目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場與應用
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 電光特性
- 2.2 電氣與絕對最大額定值
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級
- 3.2 順向電壓分級
- 3.3 色度分級（顏色）
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊盤設計與極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴流焊參數
- 6.2 操作與儲存注意事項
- 7. 訂購資訊與料號編碼
- 8. 應用設計考量
- 8.1 驅動器選擇
- 8.2 熱管理設計
- 8.3 光學設計
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題 (FAQ)
- 10.1 建議的工作電流是多少？
- 10.2 CRI 如何影響光輸出？
- 10.3 5階麥克亞當橢圓的意義是什麼？
- 10.4 我可以用恆壓源驅動這個 LED 嗎？
- 11. 實務設計與使用範例
- 11.1 改裝型 LED 燈管
- 11.2 高演色性崁燈
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢與發展
1. 產品概述
T3C 系列 3030 白光 LED 是一款專為通用照明應用設計的高性能表面黏著元件。其採用緊湊封裝並具備強化散熱設計，可在較高驅動電流下可靠運作。此 LED 發射出寬視角的白光，非常適合需要均勻照明的應用。
1.1 核心優勢
- 高光通量輸出：提供高亮度水準，優化照明設計的效率。
- 強化散熱封裝：此設計改善了 LED 接面的散熱能力，支援更高的驅動電流，有助於延長使用壽命。
- 高電流承受能力：額定連續順向電流最高可達 200mA，脈衝額定值為 300mA。
- 寬視角：典型的半強度角（2θ1/2）為 120 度，確保了廣泛的光線分佈。
- 符合 RoHS 規範且無鉛：製造過程符合 RoHS 指令，並適用於無鉛迴流焊接製程。
1.2 目標市場與應用
此 LED 用途廣泛，目標市場涵蓋多個照明領域：
- 改裝燈具：可直接替換現有燈具中的傳統光源。
- 通用照明：作為住宅、商業及工業照明燈具的主要光源。
- 標誌背光：用於室內外看板的照明。
- 建築與裝飾照明：重點照明、間接照明及其他美學照明應用。
2. 深入技術參數分析
2.1 電光特性
關鍵性能指標是在接面溫度（Tj）為 25°C、順向電流（IF）為 120mA 的建議測試條件下量測的。
- 光通量：輸出會隨相關色溫（CCT）與演色性指數（CRI）而變化。例如，一個 4000K、CRI 80（Ra80）的 LED，其典型光通量為 117 流明（最低 110 lm）。較高 CRI 的版本（Ra90）輸出略低（例如，4000K 的典型值為 96 lm）。
- 順向電壓（VF）：典型值為 5.9V，在 120mA 時範圍為 5.6V 至 6.4V。此參數經過分級，以實現更嚴格的設計控制。
- 視角（2θ1/2）：半強度角典型值為 120 度。
- 演色性指數（CRI/Ra）：提供三種等級：Ra70、Ra80 和 Ra90，量測公差為 ±2。
2.2 電氣與絕對最大額定值
了解極限值對於可靠的設計至關重要。
- 絕對最大額定值：
- 連續順向電流（IF）：200 mA
- 峰值順向電流（IFP）：300 mA（脈衝寬度 ≤100μs，工作週期 ≤1/10）
- 功率消耗（PD）：1280 mW
- 逆向電壓（VR）：5 V
- 接面溫度（Tj）：120 °C
- 工作溫度（Topr）：-40°C 至 +105°C
- 電氣特性：
- 逆向電流（IR）：在 VR=5V 時最大為 10 μA。
- 靜電放電（ESD）耐受度：1000V（人體放電模型）。
2.3 熱特性
熱管理對於性能和壽命至關重要。
- 熱阻（Rth j-sp）：從 LED 接面到 MCPCB 上焊點的熱阻典型值為 13 °C/W。此值是計算在給定工作條件下預期接面溫升的關鍵。
