目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場與應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 電光特性
- 2.2 絕對最大額定值
- 2.3 電氣與熱特性
- 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. 效能曲線分析
- 4.1 光譜功率分佈
- 4.2 電流 vs. 電壓 (I-V) 與電流 vs. 相對強度
- 4.3 溫度相依性
- 4.4 順向電流降額曲線
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 回流焊溫度曲線
- 6.2 操作與儲存注意事項
- 7. 料號與訂購資訊
- 7.1 型號編碼系統
- 8. 應用設計建議
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學設計
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題（基於技術參數）
- 10.1 此 LED 的實際功耗是多少？
- 10.2 我可以在其最大電流 100mA 下驅動此 LED 嗎？
- 10.3 如何為我的應用選擇合適的分級？
- 11. 設計與使用案例研究
- 12. 技術原理介紹
- 13. 產業趨勢與發展
1. 產品概述
T20 系列 2016 是一款專為通用照明應用設計的高效能白光 LED。此頂視 LED 採用熱增強型封裝設計，能在嚴苛條件下實現高光通量輸出與可靠運作。其緊湊尺寸與寬廣視角，使其適用於多種照明燈具。
1.1 核心優勢
- 熱增強型封裝：改善熱管理，以獲得更好的效能與使用壽命。
- 高光通量輸出：提供明亮、高效的照明。
- 高電流承受能力：支援最高 100mA 順向電流運作。
- 緊湊封裝尺寸：2016 佔位面積（2.0mm x 1.6mm）允許高密度 PCB 佈局。
- 寬廣視角：典型的 120 度半強度角提供寬廣、均勻的光線分佈。
- 無鉛且符合 RoHS 規範：適用於注重環保的製造流程。
1.2 目標市場與應用
此 LED 專為可靠性與效率至關重要的多元化照明解決方案而設計。
- 室內照明：筒燈、平板燈及其他室內燈具。
- 改裝與替換：使用現代 LED 技術升級現有照明系統。
- 通用照明：適用於商業與住宅用途的通用光源。
- 建築與裝飾照明：重點照明、間接照明及其他注重設計的應用。
2. 技術參數分析
本節針對規格書中指定的關鍵電氣、光學與熱參數，提供詳細且客觀的解讀。
2.1 電光特性
效能測量標準條件為順向電流 (IF) 80mA 與接面溫度 (Tj) 25°C。光通量隨相關色溫 (CCT) 與演色性指數 (CRI) 而變化。
- 光通量（典型值/最小值）：根據 CCT/CRI 組合，範圍約為 51 lm 至 66 lm。例如，4000K Ra80 的 LED 典型通量為 66 lm，最小值為 63 lm。
- 公差：光通量測量具有 ±7% 公差，而 CRI (Ra) 測量具有 ±2 的公差。
2.2 絕對最大額定值
這些是應力極限，超過此極限可能對元件造成永久性損壞。運作應始終維持在此極限內。
- 順向電流 (IF)：100 mA（連續）。
- 脈衝順向電流 (IFP)：150 mA（脈衝寬度 ≤100μs，工作週期 ≤1/10）。
- 功率消耗 (PD)：640 mW。
- 逆向電壓 (VR)：5 V。
- 工作溫度 (Topr)：-40°C 至 +105°C。
- 接面溫度 (Tj)：120°C（最大值）。
2.3 電氣與熱特性
這些是 Tj=25°C 時的典型運作參數。
- 順向電壓 (VF)：在 IF=80mA 時為 5.9V 至 6.4V，測量公差為 ±0.2V。
- 視角 (2θ1/2)：120 度（典型值）。這是光強度降至峰值一半時的離軸角度。
- 熱阻 (Rth j-sp)：25 °C/W（典型值）。此參數表示從 LED 接面到 MCPCB 上焊點的熱阻抗，對於散熱設計至關重要。
- 靜電放電 (ESD)：可承受 1000V（人體放電模型）。
