1608-UG0100M-AM 綠色 LED 數據手冊 - PLCC-2 封裝 - 1.6x0.8mm - 2.65V @10mA - 120° 視角 - 英文技術文件

1. 產品概覽

1608-UG0100M-AM 是一款專為表面貼裝應用而設計的高亮度綠色發光二極管 (LED)。它採用 PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) 封裝，這是 SMD LED 一種常見且可靠的封裝形式。此元件主要應用於汽車內飾照明，表明其設計能滿足嚴苛環境下對可靠性和性能的嚴格要求。其緊湊的 1608 佔位面積 (1.6mm x 0.8mm) 使其適合需要穩定、明亮綠色照明的空間受限設計。

呢款LED嘅核心優勢包括喺標準驅動電流10mA下，具有700毫坎德拉（mcd）嘅典型高發光強度，配合120度廣視角。咁樣確保咗從唔同角度都有良好嘅可見度，對於儀錶板背光、開關照明或環境照明嚟講至關重要。此外，該元件根據AEC-Q101標準認證，呢個係汽車應用中分立半導體嘅關鍵基準，確保佢能夠承受汽車行業嘅極端溫度、震動同埋長壽命要求。符合RoHS、REACH同無鹵指令，令佢環保且適合全球市場。

2. 深入技術參數分析

2.1 光學與電氣特性

關鍵操作參數定義了LED在標準條件下（通常為結溫25°C、正向電流10mA）的性能表現。 發光強度 (Iv) 其典型值為700 mcd，最小值為520 mcd，最大值為820 mcd，並設有8%的測量容差。此參數代表人眼感知的光輸出亮度。

該 正向電壓 (Vf) 通常在10mA下量度為2.65V，範圍介乎2.25V至3.25V。規格指定了嚴格的量測容差為±0.05V。LED兩端的這種電壓降對於計算功耗及設計限流電路至關重要。該 主波長 (λd)，用以界定視覺感知嘅顏色，中心波長為525nm（綠色），範圍由520nm至530nm，容差為±1nm。

該 視角 為120度，定義為發光強度降至峰值一半時嘅偏軸角度（半峰全寬 - FWHM）。容差為±5度。

2.2 絕對最大額定值與熱管理

這些額定值定義了可能導致永久損壞的極限。該 Absolute Maximum Forward Current (IF) 直流電為30mA。較高嘅 浪湧電流 (IFM) 喺低佔空比（0.005）下，極短脈衝（≤10μs）容許50mA。此器件並非設計用於反向電壓操作。

散熱管理對LED壽命至關重要。最大嘅 接面溫度 (Tj) 為125°C。該元件可在-40°C至+110°C的環境溫度下運行。兩個數值適用於 熱阻 (Rth JS) 提供嘅數值係：210 K/W（實際測量值）同埋190 K/W（電氣計算值）。呢個參數表示熱量從半導體接合點傳到焊點嘅效率；數值越低越好。該 功率耗散 (Pd) 最大值為97.5 mW，係根據最大正向電壓同電流計算得出。

該器件提供高達2 kV（人體模型）嘅ESD保護，並且能夠承受260°C嘅迴流焊接峰值溫度30秒。

3. Binning System 說明

為確保批量生產的一致性，LED會按性能分級。本數據手冊定義了三個關鍵參數的分級標準。

3.1 發光強度分檔

發光強度按字母（Q、R、S、T、U、V、A、B）和數字（1、2、3）分組，每個級別涵蓋特定的mcd範圍。對於1608-UG0100M-AM，其可能的輸出級別已標示，對應典型的700mcd規格。根據具體生產批次，其數值會落在U2（520-610 mcd）和U3（610-710 mcd）或V1（710-820 mcd）的級別範圍內。

3.2 主波長分檔

色彩一致性係通過主波長分檔嚟管理。分檔由一個4位數代碼定義，代表以納米為單位嘅最小同最大波長。對於呢款綠色LED，相關分檔喺520-535nm範圍內，典型值為525nm嘅部件其具體分檔可能係「2025」（520-525nm）或「2530」（525-530nm）。

3.3 順向電壓分選

正向電壓係用一個4位數代碼進行分檔，該代碼代表以十分之一伏特為單位嘅最小同最大電壓（例如「2225」表示2.2V至2.5V）。對於典型Vf值2.65V，對應嘅分檔會係「2527」（2.50-2.75V）或者「2730」（2.75-3.00V）。了解Vf分檔有助於設計精確嘅驅動電路，尤其對於需要多個LED亮度一致嘅應用。