- 性能圖表（圖 7、8、10）顯示了環境溫度、順向電壓、光通量與最大允許電流之間的關係，強調了有效散熱的必要性。
3. 分級系統說明
LED 會被分類到不同的分級區間，以確保同一生產批次內的顏色和亮度一致性。
3.1 光通量分級
光通量分級由字母代碼（例如 5F、5G）及其對應的最小和最大流明值定義。分級結構針對每個 CCT 和 CRI 的組合而有所不同。例如，一個 4000K Ra80 的 LED，其分級範圍從 5G（110-115 lm）到 5K（125-130 lm）。
3.2 順向電壓分級
電壓分為四個代碼：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電壓公差更小的 LED，以實現更可預測的驅動器性能。
3.3 色度分級（顏色）
對於每個 CCT 分級（例如 2700K 的 27R5、4000K 的 40R5），其色度座標（x, y）被控制在一個 5 階麥克亞當橢圓內。這確保了同一分級內的 LED 之間色差極小，人眼難以察覺。分級遵循 Energy Star 針對 2600K-7000K 的指導方針。
4. 性能曲線分析
規格書中包含多個圖表，說明關鍵行為。
- 圖 5 - 順向電流 vs. 相對強度：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在操作範圍內呈近線性關係。
- 圖 6 - 順向電流 vs. 順向電壓：說明 IV 特性曲線，這對於驅動器設計至關重要。
- 圖 7 - 環境溫度 vs. 相對光通量：展示熱淬滅效應；當環境（以及接面）溫度升高時，光輸出會下降。
- 圖 8 - 環境溫度 vs. 相對順向電壓：顯示順向電壓隨溫度升高而降低，這是半導體二極體的特性。
- 圖 9 - Ts vs. CIE x, y 偏移：繪製色度座標如何隨焊點溫度（Ts）變化。
- 圖 10 - 最大順向電流 vs. 環境溫度：一條降額曲線，定義了隨著環境溫度升高，最大安全工作電流。
- 圖 1-3 - 光譜圖：顯示不同 CRI 等級（Ra70、Ra80、Ra90）的光譜功率分佈，突顯了高 CRI LED 更完整的光譜。
- 圖 4 - 視角分佈圖：相對發光強度與角度的極座標圖，確認了寬廣的 120 度光束模式。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
此 LED 的方形佔位面積為 3.0mm x 3.0mm。整體封裝高度為 0.69mm。焊盤位於封裝底部。
5.2 焊盤設計與極性識別
底部視圖清楚地顯示了陽極和陰極焊盤。陰極通常透過封裝上的標記或切角來識別。提供了建議的焊盤圖案尺寸，以確保與 PCB 的正確焊接和熱連接。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊參數
此 LED 適用於無鉛迴流焊接製程。最大焊接溫度（Tsld）規定為 230°C 或 260°C，持續時間為 10 秒。遵循建議的迴流焊溫度曲線至關重要，以避免對 LED 封裝或內部晶片造成熱損壞。
6.2 操作與儲存注意事項
- 靜電防護：儘管額定耐受度為 1000V HBM，但在操作過程中仍應遵守標準的 ESD 預防措施。
- 儲存條件：儲存在溫度介於 -40°C 至 +85°C 且濕度低的環境中。應向製造商確認濕度敏感等級（MSL）資訊。
- 清潔：如果焊接後需要清潔，請使用與 LED 封裝材料相容的方法和溶劑。
7. 訂購資訊與料號編碼
料號結構如下：T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10]。
- 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（CRI 代碼）：7代表 Ra70，8代表 Ra80，9代表 Ra90。
- X4（串聯晶片）：串聯晶片數量（1-Z）。
- X5（並聯晶片）：並聯晶片數量（1-Z）。
- X6（元件代碼）：內部指定代碼（A-Z）。
- X7（顏色代碼）：指定分級標準（例如，M 代表 ANSI，R 代表 85°C ANSI）。
