in Fig. 5, light output decreases as ambient temperature rises. Effective heat sinking is crucial to maintain high luminous flux and long life.

Q: What does "5-step MacAdam ellipse" mean for my application?
A: It means the LEDs are binned so tightly that the color difference between any two LEDs in the same bin is virtually imperceptible to the human eye under standard viewing conditions. This is essential for applications where color uniformity across multiple LEDs is critical, such as in panel lights or linear fixtures.

11. 實務設計與使用案例

考慮設計一款改裝LED燈管以替換傳統的T8螢光燈管。一個典型的設計可能使用120顆此T20 LED，線性排列在金屬基板（MCPCB）上。鑑於其寬廣的120度視角，光分佈將非常適合一般辦公室照明。設計師會選擇來自相同光通量和電壓分級的LED（例如E2和5X），以確保亮度均勻和電流均分。MCPCB將安裝在作為散熱器的鋁製外殼上。將設計一個恆流驅動器，為每串LED提供約30mA的電流，並考慮串聯LED的總順向電壓。組裝過程中將嚴格遵循回流焊溫度曲線。此設置將利用LED的高效率、長壽命和良好顯色性，創造出節能、高品質的照明產品。

12. 工作原理介紹

白光LED的工作原理基於半導體材料中的電致發光，結合螢光粉轉換。核心是一個半導體晶片，通常由氮化銦鎵（InGaN）製成，當施加順向電流時會發出藍光。這藍光接著照射沉積在晶片上或周圍的螢光粉塗層（通常基於釔鋁石榴石或YAG）。螢光粉吸收一部分藍光並將其重新發射為黃光。剩餘的藍光與發射的黃光組合，被人眼感知為白光。確切的白光色調（CCT）由螢光粉層的成分和厚度控制。寬廣的視角是通過封裝設計以及光線透過封裝透鏡的擴散來實現的。

13. 技術趨勢與發展

照明產業持續追求更高的光效（每瓦流明）、改善的色彩品質（更高的CRI和R9值）以及更好的可靠性。趨勢包括開發新型螢光粉材料以獲得更飽和的紅光發射（改善CRI R9）、使用遠程螢光粉設計以獲得更好的色彩均勻性和熱管理，以及整合晶片級封裝（CSP）技術以實現更小的外形尺寸。此外，智慧照明的關注度日益增長，需要能夠可靠調光並通過DALI或Zigbee等協議控制的LED。T20系列憑藉其熱增強封裝和一致的分級，符合產業對可靠、高品質元件的需求，這些元件構成了基礎與先進照明系統的基石。朝向以人為本的照明（HCL）發展，即調節光的顏色和強度以支持晝夜節律，也依賴於像本系列LED這樣穩定且可預測的性能。