目錄
1. 產品概述
本文件詳述一款高亮度白光LED燈珠的規格。此元件採用InGaN半導體晶片與螢光粉轉換系統，封裝於常見的T-1 3/4圓形封裝內。其主要設計目標是提供適用於多種指示與照明應用的高發光強度。本產品符合多項環境與安全標準，包括RoHS指令、歐盟REACH法規及無鹵素要求（溴<900 ppm，氯<900 ppm，溴+氯<1500 ppm）。此外，其具備高達4KV（人體放電模型）的穩健靜電放電耐受電壓。
2. 技術參數深入解析
2.1 絕對最大額定值
元件的操作極限定義於環境溫度Ta=25°C的條件下。超過這些額定值可能導致永久性損壞。
- 連續順向電流 (IF):30 mA
- 峰值順向電流 (IFP):100 mA (工作週期 1/10 @ 1KHz)
- 逆向電壓 (VR):5 V
- 功率消耗 (Pd):110 mW
- 操作溫度 (Topr):-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +100°C
- 靜電放電 (人體放電模型):4000 V
- 齊納逆向電流 (Iz):100 mA
- 焊接溫度 (Tsol):260°C，持續5秒。
2.2 電氣-光學特性
關鍵性能參數於Ta=25°C及標準測試電流IF=20mA下量測。
- 順向電壓 (VF):最小 2.8V，典型 --，最大 3.6V。此定義了LED工作時的跨元件電壓降。
- 齊納逆向電壓 (Vz):典型 5.2V，於Iz=5mA下，表示其具備整合式保護功能。
- 逆向電流 (IR):最大 50 µA，於VR=5V下。
- 發光強度 (IV):最小 7150 mcd，典型 --，最大 14250 mcd。此為光輸出的主要衡量指標。
- 視角 (2θ1/2):典型 30度。此定義了發光強度至少為峰值一半的角分佈範圍。
- 色度座標 (CIE 1931):典型 x=0.26，y=0.27。這將白光輸出定位於色度圖上的特定區域。
3. 分級系統說明
為確保生產批次的一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。
3.1 發光強度分級
LED根據其在IF=20mA下量測的發光強度，分為三個等級（T、U、V），標稱公差為±10%。
- 等級 T:7150 mcd (最小) 至 9000 mcd (最大)
- 等級 U:9000 mcd (最小) 至 11250 mcd (最大)
- 等級 V:11250 mcd (最小) 至 14250 mcd (最大)
3.2 順向電壓分級
順向電壓分為四個代碼（0、1、2、3），量測不確定度為±0.1V。
- 等級 0:2.8V (最小) 至 3.0V (最大)
- 等級 1:3.0V (最小) 至 3.2V (最大)
- 等級 2:3.2V (最小) 至 3.4V (最大)
- 等級 3:3.4V (最小) 至 3.6V (最大)
3.3 顏色分級
顏色定義於特定的色度座標邊界內。規格書中引用了結合特定等級的組別（例如，組別1：A1+A0）。顏色等級A1和A0在CIE 1931圖上有定義的座標框，x和y座標的量測不確定度均為±0.01。
4. 性能曲線分析
規格書包含數條特性曲線，用以說明元件在不同條件下的行為。
- 相對強度 vs. 波長:顯示白光的頻譜功率分佈，此為藍光InGaN晶片發射與更寬廣的螢光粉轉換黃光發射的組合。
- 指向性圖:以極座標圖視覺化典型的30度視角，顯示光強度如何從中心軸線遞減。
- 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線):展示指數關係，對於設計限流電路至關重要。
- 相對強度 vs. 順向電流:顯示光輸出如何隨驅動電流增加，對於亮度控制與理解效率非常重要。
