PLCC-2 冷白光 LED 規格書 - 120度視角 - 3.1V 典型值 - 20mA

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款採用 PLCC-2 (塑膠引線晶片載體) 封裝嘅高亮度表面貼裝 LED 元件規格。呢款器件主要為要求嚴格嘅汽車內飾環境而設計，能夠喺寬廣嘅溫度範圍內提供可靠性能。其核心優勢包括發光輸出、寬視角同埋符合汽車級可靠性標準嘅穩固結構之間嘅平衡組合。

呢款 LED 發出冷白光，其典型 CIE 1931 色度座標為 (0.3, 0.3)。主要針對喺狹窄空間內需要均勻、明亮照明嘅應用，例如儀錶板背光、開關照明同指示燈組。符合 AEC-Q102、RoHS 同 REACH 標準，突顯咗佢適合用於對質量和環保要求嚴格嘅現代電子組裝。

2. 技術參數深入分析

2.1 光度與電氣特性

主要工作參數定義喺標準測試電流 20mA 下。典型發光強度為 1800 毫坎德拉 (mcd)，根據生產分級，最低保證值為 1400 mcd，最高可達 3550 mcd。正向電壓 (V_F) 典型值為 3.1V，範圍由最低 2.5V 到最高 3.75V。呢個參數對於電路設計中計算限流電阻值至關重要。

器件具有非常寬嘅 120 度視角，定義為發光強度下降到其軸向峰值一半時嘅全角。呢個確保咗均勻嘅光線分佈，對於面板同開關照明嚟講係必不可少嘅。

2.2 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致永久損壞嘅應力極限。絕對最大連續正向電流為 30 mA。器件可以承受高達 250 mA 嘅短暫電流浪湧，但脈衝 ≤ 10 µs 且佔空比非常低 (0.005)。結溫唔可以超過 125°C。工作同儲存溫度範圍指定為 -40°C 至 +110°C，確認咗其汽車級嘅穩健性。靜電放電 (ESD) 防護等級為 8 kV (人體模型)。

2.3 熱特性

熱管理對於 LED 壽命同性能穩定性至關重要。從結點到焊點嘅熱阻以兩種方式指定：實際熱阻 (R_{th JS real}) 為 130 K/W，電氣熱阻 (R_{th JS el}) 為 100 K/W。呢個參數表示熱量從半導體結點傳導出去嘅效率。需要適當嘅 PCB 佈局同足夠嘅散熱設計，以將焊盤溫度維持喺安全限度內，正如降額曲線所示。

3. 性能曲線分析

3.1 正向電流與電壓關係 (I-V 曲線)

提供嘅圖表顯示咗喺 25°C 下正向電流同正向電壓之間嘅關係。曲線係非線性嘅，係二極管嘅典型特徵。喺標稱 20mA 時，電壓圍繞 3.1V 為中心。設計師必須使用呢條曲線，確保驅動電路提供穩定嘅電流，而非固定電壓，以實現一致嘅光輸出。

3.2 光輸出與電流及溫度關係

相對發光強度隨正向電流增加而增加，但呈現次線性關係，強調咗電流控制嘅必要性。更重要嘅係，顯示相對發光強度與結溫關係嘅圖表顯示出負溫度係數。當結溫升高時，光輸出會降低。喺最高結溫 125°C 時，輸出可能只有 25°C 時數值嘅大約 40-50%。呢種熱淬滅效應必須喺熱設計中考慮在內。

3.3 色度穩定性

圖表描繪咗 CIE x 同 y 座標隨正向電流同結溫嘅偏移。雖然存在偏移，但相對較小 (溫度約 ±0.01，電流偏移更小)，表明喺唔同工作條件下具有良好嘅顏色穩定性，呢點對於顏色一致性重要嘅應用至關重要。

3.4 光譜分佈與輻射圖案

相對光譜分佈曲線顯示喺藍色波長區域有一個峰值，係螢光粉轉換白光 LED 嘅特徵，並且喺螢光粉產生嘅黃/綠區域有一個寬闊嘅次級峰值。輻射圖案圖確認咗類似朗伯分佈嘅發射輪廓，從而產生咗寬闊嘅 120° 視角。

