T5C 系列 5050 白光 LED 規格書 - 尺寸 5.0x5.0x1.9mm - 電壓 6.2V - 功率 3.97W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

T5C 系列代表一款採用業界標準 5050 (5.0mm x 5.0mm) 表面黏著元件 (SMD) 封裝的高效能、頂視白光 LED。此產品專為需要高光輸出、可靠性與熱效率的應用而設計。其緊湊的外形尺寸與寬廣視角，使其成為滿足廣泛照明需求的通用解決方案。

1.1 核心優勢

• 散熱強化封裝設計：封裝針對高效散熱進行優化，這對於在高驅動電流下維持性能與壽命至關重要。
• 高光通量輸出：能夠提供高亮度水準，適用於一般照明與建築照明。
• 高電流承受能力：額定順向電流 (IF) 高達 960mA，支援高功率應用。
• 寬廣視角：典型的 120 度視角 (2θ1/2) 確保均勻的光線分佈。
• 無鉛且符合 RoHS 規範：採用環保材料與製程製造，適用於無鉛迴流焊接。

1.2 目標市場與應用

此 LED 專為廣泛的照明應用而設計，包括但不限於：

• 建築與裝飾照明燈具。
• 旨在取代傳統光源的改裝燈具與模組。
• 通用室內與室外照明。
• 室內外標誌與顯示器的背光照明。

2. 深入技術參數分析

本節對規格書中指定的關鍵電氣、光學與熱參數提供詳細、客觀的解讀。

2.1 電光特性

主要性能指標是在接面溫度 (Tj) 為 25°C 且順向電流 (IF) 為 640mA 的條件下測量，此為典型的操作點。

• 順向電壓 (VF)：典型值為 6.2V，範圍從 5.8V 到 6.6V。此參數對於驅動器設計至關重要，因為它決定了電源供應需求並影響整體系統效率。指定的公差為 ±0.2V。
• 光通量：光輸出會隨著相關色溫 (CCT) 與演色性指數 (CRI) 而有顯著變化。例如，一個 Ra70 的 4000K LED 產生典型 655 流明的光通量，而一個 Ra90 的 2700K LED 則產生 490 流明。設計師必須選擇適當的分級，以滿足應用特定的亮度與色彩品質目標。光通量測量公差為 ±7%。
• 視角 (2θ1/2)：指定為寬廣的 120 度，這對於需要寬廣、均勻照明而非聚焦光束的應用而言是理想的。
• 逆向電流 (IR)：在逆向電壓 (VR) 5V 下最大為 10μA，表明其具有良好的二極體特性，可防護輕微的逆向電壓狀況。

2.2 絕對最大額定值與熱管理

超過這些限制可能會對元件造成永久性損壞。

• 順向電流：絕對最大連續電流為 960mA。在嚴格條件下（脈衝寬度 ≤100μs，工作週期 ≤1/10）允許 1440mA 的脈衝順向電流 (IFP)。
• 功率耗散 (PD)：最大值為 6336 mW。這是熱設計的關鍵參數。實際耗散功率為 VF * IF。在典型的 640mA/6.2V 操作點下，耗散約為 3968 mW，若熱阻得到妥善管理，則為更高電流操作或升高的環境溫度提供了餘裕。
• 熱阻 (Rth j-sp)：從 LED 接面到 MCPCB 上焊點的熱阻指定為 2.5 °C/W。此低值顯示了散熱強化封裝的特性。計算接面溫度相對於焊點的溫升：ΔTj = PD * Rth j-sp。有效的散熱對於將接面溫度保持在 120°C 的最大額定值以下至關重要。
• 操作與儲存溫度：元件可在 -40°C 至 +105°C 的環境溫度下操作，並可在 -40°C 至 +85°C 的溫度下儲存。
• 焊接溫度：與標準迴流焊曲線相容，峰值溫度為 230°C 或 260°C，最長持續時間為 10 秒。

2.3 靜電放電 (ESD)

