目錄
1. 產品概述
本文件詳細說明一款高亮度白光LED燈的規格。此元件採用業界廣泛使用的T-1 3/4圓形封裝，適用於多種指示與照明應用。其核心優勢在於結合了緊湊的業界標準外型與高光輸出。
主要目標市場包括需要清晰、明亮視覺指示的應用，例如訊息面板、狀態指示器、小型顯示器背光以及標記燈。本產品設計旨在滿足消費性與工業電子產品對可靠性和性能的一般要求。
2. 技術參數深入解析
2.1 絕對最大額定值
此元件設計在嚴格的電氣與熱限制內運作，以確保長期可靠性。連續順向電流（IF）額定值為30 mA，在脈衝條件下（工作週期1/10，頻率1 kHz）允許的峰值順向電流（IFP）為100 mA。最大逆向電壓（VR）為5 V。總功耗（Pd）不得超過110 mW。工作溫度範圍為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍為-40°C至+100°C。此元件可承受高達4 kV（人體放電模型）的靜電放電（ESD）。最大焊接溫度為260°C，持續5秒。
2.2 電光特性
關鍵性能參數是在標準測試條件下測量：順向電流20 mA，環境溫度（Ta）25°C。順向電壓（VF）典型值介於2.8 V至3.6 V之間。發光強度（IV）具有典型值，其分檔範圍廣泛，從11,250 mcd到22,500 mcd。視角（2θ1/2）約為20度，提供相對集中的光束。根據CIE 1931色度座標系統，典型色度座標為x=0.30，y=0.29，表示白點。在5 V逆向偏壓下，逆向電流（IR）最大限制為50 μA。
3. 分檔系統說明
3.1 發光強度分檔
LED根據其在20 mA下測得的發光強度進行分檔。這確保了生產應用中亮度的一致性。分檔代碼為V（11,250-14,250 mcd）、W（14,250-18,000 mcd）和X（18,000-22,500 mcd）。發光強度的一般公差為±10%。
3.2 順向電壓分檔
為協助電路設計中壓降與電流調節的考量，LED也根據順向電壓進行分檔。分檔為0（2.8-3.0V）、1（3.0-3.2V）、2（3.2-3.4V）和3（3.4-3.6V）。此參數的測量不確定度為±0.1V。
3.3 顏色分檔
白點控制在CIE色度圖上的特定區域內。本產品使用顏色組的組合，具體為B5和B6。這些組的座標在CIE圖上定義了一個四邊形區域，確保白光輸出落在可接受的相關色溫（CCT）範圍內，在提供的圖表上視覺指示為5600K至9000K之間。
4. 性能曲線分析
規格書包含數條對設計工程師至關重要的特性曲線。相對強度 vs. 波長曲線顯示了白光的光譜功率分佈，這是由藍光InGaN晶片激發螢光粉所產生的寬頻譜。指向性圖案說明了光的空間分佈，確認了20度的視角。順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）對於確定工作點和設計限流電路至關重要。相對強度 vs. 順向電流曲線顯示光輸出如何隨驅動電流變化，對於調光或過驅動考量很重要。色度座標 vs. 順向電流圖表顯示白點如何隨不同驅動電流偏移。最後，順向電流 vs. 環境溫度曲線對於理解應用中的降額要求和熱管理需求至關重要。
5. 機械與封裝資訊
此LED採用標準T-1 3/4（5mm）圓形封裝，具有兩根軸向引腳。提供詳細的尺寸圖。關鍵尺寸包括引腳直徑、燈泡直徑和總長度。引腳間距在引腳離開封裝本體處測量。註明所有尺寸單位為毫米，標準公差為±0.25mm，除非另有說明。法蘭下樹脂的最大突出量為1.5mm。強調PCB孔與LED引腳的正確對齊，以避免安裝過程中的機械應力。
6. 焊接與組裝指南
需要正確處理以保持元件完整性。對於引腳成型，彎曲必須在距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm處進行，並且應在焊接前完成。必須避免對封裝施加應力。切割引腳應在室溫下進行。對於儲存，LED應保持在≤30°C和≤70% RH的環境中。自出貨起的保存期限為3個月；如需更長時間儲存，建議使用充氮、控濕的環境。應避免在潮濕條件下溫度急劇變化。對於焊接，焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少3mm。推薦條件為：手動焊接，烙鐵頭溫度≤300°C（最大30W），時間≤3秒；波峰焊或浸焊，預熱≤100°C，時間≤60秒，焊錫槽溫度≤260°C，時間≤5秒。
7. 包裝與訂購資訊
