目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 電光特性
- 2.2 絕對最大額定值
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 色度分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 相對光通量
- 4.2 正向電流 vs. 正向電壓 (IV 曲線)
- 4.3 環境溫度 vs. 相對光通量
- 4.4 環境溫度 vs. 相對正向電壓
- 4.5 視角分佈
- 4.6 光譜圖
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊墊佈局與極性
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴焊溫度曲線
- 6.2 儲存與操作
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 載帶與捲盤規格
- 7.2 料號編碼系統
- 8. 應用設計考量
- 8.1 熱管理
- 8.2 電氣驅動
- 8.3 光學設計
- 9. 常見問題 (基於技術資料)
- 9.1 '典型值' 與 '最小值' 光通量有何差異？
- 9.2 我可以持續以 400mA 驅動此 LED 嗎？
- 9.3 5 階麥克亞當橢圓分級對我的應用有何益處？
- 10. 設計案例研究
- 11. 技術原理
- 12. 產業趨勢
1. 產品概述
T3C 系列是一款採用緊湊型 3030 表面黏著元件 (SMD) 封裝的高效能頂視白光發光二極體 (LED) 系列。專為一般與建築照明應用所設計，此系列結合了高光通量輸出、優異的熱管理效能與寬廣視角。此封裝設計旨在確保可靠性，並適用於採用標準迴焊製程的自動化生產線，易於組裝。
1.1 核心優勢
- 強化散熱封裝：此設計將 LED 晶片接面至焊點的熱阻 (Rth j-sp) 降至最低，促進高效散熱，並支援更高的驅動電流以維持穩定效能。
- 高發光效率：提供高光通量輸出，適合需要明亮、高效照明的應用。
- 堅固結構：可承受最高 400mA (直流) 與 600mA (脈衝) 的正向電流，提供設計彈性。
- 寬廣視角：具備典型的 120 度視角 (2θ1/2)，提供均勻的光線分佈。
- 環保合規：產品設計為無鉛，並符合 RoHS 規範。
1.2 目標應用
此 LED 適用於多種照明解決方案，包括：
- 室內照明燈具
- 改裝燈具 (傳統光源替代品)
- 一般用途照明
- 建築與裝飾照明
2. 技術參數分析
2.1 電光特性
所有量測均在接面溫度 (Tj) 25°C 與正向電流 (IF) 350mA 的標準測試條件下指定。
- 相關色溫 (CCT)：提供 2700K、3000K、4000K、5000K、5700K 與 6500K。
- 演色性指數 (CRI - Ra)：所有 CCT 選項均提供最低 Ra80 (典型值 Ra82)，確保良好的色彩保真度。
- 光通量：典型值範圍從 136 流明 (2700K) 至 145 流明 (4000K-6500K)。各 CCT 亦指定了最低值。
- 正向電壓 (VF)：典型值為 3.2V，在 350mA 下最大值為 3.4V。容差為 ±0.1V。
- 視角 (2θ1/2)：典型值 120 度。
2.2 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。操作應維持在此極限內。
- 正向電流 (IF)：400 mA (直流)
- 脈衝正向電流 (IFP)：600 mA (脈衝寬度 ≤100μs，工作週期 ≤1/10)
- 功率消耗 (PD)：1360 mW
- 反向電壓 (VR)：5 V
- 操作溫度 (Topr)：-40°C 至 +105°C
- 接面溫度 (Tj)：120°C (最大值)
2.3 熱特性
- 熱阻 (Rth j-sp)：典型值 18 °C/W。此參數對熱管理設計至關重要，表示熱量從半導體接面傳導至 PCB 焊點的效率。
- 靜電放電 (ESD)：可承受 1000V (人體放電模型)，提供基本的防護，避免因操作產生的靜電損壞。