根據人體放電模型 (HBM)，此元件的 ESD 耐受電壓為 1000V。在組裝與操作過程中應遵守標準的 ESD 防護措施，以防止潛在損壞。

3. 分級系統說明

產品提供受控的分級，以確保顏色、亮度與電氣特性的一致性。

3.1 光通量分級

光通量使用字母數字代碼（例如 GL、GM、GN）進行分級。分級範圍針對不同的 CCT 與 CRI 組合分別定義。例如： - 一個在 "GM" 分級中的 3000K、Ra80 LED，其光通量介於 550 至 600 流明之間。 - 一個在 "GQ" 分級中的 6500K、Ra70 LED，其光通量介於 700 至 750 流明之間。 此系統允許設計師選擇亮度受到嚴格控制的 LED，以實現陣列中的均勻照明。

3.2 順向電壓分級

順向電壓以 0.2V 為步階進行分級，使用代碼 B4、C4、D4 和 E4，對應範圍從 5.8-6.0V 到 6.4-6.6V。按電壓分級匹配 LED 有助於平衡並聯串中的電流，並提高恆壓驅動器的效率。

3.3 色度分級 (顏色)

色度座標（CIE 圖上的 x, y）在每個 CCT 的 5 階麥克亞當橢圓內受到控制。這確保了相同標稱白點（例如 4000K）的 LED 之間可感知的顏色差異最小。規格書提供了從 2700K 到 6500K 的 CCT 橢圓中心座標與尺寸。能源之星分級標準適用於所有 2600K 至 7000K 的白光 LED。

4. 性能曲線分析

提供的圖表提供了對 LED 在不同條件下行為的深入瞭解。

4.1 光譜功率分佈

顯示了 Ra70、Ra80 和 Ra90 版本的光譜。較高 CRI 的 LED 通常在整個可見光範圍內顯示出更飽滿的光譜，特別是在紅色與青色區域，從而實現更準確的色彩還原，但往往以整體光效（每瓦流明）略微降低為代價。

4.2 電流 vs. 光強度/電壓

相對光強度 vs. 順向電流的曲線顯示在典型操作範圍內接近線性關係，但在極高電流下可能出現飽和。順向電壓 vs. 順向電流的曲線展示了二極體的特徵指數行為，電壓隨電流對數增加。

4.3 溫度依存性

關鍵圖表說明了環境溫度 (Ta) 的影響： -相對光通量 vs. Ta：由於內部量子效率降低等因素，光輸出通常隨著溫度升高而降低。此降額曲線對於設計在溫暖環境中運作的系統至關重要。 -相對順向電壓 vs. Ta：順向電壓通常隨著溫度升高而降低（負溫度係數），在恆流驅動器設計中必須考慮這一點，以避免並聯配置中的熱失控。 -最大順向電流 vs. Ta：此圖定義了安全工作區域，顯示隨著環境溫度升高，必須如何降額最大允許連續電流，以將接面溫度保持在限制範圍內。 -CIE 偏移 vs. Ta：顯示白點（色度座標）如何可能隨溫度輕微偏移，這對於色彩關鍵的應用很重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 的標稱佔位面積為 5.0mm x 5.0mm。整體封裝高度約為 1.9mm。圖紙中提供了本體、透鏡與焊墊的詳細尺寸。除非另有說明，關鍵公差通常為 ±0.1mm。焊墊佈局旨在實現穩定的焊接效果，並將熱量有效傳導至 PCB。

5.2 極性識別與焊墊圖案

底視圖清楚地標示了陽極與陰極。焊墊圖案包括散熱墊與電氣焊墊。在 PCB 設計與組裝過程中正確對齊，對於電氣功能、熱性能與機械穩定性至關重要。建議的錫膏鋼網設計應遵循焊墊幾何形狀，以確保正確的焊點形成。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊參數

此元件適用於無鉛迴流焊接製程。支援兩種常見的峰值溫度曲線： -曲線 1：峰值溫度為 230°C。 -曲線 2：峰值溫度為 260°C。 兩種情況下，都必須控制高於液相線（SAC 合金通常約為 ~217°C）的時間與處於峰值溫度的時間。在指定峰值溫度下的最長時間為 10 秒，以防止矽膠透鏡與內部材料受損。應遵循標準的升溫與冷卻速率，以最小化熱衝擊。