LED採用防潮、防靜電材料包裝。它們裝在防靜電袋中，放入內盒，然後再裝入外箱。包裝數量靈活：每袋最少200件，最多500件，每內盒5袋，每主（外）箱10個內盒。包裝上的標籤包含客戶生產編號（CPN）、零件編號（P/N）、數量（QTY）、發光強度與電壓等級（CAT）、顏色等級（HUE）、參考（REF）、批號（LOT No.）和生產地等欄位。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
這款高亮度LED非常適合需要明亮點光源的應用。主要用途包括：訊息面板與標誌：需要個別像素清晰可見的場合。光學狀態指示器：用於設備中需要明亮的電源開啟或系統運作中信號，即使在光線充足的環境中亦然。背光：用於小型LCD顯示器、鍵盤或面板圖例。標記與位置燈：用於消費性電子產品、汽車內裝或工業控制裝置。
8.2 設計考量
使用此LED進行設計時，工程師必須考慮：電流限制：始終使用串聯電阻或恆流驅動器，將順向電流維持在或低於30 mA連續值。應參考I-V曲線以獲取特定VF bin. 熱管理：雖然功耗低，但確保元件在其額定溫度範圍內運作對於使用壽命至關重要，特別是在密閉空間或高環境溫度下。請參考降額曲線。視角：20度的光束相對較窄。如需更寬的照明，可能需要擴散片或透鏡。ESD防護：雖然額定為4kV HBM，但仍建議在處理和組裝過程中採取標準的ESD預防措施。
9. 技術比較與差異化
與通用的5mm白光LED相比，本產品主要透過其高發光強度分檔進行區分，提供保證最低輸出高達22,500 mcd，比標準產品顯著更亮。提供詳細的順向電壓與顏色分檔，允許在顏色一致性或精確壓降至關重要的應用中進行更嚴格的設計控制，例如在多LED陣列或電池供電設備中。內建齊納二極體（具有指定的VZ和IZ）用於逆向電壓保護，這並非所有基本LED都具備的功能，為易受電壓瞬變影響的電路設計增加了一層穩健性。
10. 常見問題（基於技術參數）
問：對於12V電源，我應該使用多大的電阻值？
答：使用歐姆定律（R = (V電源- VF) / IF），並假設典型VF為3.2V，期望IF為20mA：R = (12V - 3.2V) / 0.02A = 440 Ω。使用下一個標準值（例如470 Ω），並檢查電阻的實際電流和功率額定值。
問：我可以連續以30mA驅動此LED嗎？
答：可以，30mA是額定的連續順向電流。然而，在最大額定值下運作可能會縮短使用壽命並增加接面溫度。為獲得最佳壽命，如果發光強度足夠，建議以20mA或更低的電流驅動。
問：溫度如何影響性能？
答：如順向電流 vs. 環境溫度曲線所示，當環境溫度超過25°C時，允許的順向電流會降低，以將接面溫度保持在安全限制內。發光輸出通常也會隨著接面溫度升高而降低。
問：顏色分檔B5和B6的目的是什麼？
答：這些分檔在CIE色度圖上定義了一個特定區域。在組件中混合來自這些分檔的LED，即使個別單元有輕微變化，也能確保一致的白色外觀。它確保白點保持在視覺可接受的範圍內，通常呈現冷白色。
11. 實務設計與使用案例
案例：為戶外設備設計高可見度狀態指示器
工程師需要一個在陽光直射下可見的狀態LED。選擇來自最高亮度分檔（X：18,000-22,500 mcd）的LED至關重要。為確保在溫度極端的戶外環境中的可靠性，需使用降額曲線進行熱分析。LED將使用恆流電路以20mA驅動，以維持亮度，不受小電池電壓波動影響。這裡，20度的窄視角是一個優勢，將光線集中到使用者預期的視線方向。可能會在PCB上塗覆保護塗層，但必須注意不要污染LED透鏡，且塗層必須與環氧樹脂相容。
12. 工作原理簡介
這是一款螢光粉轉換型白光LED。核心發光元件是由氮化銦鎵（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，主要發射光譜中藍色區域的光子。這藍光並非直接射出。相反地，它照射到沉積在LED封裝反射杯內的一層螢光粉材料（通常是摻鈰的釔鋁石榴石，或YAG:Ce）。螢光粉吸收一部分藍光，並將其重新發射為寬頻譜的黃光。剩餘的藍光與產生的黃光混合，在人眼中產生白光的感知。白光的確切色調或相關色溫（CCT）由螢光粉層的成分和厚度決定。
13. 技術趨勢與背景
T-1 3/4（5mm）圓形LED封裝是一項成熟且廣泛採用的技術。其主要優勢是低成本、易於進行通孔組裝處理以及高可靠性。更廣泛的LED產業趨勢是朝向表面黏著元件（SMD）封裝（如2835、5050等），以實現更高密度、更好的熱管理和自動化組裝。然而，通孔封裝在需要高單點亮度、高振動環境下的穩固性、手動組裝或維修，以及教育或業餘愛好者情境中仍然具有相關性。這裡描述的技術代表了一種經典封裝類型的優化，專注於提供高發光強度和明確的性能參數，以滿足傳統應用和特定現代應用的需求，這些應用中其外型尺寸和性能特點是理想的。
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。 |