3. 分級系統說明
產品根據關鍵參數進行分級，以確保一致性。
3.1 光通量分級
LED 根據在 350mA 下量測的輸出，分為不同的光通量等級 (代碼 2E、2F、2G、2H)。每個 CCT 的每個等級代碼都有特定的最小與最大光通量範圍。例如，等級 2G 的 4000K LED，其光通量介於 139 流明至 148 流明之間。光通量的量測容差為 ±7%。
3.2 正向電壓分級
LED 亦根據在 350mA 下的正向電壓分為三類：H3 (2.8-3.0V)、J3 (3.0-3.2V) 與 K3 (3.2-3.4V)。這有助於設計一致的驅動電路，特別是用於並聯陣列時。
3.3 色度分級
色度座標 (CIE 圖上的 x, y) 控制在每個 CCT 代碼 (例如，2700K 的 27R5) 的 5 階麥克亞當橢圓內。這確保了極高的色彩一致性，最大限度地減少個別 LED 之間肉眼可見的色差。分級遵循 Energy Star 針對 2600K-7000K 的指南。提供了 25°C 與 85°C 接面溫度的中心座標，以說明加熱時發生的色彩偏移。
4. 性能曲線分析
規格書包含數個關鍵圖表，說明元件在不同條件下的行為。
4.1 正向電流 vs. 相對光通量
此曲線顯示光輸出隨電流增加而增加，但最終會飽和。對於決定最佳驅動電流以平衡亮度與效率/壽命至關重要。
4.2 正向電流 vs. 正向電壓 (IV 曲線)
此圖表描繪了電壓與電流之間的指數關係，是 LED 運作的基本原理。用於驅動器設計與功率計算。
4.3 環境溫度 vs. 相對光通量
此曲線展示了環境溫度 (進而影響接面溫度) 升高對光輸出的負面影響。需要有效的熱設計以維持效能。
4.4 環境溫度 vs. 相對正向電壓
顯示正向電壓如何隨溫度升高而降低，這是半導體二極體的特性。可用於某些先進控制系統中的溫度感測。
4.5 視角分佈
說明了類似朗伯分佈的發光模式，確認了寬廣的 120 度視角。
4.6 光譜圖
描繪了白光的光譜功率分佈，這是藍光 LED 晶片與螢光粉塗層的組合。其形狀表明了 CRI 與色彩品質。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED 佔板面積緊湊，為 3.0mm x 3.0mm，典型高度為 0.69mm。圖紙提供了透鏡、本體與焊墊的詳細尺寸。除非另有說明，關鍵公差為 ±0.2mm。
5.2 焊墊佈局與極性
底視圖清楚地顯示了陽極與陰極焊墊。陰極通常透過封裝上的標記或切角來識別。正確的極性對於運作至關重要。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
提供了詳細的迴焊溫度曲線，以確保可靠的焊接而不損壞 LED。
- 封裝本體峰值溫度 (Tp)：最高 260°C。
- 液相線以上時間 (TL=217°C)：60 至 150 秒。
- 峰值溫度 ±5°C 內時間：最長 30 秒。
- 升溫速率：最高 3°C/秒。
- 降溫速率：最高 6°C/秒。
- 預熱：150°C 至 200°C，持續 60-120 秒。
遵循此溫度曲線對於維持焊點完整性與防止 LED 封裝及內部晶片黏著產生熱應力至關重要。
6.2 儲存與操作
儲存溫度範圍為 -40°C 至 +85°C。元件在使用前應保存在防潮包裝中，並採取 ESD 防護措施進行操作。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 載帶與捲盤規格
LED 以凸版載帶形式供應，適用於自動化取放組裝。每捲最大數量為 5000 顆。提供了載帶的包裝尺寸，以便於送料器設定。
7.2 料號編碼系統
料號 T3C**811A-***** 解碼如下：'T3C' 表示 3030 封裝類型。後續字元指定 CCT (例如，27 代表 2700K)、演色性 (8 代表 Ra80)、串聯與並聯晶片數量 (分別為 1 和 1)、元件代碼與色彩代碼 (例如，R 代表 85°C ANSI 分級)。此系統允許精確選擇所需的性能特性。
8. 應用設計考量
8.1 熱管理