6.2 操作與儲存注意事項

• 在指定的溫度範圍內（-40°C 至 +85°C）儲存於乾燥、防靜電的環境中。
• 在建議的儲存條件下，於製造日期起 12 個月內使用，以避免濕氣敏感問題。若暴露於環境濕氣中，在迴流焊前可能需要進行烘烤。
• 使用防靜電設備與程序進行操作。
• 避免對透鏡施加機械應力。

7. 料號編碼與訂購資訊

料號遵循結構化系統：T5C**824C-*****。每個字元或群組代表一個特定屬性： -X1 (類型)："5C" 表示 5050 封裝。 -X2 (CCT)：色溫的兩位數代碼（例如 27 代表 2700K，65 代表 6500K）或顏色（RE、GR、BL 等）。 -X3 (CRI)：演色性指數的單一數字（7 代表 Ra70，8 代表 Ra80，9 代表 Ra90）。 -X4 (串聯晶片)：封裝內串聯的晶片數量。 -X5 (並聯晶片)：封裝內並聯的晶片數量。 -X6 (元件代碼)：內部指定代碼。 -X7 (顏色代碼)：指定性能等級或應用（例如 M 代表 ANSI，B 代表背光）。 -X8-X10：內部與備用代碼。 訂購時，還必須指定光通量、電壓與色度的具體分級代碼，以獲得確切所需的性能。

8. 應用設計考量

8.1 驅動器選擇與電路設計

• 恆流驅動器：對於穩定的光輸出與長壽命至關重要。驅動器的電流額定值應匹配預期的操作點（例如 640mA）。
• 熱管理：影響壽命的主要因素。使用金屬核心 PCB (MCPCB) 或其他有效的散熱方法。根據最大環境溫度、LED 功率耗散與接面到焊點的熱阻 (2.5°C/W) 計算所需的散熱器熱阻。
• 光學：寬廣的 120 度光束對於需要聚焦光線或特定光束模式的應用，可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）。

8.2 可靠性與使用壽命

雖然未說明特定的 L70/L90 壽命（光通量維持率降至 70%/90% 的小時數），但壽命主要取決於接面溫度。將 LED 操作溫度遠低於其最大 Tj 120°C，理想情況下在 85°C 或以下，將顯著延長其操作壽命。適當的熱設計是可靠性的最關鍵因素。

9. 常見問題 (基於技術參數)

9.1 典型功耗是多少？

在 640mA 與典型 VF 6.2V 的標準測試條件下，電功率輸入約為 3.97 瓦特 (P = I * V)。

9.2 如何選擇正確的色溫 (CCT) 與演色性 (CRI)？

根據所需光線的暖度選擇 CCT：2700K-3000K 適用於暖白光，4000K 適用於中性白光，5000K-6500K 適用於冷白光。對於準確色彩感知很重要的應用（例如零售、博物館、工作照明），需要較高的 CRI (Ra80, Ra90)，但與 Ra70 版本相比，可能會伴隨光效略微降低。

9.3 我可以將此 LED 驅動至其絕對最大電流 960mA 嗎？

雖然可行，但在絕對最大額定值下驅動需要卓越的熱管理，以將接面溫度保持在安全限制內。這也會加速光通量衰減並縮短壽命。建議在典型電流 640mA 或以下操作，以平衡性能、效率與壽命。

9.4 為何相較於較小的 LED，其順向電壓 (~6.2V) 如此高？

5050 封裝內部通常包含多個串聯連接的 LED 晶片。典型的配置是兩個晶片，每個晶片的順向電壓約為 ~3.1V，串聯連接，從而產生觀察到的總電壓約 ~6.2V。此設計允許在緊湊的封裝中處理更高的功率。

10. 工作原理與技術趨勢

10.1 基本工作原理

白光 LED 通常使用發射藍光的氮化銦鎵 (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更長的波長（黃色、紅色）。藍光與螢光粉轉換光的混合產生了白光的感知。螢光粉的特定混合決定了發射光的 CCT 與 CRI。

10.2 產業趨勢

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 與更好的光譜連續性，特別是紅色的 R9）以及更高的可靠性。散熱強化封裝，如同此系列所使用的，已成為中功率與高功率 LED 的標準，以管理在更高驅動電流下產生的熱量。此外，為了確保大型安裝中顏色與亮度的一致性，產業趨勢也朝向更精確與更嚴格的分級，這反映在此產品提供的詳細分級結構中。