3. 分級系統說明
LED 根據關鍵效能參數進行分級，以確保生產批次的一致性。
3.1 光通量分級
LED 被分類為特定的通量等級（例如 E8、F1），並具有定義的最小與最大光輸出值。分級結構針對不同的 CCT 和 CRI 組合分別定義。例如，分級為 F1 的 4000K Ra80 LED，其光通量將介於 66 lm 至 70 lm 之間。
3.2 順向電壓分級
LED 亦根據 80mA 時的順向電壓降進行分級。Z3、A4、B4、C4 等代碼代表電壓範圍（例如 Z3：5.6V - 5.8V）。這對於設計恆流驅動器以確保串聯多個 LED 的亮度均勻性非常重要。
3.3 色度分級（顏色）
顏色一致性控制在 CIE 色度圖上的 5 階麥克亞當橢圓內。每個 CCT（例如 2700K、4000K）都有定義的中心座標 (x, y) 與橢圓參數 (a, b, Φ)。這確保了相同標稱白點 LED 之間的可見色差最小。
4. 效能曲線分析
圖形數據提供了 LED 在不同條件下行為的深入見解。
4.1 光譜功率分佈
規格書包含 Ra80 和 Ra90 變體的光譜。這些曲線顯示了跨波長的相對強度，定義了光的色彩品質與演色特性。
4.2 電流 vs. 電壓 (I-V) 與電流 vs. 相對強度
I-V 曲線（圖 5）顯示了順向電流與電壓之間的非線性關係。順向電流 vs. 相對強度曲線（圖 4）展示了光輸出如何隨電流增加而增加，直至達到最大額定值。
4.3 溫度相依性
關鍵圖表說明了環境溫度 (Ta) 的影響：
- 相對光通量 vs. Ta（圖 6）：光輸出隨溫度升高而降低。適當的熱設計對於維持亮度至關重要。
- 相對順向電壓 vs. Ta（圖 7）：順向電壓通常隨溫度升高而降低。
- 色度偏移 vs. Ta（圖 8）：顯示白點色座標如何隨溫度偏移。
4.4 順向電流降額曲線
圖 9 提供了允許的順向電流作為環境/焊點溫度的函數。為確保可靠性並防止過熱，在較高環境溫度下運作時，必須降低最大允許電流。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED 具有緊湊的 2016 封裝尺寸。關鍵尺寸包括：
- 長度：2.00 mm
- 寬度：1.60 mm
- 高度：0.75 mm（典型值）
- 提供焊墊尺寸以供 PCB 佈局使用。
所有未指定的公差為 ±0.1mm。
5.2 極性識別
陰極與陽極在底視圖中清晰標示。正確的極性連接對於元件運作至關重要。
6. 焊接與組裝指南
6.1 回流焊溫度曲線
此 LED 與標準無鉛回流焊製程相容。建議的溫度曲線參數包括：
- 封裝體峰值溫度 (Tp)：最高 260°C。
- 液相線以上時間 (TL=217°C)：60 至 150 秒。
- 升溫速率：從 TL 到 Tp 每秒最高 3°C。
- 預熱：在 60-120 秒內從 150°C 升溫至 200°C。
遵循此溫度曲線對於防止 LED 封裝與內部晶片受到熱損壞至關重要。
6.2 操作與儲存注意事項
- 操作時應遵守靜電防護措施。
- 建議儲存溫度介於 -40°C 至 +85°C 之間。
- 避免暴露於濕氣；必要時請使用乾燥包裝或根據標準 MSL（濕度敏感等級）程序進行烘烤。
7. 料號與訂購資訊
7.1 型號編碼系統
料號遵循格式：T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10]。
- X1（類型代碼）：'20' 代表 2016 封裝。
- X2（CCT 代碼）：例如，'27' 代表 2700K，'40' 代表 4000K。
- X3（演色性）：'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）：定義效能標準（例如 'M' 代表 ANSI，'F' 代表 ERP）。
8. 應用設計建議
8.1 驅動電路設計
由於順向電壓特性與分級，強烈建議使用恆流驅動器而非恆壓源。這可確保穩定的光輸出並保護 LED 免受電流突波影響。選擇驅動器時應考慮高溫環境下的降額曲線，使其運作在絕對最大額定值內。
8.2 熱管理
有效的散熱對於效能與壽命至關重要。從接面到焊點的熱阻 (Rth j-sp) 為 25°C/W。設計 PCB 與散熱器時，應盡可能降低焊點溫度，特別是在高電流或溫暖環境下運作時。使用導熱材料並確保 LED 封裝與散熱器之間有良好的機械接觸。