4. 性能曲線分析

提供嘅圖表深入揭示了LED喺唔同條件下嘅行為特性。

4.1 IV曲線與相對發光強度

該 Forward Current vs. Forward Voltage 圖表顯示二極管典型的指數關係。在10mA時，電壓約為2.65V。此曲線可讓設計師估算其他驅動電流下的Vf。 相對發光強度與正向電流關係圖 圖表顯示光輸出隨電流增加呈超線性增長，但僅限於特定範圍。雖然以更高電流驅動可提升亮度，但同時會增加熱量並可能加速流明衰減。

4.2 溫度依賴性

該 相對發光強度與接面溫度關係 圖表至關重要。它顯示隨著接面溫度上升，光輸出會下降。這種現象稱為熱淬滅。為確保可靠性能，必須採用有效的散熱裝置和適當的驅動電流管理，以保持低接面溫度。 相對順向電壓與接面溫度關係 圖表顯示負溫度係數；Vf 隨溫度升高而降低。此特性有時可用於溫度感測。

該 主波長與接面溫度 圖表顯示顏色隨溫度變化有輕微偏移（通常為幾納米），這對色彩要求嚴格的應用非常重要。

4.3 降額與脈衝操作

該 正向電流降額曲線 根據焊盤溫度來規定最大允許連續正向電流。隨着焊盤溫度升高，允許的電流會線性下降，直至在110°C時降至30mA。圖表明確指出不可使用低於3mA的電流。該 容許脈衝處理能力 圖表顯示，對於極短脈衝寬度（微秒至毫秒），只要工作週期足夠低以防止過熱，LED可承受遠高於30mA直流最大值的電流。

4.4 頻譜分佈

該 相對光譜分佈 圖表繪製了每個波長所發出的光強度。對於綠色LED，這顯示在綠色區域（約525nm）有一個峰值，而在其他顏色波段則幾乎沒有發射。這個峰值的窄度有助於顏色的純度。 典型輻射圖特性 (極座標圖) 以視覺方式呈現120度視角，顯示強度如何在空間中分佈。

5. Mechanical, Packaging & Assembly Information

5.1 機械尺寸與極性

該元件採用標準PLCC-2表面貼裝封裝，佔位面積為1608（1.6毫米 x 0.8毫米）。機械圖紙（PDF中參照）提供了封裝本體、引腳位置和透鏡的精確尺寸。正確極性至關重要。PLCC-2封裝通常有標記的陰極（通常是透鏡上的凹口、圓點或綠色標記，或封裝上的倒角）。推薦的焊接焊盤佈局確保了回流焊期間形成適當的焊點和熱緩解。

5.2 焊接與組裝指引

該LED的額定回流焊峰值溫度為260°C，持續30秒，符合無鉛焊接的常見IPC標準。應遵循詳細的回流焊溫度曲線以避免熱衝擊。注意事項包括避免對透鏡施加機械應力、防止光學表面污染，以及確保使用合適的焊膏和鋼網設計。濕度敏感等級（MSL）為2，意味著元件在回流焊前可於≤30°C/60% RH條件下儲存長達一年而無需烘烤。

5.3 封裝與訂購資料

該元件以帶裝形式供應，適用於自動化組裝。包裝資料規定了捲盤尺寸、載帶寬度、口袋間距及元件方向。零件編號1608-UG0100M-AM可能遵循以下編碼慣例："1608"代表尺寸，"U"代表顏色（可能為Ultragreen），"G"代表綠色，"0100"可能與強度或版本有關，"M"可能表示包裝方式，"AM"可能代表汽車級別。訂購資料會指定所需的光強、波長和正向電壓分檔代碼，以確保交付的產品具備確切的性能特性。

6. 應用說明及設計考量

6.1 主要應用：汽車內飾照明

此LED專為汽車內飾照明而設計。其應用包括儀表板背光、中控台按鈕、車廂氣氛腳部照明、門把手照明及換檔指示器等。憑藉AEC-Q101認證、寬廣的工作溫度範圍（-40°C至+110°C）以及高可靠性，使其能勝任這些不容有失的嚴苛環境。

6.2 電路設計注意事項

電流驅動： LED係電流驅動器件。為防止熱失控，必須使用恆流源或串聯限流電阻配合電壓源。設計應基於典型Vf同目標If，並考慮分檔差異。

散熱設計： PCB佈線應包含足夠散熱設計。焊盤（尤其係散熱焊盤）應連接銅泊以散熱。順向電流需根據預期工作環境溫度同PCB熱阻進行降額。

ESD防護： 雖然LED具備2kV HBM ESD保護，但在容易發生更高ESD事件的環境中（例如汽車線束），可能需要額外的外部保護（例如TVS二極管或電阻）。

6.3 光學設計考量

120度視角適合直接觀看或與導光板和擴散片配合使用。對於需要更聚焦光束的應用，則需要輔助光學元件（透鏡）。綠色適用於狀態指示器，並常與其他顏色組合用於多色顯示。

7. 技術比較與差異分析

與標準商用級綠色LED相比，1608-UG0100M-AM的主要區別在於其 automotive qualification (AEC-Q101)呢個過程涉及對高溫操作壽命（HTOL）、溫度循環、耐濕度以及其他通用元件唔需要承受嘅壓力進行嚴格測試。其典型發光強度700mcd喺同類封裝尺寸中具競爭力。PLCC-2封裝相比0402等更細嘅芯片尺寸封裝，提供更好嘅引腳剛性同潛在更佳嘅熱性能，令其更能承受汽車振動。指定嘅分檔結構為設計師提供可預測嘅性能參數，對於保持汽車照明系統一致性至關重要，因為系統中多個元件嘅顏色同亮度匹配係關鍵。