- 色度座標 vs. 順向電流:指出白光的感知顏色可能隨操作電流變化而輕微偏移。
- 順向電流 vs. 環境溫度:說明最大允許順向電流如何隨環境溫度升高而降額，對於熱管理至關重要。
5. 機械與封裝資訊
本元件採用標準T-1 3/4（約5mm）圓形封裝，具有兩根軸向引腳。關鍵尺寸註記包括：
- 所有尺寸單位為毫米（mm）。
- 除非另有說明，一般公差為±0.25mm。
- 引腳間距量測點為引腳離開封裝本體之處。
- 法蘭下方樹脂的最大突出量為1.5mm。
- 封裝圖提供了透鏡直徑、本體長度、引腳長度與直徑以及安裝平面的詳細尺寸。
6. 焊接與組裝指南
6.1 引腳成型
- 彎折必須在距離環氧樹脂燈珠基座至少3mm處進行。
- 請在焊接前完成引腳成型。
- 彎折時避免對封裝施加應力，以防止內部損壞或斷裂。
- 請在室溫下剪裁引腳；高溫剪裁可能導致失效。
- 確保PCB孔位與LED引腳完美對齊，以避免安裝應力。
6.2 儲存
- 建議儲存條件：≤30°C 且 ≤70% 相對濕度。
- 出貨後標準儲存壽命：3個月。
- 如需更長時間儲存（最長1年），請使用充填氮氣並放置乾燥劑的密封容器。
- 避免在高濕度環境下溫度劇烈變化，以防止凝結。
6.3 焊接
保持焊接點與環氧樹脂燈珠之間的最小距離為3mm。
手工焊接:烙鐵頭最高溫度300°C（適用最大30W烙鐵），焊接時間最長3秒。
波峰焊/浸焊:預熱最高溫度100°C（最長60秒），焊錫槽最高溫度260°C，持續5秒。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
- 包裝方式:LED裝於防靜電袋中，放入內盒，再裝入外箱。
- 包裝數量:每袋200-500顆。每內盒5袋。每外箱10個內盒。
7.2 標籤說明
包裝標籤包含：客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、數量（QTY）、發光強度與順向電壓等級（CAT）、顏色等級（HUE）、參考（REF）及批號（LOT No）。
7.3 產品標示 / 料號編碼
料號遵循以下格式：334-15/T1C3- □ □ □ □。空白方格（□）為與顏色組別、發光強度等級及電壓組別相關的特定分級代碼預留位置，允許精確選擇性能特性。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 訊息面板與光學指示器:利用高發光強度實現優異的可視性。
- 背光照明:適用於小型面板或圖示背光。
- 標示燈:適用於狀態或位置指示的理想選擇。
8.2 設計考量
- 電流限制:務必使用串聯電阻或恆流驅動器，將IF限制在30mA或以下。
- 熱管理:請參考降額曲線（順向電流 vs. 環境溫度）。在高溫環境或密閉空間中，應降低驅動電流以維持可靠性。
- 靜電放電保護:雖然額定為4KV人體放電模型，但在PCB上實施標準的靜電放電保護仍是良好實務，特別是在處理與組裝過程中。
- 光學設計:30度視角提供相對集中的光束。若需要更寬廣的照明，可能需要二次光學元件（透鏡、擴散片）。
9. 技術比較與差異化
此LED在其類別（T-1 3/4白光LED）中的關鍵差異化特點包括：
- 高發光強度:最小7150 mcd在此封裝尺寸中顯著偏高，提供卓越的亮度。
- 整合齊納保護:指定的齊納逆向電壓（Vz）表示具備內建逆向電壓保護功能，這在基礎LED中並不常見，增強了電路設計的穩健性。
- 全面的分級系統:針對強度、電壓和顏色的詳細分級，允許在需要多個元件一致性的應用中進行精確匹配。
- 環境合規性:符合無鹵素與REACH等現代標準，這對於特定市場及注重環保的設計可能至關重要。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
Q1: 建議的操作電流是多少？