8. 應用設計考量
8.1 驅動器選擇
考慮到在 120mA 時典型順向電壓為 5.9V，必須使用恆流 LED 驅動器。驅動器的輸出電流應根據所需的亮度和熱設計來設定。驅動器必須符合絕對最大額定值，特別是 200mA 的連續電流限制。
8.2 熱管理設計
由於熱阻為 13°C/W（接面到焊點），對於大電流操作，有效的散熱是不可妥協的。PCB 應使用金屬基板（MCPCB）或其他強化散熱的基材。不得超過 120°C 的最大接面溫度。使用降額曲線（圖 10）和熱阻來計算所需的散熱器性能。
8.3 光學設計
120 度的視角適合需要寬廣、擴散光線的應用。對於更聚焦的光束，則需要二次光學元件（透鏡）。應評估空間顏色均勻性，尤其是在混合使用來自不同光通量或色度分級的 LED 時。
9. 技術比較與差異化
與 2835 或 3014 等較小封裝相比，3030 封裝提供了更大的熱路徑和焊盤面積，允許更高的功率消耗和驅動電流，這意味著每個元件能提供更高的流明輸出。其 5.9V 的典型順向電壓高於標準的 3V 級 LED，這可能會影響驅動器拓撲的選擇（例如，降壓 vs. 升壓）。高 CRI（Ra90）版本的可用性，使其在演色性至關重要的高品質照明應用中具有競爭力。
10. 常見問題 (FAQ)
10.1 建議的工作電流是多少？
雖然絕對最大值是 200mA，但標準測試和分級條件是 120mA。這是一個平衡輸出、效率和可靠性的典型工作點。實際工作電流應根據熱設計和所需的流明輸出來決定。
10.2 CRI 如何影響光輸出？
與相同 CCT 的 Ra70 版本相比，較高 CRI（Ra90）的 LED 通常光通量低 10-20%，因為實現更好的演色性通常涉及更寬廣或不同平衡的光譜，這可能會犧牲一些發光效率。
10.3 5階麥克亞當橢圓的意義是什麼？
它定義了 CIE 色度圖上的一個區域，在此區域內，兩個 LED 之間的色差在標準觀看條件下對一般人眼來說是無法察覺的。5 階橢圓是一個嚴格的公差，確保了出色的顏色一致性。
10.4 我可以用恆壓源驅動這個 LED 嗎？
不行。LED 是電流驅動元件。使用恆壓源會導致電流不受控制，很可能超過最大額定值並立即導致故障。請務必使用恆流驅動器。
11. 實務設計與使用範例
11.1 改裝型 LED 燈管
在 T8 LED 燈管改裝中，多個 3030 LED 可以線性排列在狹窄的 MCPCB 上。其高流明輸出允許使用更少的 LED 來達到目標亮度，從而簡化電路。寬視角有助於實現燈管的均勻光線分佈。驅動器設計為向一串串聯的 LED 提供恆定電流（例如 120mA），總電壓由串聯的 LED 數量決定。
11.2 高演色性崁燈
對於需要優異演色性（Ra90）的住宅崁燈，選擇 2700K 或 3000K CCT 的 3030 LED 是合適的。LED 安裝在帶有整合散熱器的圓形 MCPCB 上。可以使用具有調光功能（例如 0-10V 或 TRIAC）的恆流驅動器。熱設計確保接面溫度保持在 85°C 以下，以實現最佳壽命和顏色穩定性。
12. 工作原理簡介
白光 LED 本質上是一種半導體二極體。當施加超過其能隙的順向電壓時，電子和電洞在主動區複合，以光子（光）的形式釋放能量。這種初級光通常是藍色或紫外光。為了產生白光，會在半導體晶片上方或周圍沉積一層螢光粉層。這層螢光粉吸收一部分初級藍光/紫外光，並將其重新發射為波長更長的光（黃光、紅光）。未轉換的藍光與下轉換的黃光/紅光的混合，在人眼中呈現為白光。螢光粉的確切混合比例決定了 LED 的 CCT（暖白光、冷白光）和 CRI。
13. 技術趨勢與發展
像 3030 這樣的中功率 LED 的總體趨勢是朝著更高的發光效率（每瓦更多流明）和在更高工作溫度下改善的可靠性發展。螢光粉技術持續發展，旨在以更少的效率損失實現更高的 CRI 值，並改善顏色隨時間和溫度的穩定性和一致性。封裝技術也在不斷演進，以進一步降低熱阻，從而實現更高的功率密度。此外，業界也專注於提高封裝的光提取效率，以最大化輸出。行業也在努力標準化各種應力條件下的壽命（L70、L90）和色度維持率等指標，為照明系統設計提供更可靠的數據。
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。 |