8. 常見問題 (FAQs)

Q: 呢款LED嘅最小驅動電流係幾多？
A: 數據表明確寫明「切勿使用低於3mA嘅電流」。正向電流（IF）嘅最低額定值為3mA。低於此值操作可能會導致光輸出唔穩定或者完全冇光。

Q: 我可唔可以用3.3V電源，唔加電阻嚟驅動呢款LED？
A: 唔得。由於其典型Vf為2.65V，直接接駁到3.3V會試圖令不受控嘅電流通過LED，好大機會超過30mA嘅絕對最大額定值，導致即時損壞。必須使用限流電阻或恆流驅動器。

Q: 點樣解讀發光強度分級代碼「U2」？
A: 分級代碼「U2」係指分級表中定義嘅特定發光強度範圍。對於「U」組，當喺標準條件下（IF=10mA, Tj=25°C）測量時，「2」級對應嘅最小強度為520 mcd，最大強度為610 mcd。

Q: 呢款LED適唔適合用喺汽車外部照明？
A: 數據表指明應用範疇為「汽車內飾照明」。外部照明（例如尾燈、指揮燈）通常需要不同的封裝、更高功率、不同顏色，並且經常需要針對濕氣滲入和抗紫外線能力進行不同的認證測試。此元件並未指定用於外部環境。

Q: 「實際」與「電氣」熱阻值有何分別？
A: 「實際」熱阻值（210 K/W）是使用物理方法（例如溫度傳感器）直接量度得出。「電氣」熱阻值（190 K/W）則是透過量測順向電壓隨溫度的變化（利用 Vf 溫度係數）間接計算得出。電氣方法通常較快，但可能基於不同的假設。為進行保守的熱設計，應採用較高（實際）的數值。

9. 實用設計與使用範例

範例一：儀表板開關背光照明 設計師需要為十個綠色指示燈開關提供照明。他們計劃使用車內5V電源軌，以10mA驅動每顆LED。採用典型Vf值2.65V計算，所需串聯電阻值為 R = (5V - 2.65V) / 0.01A = 235 歐姆。通常會選用標準240歐姆電阻。每個電阻消耗功率為 (5V-2.65V)*0.01A = 0.0235W，因此小型1/10W電阻已足夠。PCB佈局會將LED與電阻緊密排列，並在LED焊盤下方設置熱導孔連接至內部接地層以散熱。

範例二：脈衝寬度調變（PWM）調光技術 對於需要控制亮度嘅環境照明，可以用PWM信號驅動LED。喺「開啟」脈衝期間，正向電流可以設定為15-20mA，以達到更高嘅峰值亮度，而平均電流（從而控制亮度同熱量）就由工作週期控制。必須參考脈衝處理能力圖表，以確保所選嘅脈衝寬度同峰值電流喺指定工作週期下處於安全範圍內。

10. 運作原理與技術趨勢

10.1 基本運作原理

發光二極管（LED）係一種半導體p-n接面二極管。當施加正向電壓時，來自n型材料嘅電子會同p型材料嘅電洞喺發光區複合。呢種複合會以光子（光）嘅形式釋放能量。發出光嘅特定波長（顏色）取決於所用半導體材料嘅能帶隙（例如，氮化銦鎵用於綠光）。PLCC封裝容納半導體晶片，通過引腳提供電氣連接，並包含一個模塑塑料透鏡，用於塑造光輸出同保護晶片。

10.2 行業趨勢

汽車內飾照明LED嘅趨勢係朝向更高效率（每瓦更多流明），從而降低功耗同熱負荷。同時亦趨向更細小嘅封裝尺寸（例如1006/0402），以實現更隱蔽嘅照明同更緊湊嘅集成。先進功能包括喺LED封裝內集成驅動器IC，以簡化控制。此外，對於喺寬廣溫度範圍內精準同一致嘅顯色性需求正不斷增加，推動咗熒光粉技術（用於白光LED）同外延晶圓生長一致性（用於呢類綠色單色LED）嘅改進。對更精緻、具動態多色區域嘅氛圍照明嘅追求，亦影響咗具有更嚴格分檔同更好性能穩定性嘅LED嘅發展。