A1: 絕對最大連續電流為30mA。典型的操作點是20mA，這也是所列光學規格（發光強度、顏色）的標準測試條件。在20mA下操作能在亮度、效率與壽命之間取得良好平衡。
Q2: 如何解讀發光強度等級（T、U、V）？
A2: 這些等級保證了最低的光輸出。例如，訂購V等級保證每個LED在20mA下至少具有11250 mcd。這對於必須滿足最低亮度水準的應用至關重要。這些等級允許設計師選擇符合成本效益的性能層級。
Q3: 我可以用5V電源驅動這個LED嗎？
A3: 若無限流電阻，不可直接驅動。順向電壓（Vf）介於2.8V至3.6V之間。直接連接5V會導致過大電流，損壞LED。您必須計算並使用串聯電阻：R = (電源電壓 - Vf) / IF。假設典型Vf為3.2V，IF=20mA，使用5V電源：R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 歐姆。
Q4: 4KV的靜電放電額定值對於操作有何意義？
A4: 這表示LED通常能承受人體放電模型（HBM）下4000V的靜電放電而不受損壞。雖然這很穩健，但在操作與組裝過程中遵循標準的靜電放電預防措施（例如使用接地工作站、腕帶）以防止累積損壞或潛在缺陷仍然至關重要。
Q5: 焊接/引腳彎折的3mm最小距離有多關鍵？
A5: 非常關鍵。靠近封裝基座的環氧樹脂和內部接合線對熱和機械應力很敏感。違反此距離可能導致立即失效（樹脂破裂、接合線斷裂）或長期可靠性問題（光輸出衰減、提前失效）。
11. 實際應用案例
情境：設計高可見度狀態指示燈面板
設計師需要20個明亮的白光指示燈用於控制面板，且必須在高環境光下清晰可見。他們選擇最高發光強度等級（V）的LED以確保足夠亮度。為確保外觀均勻，他們也指定了嚴格的顏色等級（例如組別1）。使用5V電源軌設計簡單的驅動電路。對於每個LED，計算出使用100歐姆、1/8W的電阻（保守使用等級2/3的Vf 3.4V：(5-3.4)/0.02=80歐姆；100歐姆是標準值，提供約16mA，一個安全且明亮的操作點）。PCB佈局確保焊盤與LED本體輪廓之間有3mm的間隙。在組裝過程中，使用焊接治具在插入電路板前維持3mm的引腳彎折距離。
12. 工作原理簡介
這是一款螢光粉轉換型白光LED。其核心是由氮化銦鎵（InGaN）製成的半導體晶片。當施加順向電流時，電子和電洞在晶片內復合，發射出光譜藍光區域的光子（通常約450-455nm）。此藍光並非直接射出，而是照射到沉積在圍繞晶片的反射杯內的一層黃色（或黃色與紅色）螢光粉材料上。螢光粉吸收部分藍光，並以更長波長（黃光）的寬頻譜光重新發射。剩餘未被吸收的藍光與黃色螢光混合，人眼感知此組合為白光。白光的確切色調或色溫由藍光與黃光的比例決定，此比例受螢光粉成分與濃度控制。
13. 技術趨勢與背景
T-1 3/4封裝代表了一種成熟的穿孔技術，數十年來廣泛用於指示器應用。使用InGaN晶片搭配螢光粉轉換是自藍光LED發明以來生產白光LED的標準方法。當前更廣泛的LED產業趨勢正朝向：
- 表面黏著元件（SMD）:為了自動化組裝和更小的外形尺寸，如3528、5050或2835等封裝已在新的大批量設計中很大程度上取代了穿孔LED。
- 更高效率:持續的發展聚焦於提高每瓦流明數（lm/W），減少相同光輸出所需的電功率。
- 改善演色性（CRI）:使用多種螢光粉混合物或搭配紅/綠螢光粉的紫光/藍光晶片，以產生能更準確呈現物體顏色的白光。
- 整合解決方案:內建電流調節器、控制器，甚至具備全彩RGB混色能力的LED。
儘管存在這些趨勢，像此類的穿孔LED在原型製作、維修、舊系統維護、教育用途，以及需要手動組裝或極高耐用性的應用中仍然具有相關性。其在簡單、穩固的封裝中提供的高強度，確保了其在電子元件領域中持續佔有一席之地。
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。 |