8.3 光學設計
120 度視角適用於需要寬廣、漫射照明的應用。對於更聚焦的光束，則需要二次光學元件（透鏡或反射器）。頂視設計便於光線垂直於安裝平面直接發射。
9. 技術比較與差異化
雖然原始文件中未提供具體的競爭對手比較，但根據其規格，T20 系列 2016 LED 的主要差異化優勢包括：
- 平衡的效能：在非常緊湊的封裝中，提供了高光通量、良好的 CRI 選項（最高 Ra90）與寬廣 CCT 範圍的競爭性組合。
- 熱設計：明確說明的熱增強型封裝設計表明其專注於驅動條件下的可靠性，這在熱管理具有挑戰性的應用中可能提供優勢。
- 全面的分級：針對通量、電壓和顏色（5 階麥克亞當）的詳細分級，可在高品質照明產品中實現精確的色彩匹配與電氣一致性。
10. 常見問題（基於技術參數）
10.1 此 LED 的實際功耗是多少？
在 80mA 典型測試條件與 5.9V-6.4V 順向電壓下，電功率介於 472mW 至 512mW 之間。這低於 640mW 的絕對最大功率消耗額定值，提供了安全餘量。
10.2 我可以在其最大電流 100mA 下驅動此 LED 嗎？
可以，但前提是熱條件允許。您必須參考順向電流降額曲線（圖 9）。在環境溫度升高時，最大允許電流會降低。超過降額後的電流或最大接面溫度（120°C）將縮短 LED 的使用壽命。
10.3 如何為我的應用選擇合適的分級？
對於多 LED 燈具的外觀一致性，請指定嚴格的光通量分級（例如僅限 F1）與色度分級（5 階橢圓）。對於成本敏感且可接受輕微變化的應用，則可能允許較寬的分級或混合分級。電壓分級對於使用 LED 串聯的設計至關重要，以確保它們均勻地分配電流。
11. 設計與使用案例研究
情境：設計一款改裝型 LED 燈管。
- 需求：替換螢光 T8 燈管。需要高效率、良好的演色性（Ra80+）、4000K 光色，並在密閉燈具中可靠運作。
- LED 選擇：選擇 4000K/Ra80 的 T20 2016 LED，因其高光通量與緊湊尺寸，可在狹窄的 PCB 條上放置多顆 LED。
- 熱設計：鋁基 PCB 充當散熱器。使用熱阻（25°C/W）根據 LED 功率與 PCB 將熱量散發到燈管環境的能力來計算預期接面溫度。檢查降額曲線以確保所選驅動電流（例如 80mA）在預測的燈管內部最高溫度下是安全的。
- 電氣設計：LED 以串並聯配置排列。指定電壓分級（例如 A4：5.8-6.0V）以最小化電壓不匹配。選擇與串聯總電壓和電流相容的恆流驅動器。
- 結果：透過遵循本規格書提供的詳細規格與應用指南，實現了具有一致亮度與色彩的高品質、可靠 LED 燈管。
12. 技術原理介紹
白光 LED 通常基於塗覆螢光粉層的藍光 LED 晶片。當來自半導體晶片的藍光激發螢光粉時，會將部分光下轉換為較長波長（黃光、紅光）。剩餘藍光與螢光粉發射光的混合被人眼感知為白光。相關色溫 (CCT) 由螢光粉成分控制，使其呈現暖白（2700K，偏黃/紅）或冷白（6500K，偏藍）。演色性指數 (CRI) 衡量光線相較於自然參考光源，還原物體真實顏色的準確度；較高的 Ra 值（例如 90）表示更好的色彩保真度。
13. 產業趨勢與發展
LED 產業持續朝著更高光效（每瓦更多流明）、改善色彩品質與更高可靠性的方向發展。與 T20 系列等元件相關的趨勢包括：
- 效率提升：晶片與螢光粉技術的持續改進，驅動相同或更小封裝實現更高的光通量。
- 色彩品質：商業與住宅應用中，對高 CRI（Ra90、Ra95+）與全光譜照明的需求不斷增長。
- 微型化：對更小、更強大 LED 的推動，使得燈具設計更簡潔，在直視應用中實現更高的像素密度。
- 智慧與可調光照明：LED 越來越多地整合到允許動態控制強度與色溫的系統中。
- 永續性：對長壽命、RoHS 合規性與可回收性的關注，仍然是元件設計與製造的強大驅動力。
T20 系列 2016 LED 的規格透過提供良好的效率、高 CRI 選項以及適合現代照明設計的緊湊外形，與這些趨勢保持一致。
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。 |