考慮到功率消耗 (在 350mA、3.2V 下最高可達 1.12W) 與熱阻，必須設計適當的金屬基板 PCB (MCPCB) 或其他散熱方法。目標是盡可能降低接面溫度，以最大化光輸出、壽命與色彩穩定性。18°C/W 的 Rth j-sp 是計算所需系統熱阻的起點。
8.2 電氣驅動
強烈建議使用恆流驅動器而非恆壓源，以確保穩定的光輸出並防止熱失控。驅動器設計應考慮正向電壓分級與 VF 的負溫度係數，並在絕對最大額定值內運作。
8.3 光學設計
寬廣的 120 度視角使此 LED 適合需要廣泛照明而無需二次光學元件的應用。對於聚焦光束，必須選擇適當的透鏡或反射器，並考慮 LED 的發光模式與物理尺寸。
9. 常見問題 (基於技術資料)
9.1 '典型值' 與 '最小值' 光通量有何差異？
'典型值' 代表標準測試條件下的平均或預期性能。'最小值' 是產品保證的下限。設計師應使用 '最小值' 進行保守的系統流明計算，以確保最終產品達到其亮度目標。
9.2 我可以持續以 400mA 驅動此 LED 嗎？
雖然連續正向電流的絕對最大額定值為 400mA，但在此極限下運作將產生更多熱量 (功率 = IF * VF)，並可能降低壽命與效率。標準測試條件與大多數性能數據均在 350mA 下給出，這被認為是平衡輸出與可靠性的更佳操作點。以 400mA 驅動需要卓越的熱管理。
9.3 5 階麥克亞當橢圓分級對我的應用有何益處？
這種嚴格的分級確保來自相同 CCT 代碼 (例如，40R5) 的 LED 在並排放置時，人眼看來色彩幾乎完全相同。這在多 LED 燈具 (如平板燈或崁燈) 中至關重要，可避免令人不快的色彩差異，這通常被視為品質缺陷。
10. 設計案例研究
情境：設計一個 1200 流明的 LED 崁燈改裝模組。
設計流程：
- LED 選擇：使用 4000K、Ra80、光通量等級 2G 的 LED (典型值 139-148 流明)。為保守設計，使用最小值 139 流明。
- 數量計算：目標流明數 / 每顆 LED 最小光通量 = 1200 / 139 ≈ 8.6 顆 LED。向上取整至 9 顆 LED。
- 電氣設計：規劃一個串並聯陣列 (例如，3 串，每串 3 顆 LED 串聯)，由恆流驅動器驅動。驅動器電流設定為每串 350mA。每串正向電壓 (3 顆 LED * ~3.2V) ≈ 9.6V。驅動器必須在涵蓋 VF 分級範圍 (例如，最高 3*3.4V=10.2V) 的電壓下提供 350mA 電流。
- 熱設計：總功率 ≈ 9 顆 LED * 3.2V * 0.35A = 10.1W。使用 Rth j-sp 18°C/W，並在 55°C 環境溫度下目標最高 Tj 為 105°C (ΔT=50°C)，則從接面到環境所需的系統熱阻為 ΔT / 功率 = 50°C / 10.1W ≈ 4.95°C/W。由於 LED 內部 Rth j-sp 已為 18°C/W，因此需要一個熱阻非常低的外部散熱器，這凸顯了有效 MCPCB 與機殼設計的必要性。
- 光學/機械：LED 的寬廣視角使其能在崁燈反射罩或擴散板內實現良好的光線擴散。
11. 技術原理
此 LED 基於半導體技術，電流流經晶片 (通常為 InGaN) 導致電子-電洞復合，發射出藍光譜的光子。沉積在晶片上的一層螢光粉材料吸收部分藍光，並將其重新發射為黃光。剩餘的藍光與轉換後的黃光組合，形成人眼感知的白光。藍光與黃光 (有時為提高 CRI 會加入紅光螢光粉) 的確切混合比例決定了相關色溫 (CCT)。此轉換過程的效率，加上晶片的電氣效率，決定了整體的發光效率 (每瓦流明)。封裝設計旨在保護晶片、提供電氣連接並管理產生的熱量，因為過多的熱量會劣化晶片與螢光粉，降低光輸出並導致色彩偏移。
12. 產業趨勢
LED 產業持續專注於提高發光效率 (流明/瓦) 與改善色彩品質 (更高的 CRI 與更好的光譜呈現，特別是紅色的 R9)。強烈的趨勢是封裝標準化 (如 3030)，以簡化供應鏈與燈具設計。另一個重要趨勢是整合更多智慧功能，朝向連網、可調白光 (CCT 與強度控制) 系統發展。此外，透過晶片技術、螢光粉穩定性與封裝材料的進步，高溫操作下的可靠性與壽命不斷提升。對永續性的追求也推動了更高效率與更長產品生命週期的發展。
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。 |