4. 分級系統說明

產品提供按性能分組嘅 "分級"，以確保同一生產批次內嘅一致性。

4.1 發光強度分級

定義咗一個全面嘅分級結構，範圍從低輸出分級 (例如，L1: 11.2-14 mcd) 到非常高輸出分級 (例如，GA: 18000-22400 mcd)。對於呢個特定型號 (67-11-C70200H-AM)，突出顯示嘅標準輸出分級係 "AB"，對應於 1400 至 1800 mcd 嘅發光強度範圍。呢個允許設計師為其應用選擇合適嘅亮度等級。

4.2 顏色分級

規格書參考咗一個 "標準白色分級結構" 圖表 (提供嘅摘錄中未完全詳細說明)。通常，呢類圖表會喺色度圖上嘅定義四邊形或區域內繪製 CIE x 同 y 座標。LED 根據其顏色座標喺呢個區域內嘅位置進行分級，確保嚴格嘅顏色公差，通常如特性部分所述喺 ±0.005 範圍內。

5. 機械與封裝資料

5.1 物理尺寸

元件採用標準 PLCC-2 表面貼裝封裝。機械圖 (目錄中提及) 會指定確切嘅長度、寬度、高度、引腳間距同公差。呢啲資料對於 PCB 焊盤設計同確保組裝中嘅正確配合至關重要。

5.2 建議焊盤佈局

專門部分提供咗 PCB 嘅建議焊盤圖案 (焊盤幾何形狀)。遵循呢個指引對於實現可靠嘅焊點、回流焊接期間嘅正確自對準以及從器件到 PCB 嘅有效熱傳遞至關重要。

5.3 極性識別

PLCC-2 封裝通常有一個標記角或倒角來指示陰極 (負極) 引腳。放置期間必須正確識別極性方向，以確保器件正常工作。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

規格書規定最高焊接溫度為 260°C，持續 30 秒。呢個係指標準回流過程中喺焊點測量到嘅峰值溫度。應遵循典型嘅回流溫度曲線，包括預熱、保溫、回流同冷卻階段，確保元件引腳處嘅溫度唔超過呢個限制，以防止塑膠封裝或內部晶片粘接損壞。

6.2 使用注意事項

一般處理注意事項包括組裝期間使用防靜電措施、避免對透鏡施加機械應力以及防止光學表面污染。器件唔係為反向電壓操作而設計。

6.3 儲存條件

儲存溫度範圍為 -40°C 至 +110°C。此外，濕度敏感等級 (MSL) 評為 2 級。呢個意味住元件可以喺乾燥環境中 (通常為<60% 相對濕度) 儲存長達一年。如果防潮袋被打開或超過儲存期限，部件必須喺回流焊接前進行烘烤，以防止 "爆米花" 現象 (因蒸汽壓力導致封裝開裂)。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

最常見嘅驅動方法係恆流源或從電壓軌串聯一個簡單電阻。電阻值計算為 R = (V_supply- V_F) / I_F。使用典型 V_F值 3.1V 同目標電流 20mA，假設電源為 5V，電阻值為 (5V - 3.1V) / 0.02A = 95 歐姆。應選擇額定功率至少為 (5V-3.1V)*0.02A = 0.038W 嘅電阻，為安全起見，建議使用更高功率 (例如 1/8W 或 1/4W) 嘅電阻。

7.2 設計考慮因素

熱管理：使用正向電流降額曲線。對於喺高環境溫度下連續運行，必須降低電流以保持焊點溫度低於 110°C (該溫度下最大電流為 30mA)。需要喺焊盤下方同周圍有足夠嘅銅面積來散熱。
電流控制：始終使用受控電流驅動 LED，而非固定電壓，以確保穩定嘅光輸出並防止熱失控。
光學設計：寬闊嘅 120° 光束適合漫射照明。如需聚焦光線，則需要二次光學元件 (透鏡)。
ESD 防護：雖然器件具有 8kV HBM 防護，但喺汽車環境中嘅敏感線路上加入額外嘅瞬態電壓抑制係良好做法。

8. 技術比較與差異

與通用 PLCC-2 LED 相比，呢款器件嘅主要區別在於其AEC-Q102 認證同埋擴展嘅工作溫度範圍 (-40°C 至 +110°C)。呢啲並非商用級 LED 嘅典型特徵，但對於汽車認證至關重要。指定嘅 ESD 等級 (8kV) 亦高於許多標準部件。詳細嘅分級結構為製造商提供可預測嘅性能，呢點對於一致性至關重要嘅大規模生產非常關鍵。

9. 常見問題 (FAQs)

問："典型" 同 "最大" 額定值有咩區別？

答："典型" 係標準條件下嘅預期平均值。"最大" (或 "最小") 係保證嘅極限；根據規格書規格，所有器件嘅性能都會喺呢啲範圍內。

問：我可以連續以 30mA 驅動呢款 LED 嗎？

答：只有當焊點溫度 (T_S) 能夠維持喺或低於 110°C 時先可以，根據降額曲線。喺更高溫度下，必須降低電流。為咗長期可靠運行，建議喺典型 20mA 或以下驅動。

問：色度座標係 (0.3, 0.3)。呢個係純白色嗎？

答：喺 CIE 1931 色度圖上，點 (0.33, 0.33) 通常被認為係 "等能量" 白點。座標 (0.3, 0.3) 表示一種冷白光，略為偏向藍/綠色，呢種色調對於顯示器背光嚟講係常見且理想嘅。

問：MSL 2 對我嘅生產流程意味住咩？

答：MSL 2 元件喺儲存於 ≤ 30°C/60% RH 條件下時，車間壽命為 1 年。袋子打開後，應喺指定時間內 (例如 168 小時) 使用，或者喺回流前進行烘烤以去除吸收嘅水分。

10. 工作原理

呢款係一款螢光粉轉換白光 LED。當電流流過其 p-n 結時 (電致發光)，核心半導體晶片會發出藍光。呢啲藍光照射到沉積喺晶片上或附近嘅一層黃色 (或黃色同紅色) 螢光粉材料。螢光粉吸收一部分藍色光子，並以更長嘅黃/紅色波長重新發射光線。剩餘嘅藍光同轉換後嘅黃/紅光組合喺一齊，被人眼感知為白光。確切嘅色調 (冷白、中性白、暖白) 由螢光粉嘅混合比例同成分決定。

11. 行業趨勢

汽車照明市場持續要求更高效率 (每瓦更多流明)、更高顯色指數 (CRI) 以獲得更好嘅視覺清晰度，以及更高可靠性。將 LED 與驅動 IC 同傳感器集成到智能照明模組中係一個增長趨勢。此外，業界正推動標準化、更小封裝尺寸同更高功率密度，儘管 PLCC 封裝因其成本效益同喺內飾照明等中功率應用中經過驗證嘅可靠性而仍然流行。

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	點解重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。	直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。	決定燈具夠唔夠光。
發光角度（Viewing Angle）	°（度），例如120°	光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。	影響光照範圍同均勻度。
色溫（CCT）	K（開爾文），例如2700K/6500K	光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。	決定照明氣氛同適用場景。
顯色指數（CRI / Ra）	無單位，0–100	光源還原物體真實顏色嘅能力，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，例如"5-step"	顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。	保證同一批燈具顏色冇差異。
主波長（Dominant Wavelength）	nm（納米），例如620nm（紅）	彩色LED顏色對應嘅波長值。	決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。
光譜分佈（Spectral Distribution）	波長 vs. 強度曲線	顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。	影響顯色性同顏色品質。

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點亮所需嘅最小電壓，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正常發光嘅電流值。	常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。
最大脈衝電流（Pulse Current）	Ifp	短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。	脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。
反向電壓（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受嘅最大反向電壓，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）	熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，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），例如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芯片內部嘅實際工作溫度。	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嘅"使用壽命"。
流明維持率（Lumen Maintenance）	%（例如70%）	使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。	表徵長期使用後嘅亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麥克亞當橢圓	使用過程中顏色嘅變化程度。	影響照明場景嘅顏色一致性。
熱老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。	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	保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。	EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。
芯片結構	正裝、倒裝（Flip Chip）	芯片電極佈置方式。	倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。
螢光粉塗層	YAG、硅酸鹽、氮化物	覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。	唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。
透鏡/光學設計	平面、微透鏡、全反射	封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。	決定發光角度同配光曲線。

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	代碼例如 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	代碼例如 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，確保顏色落喺極細範圍內。	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，每組有對應嘅坐標範圍。	滿足唔同場景嘅色溫需求。

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	喺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嘅壽命。	提供科學嘅壽命預測。
IESNA標準	照明工程學會標準	涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。	行業公認嘅測試依據。
RoHS / REACH	環保認證	確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。	進入國際市場嘅准入條件。
ENERGY STAR / DLC	能效認證	針對照明產品嘅能效同性能認證。	常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。