PLCC-2 LED 67-11-IB0100L-AM 規格書 - 冰藍色 - 120度視角 - 3.1V - 10mA - 粵語技術文件

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）表面貼裝封裝嘅高亮度冰藍色LED嘅規格。呢款器件專為苛刻環境下嘅可靠性同性能而設計，具備120度廣闊視角，並通過咗針對汽車零部件嘅嚴格AEC-Q101標準認證。其主要設計目的係為汽車內飾應用提供穩定、鮮明嘅照明，同時確保喺唔同電氣同熱力條件下嘅長壽命同穩定性。

1.1 核心優勢

• 高亮度效率：喺標準正向電流10mA下，可提供典型發光強度300毫坎德拉（mcd），確保明亮可見嘅輸出。
• 廣角照明：120度視角提供寬闊、均勻嘅光線分佈，非常適合背光面板同指示燈。
• 汽車級可靠性：AEC-Q101認證確認咗其適用於汽車電子中嘅惡劣環境條件，包括寬溫度波動同振動。
• 強勁ESD保護：可承受高達8kV（人體模型）嘅靜電放電，增強咗處理同組裝嘅穩健性。
• 環保合規：產品符合RoHS（有害物質限制）同REACH法規，支持全球環保標準。

1.2 目標市場及應用

呢款LED專門針對汽車電子市場。其主要應用領域包括：

• 汽車內飾照明：用於腳部空間、門把手、杯架同一般車廂環境照明。
• 開關背光：為儀表板、中控台同方向盤上嘅按鈕同控制裝置提供清晰可見度。
• 儀錶板指示燈：用於駕駛員儀錶板內嘅警告燈、狀態指示燈同儀錶背光。

2. 深入技術參數分析

2.1 光度及電氣特性

操作參數定義咗LED喺標準測試條件（Ts=25°C）下嘅性能。

• 正向電流（I_F）：建議工作電流為10mA，絕對最大額定值為20mA。工作需要至少2mA嘅電流。
• 發光強度（I_V）：喺10mA下，強度通常達到355 mcd，標準分檔嘅保證最小值為140 mcd，最大值為560 mcd。測量公差為±8%。
• 正向電壓（V_F）：喺10mA下通常為3.1V，範圍從最小2.75V到最大3.75V。正向電壓具有負溫度係數，會隨接面溫度上升而下降。
• 視角（φ）：定義為強度下降到峰值一半時嘅全角。呢款LED提供寬闊嘅120° ± 5°視角。
• 色度座標（CIE x, y）：典型色點為（0.18, 0.23），定義咗其冰藍色調。呢啲座標嘅公差為±0.005。

2.2 熱特性

熱管理對於LED壽命同性能穩定性至關重要。

• 熱阻（R_{th JS}）：接面到焊點熱阻指定咗兩個值：130 K/W（實際測量值）同100 K/W（電氣計算值）。呢個參數表示熱量從LED晶片傳遞到PCB嘅效率。
• 接面溫度（T_J）：最大允許接面溫度為125°C。超過呢個限制會導致永久性劣化。
• 工作及儲存溫度：器件額定連續工作溫度範圍為-40°C至+110°C，適合全球汽車應用。

2.3 絕對最大額定值

呢啲係任何情況下都唔可以超過嘅應力極限，以防止永久損壞。

• 功耗（P_d）：最大75 mW。
• 浪湧電流（I_FM）：可承受持續時間≤10μs、低佔空比（D=0.005）嘅300mA脈衝。
• 反向電壓（V_R）：呢款LED唔係為反向偏壓操作而設計。施加反向電壓會導致即時故障。
• 焊接溫度：可承受峰值溫度為260°C、持續時間最長30秒嘅回流焊接，兼容標準無鉛焊接製程。

3. 性能曲線分析

3.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

圖表顯示非線性關係。正向電壓隨電流增加而增加，但表現出負溫度係數。設計師設計限流電路時必須考慮呢一點，因為V_F會隨LED工作時升溫而下降。

3.2 相對發光強度 vs. 正向電流

喺較低電流範圍內，光輸出與電流大致呈線性關係，但當電流接近最大額定值（20mA）時，可能會出現效率下降（效能降低）嘅跡象。建議喺典型10mA或以下工作，以獲得最佳效率同壽命。

3.3 相對發光強度 vs. 接面溫度

發光強度隨接面溫度升高而降低。圖表顯示，當T_J接近140°C時，輸出可降至室溫值嘅約40%。呢點強調咗有效嘅PCB熱設計（使用散熱孔、足夠銅面積）對於保持亮度嘅重要性。

3.4 色度偏移

正向電流同接面溫度都會影響LED嘅色度座標。ΔCIE-x同ΔCIE-y嘅圖表顯示輕微偏移。雖然偏移喺細範圍內，但對於需要喺唔同工作條件下或喺多個LED陣列中保持嚴格顏色一致性嘅應用，應予以考慮。

3.5 正向電流降額曲線

呢個關鍵圖表根據焊盤溫度（T_S）定義咗最大允許連續正向電流。隨著T_S升高，最大允許I_F必須降低，以保持接面溫度低於125°C。例如，喺T_S為110°C時，最大I_F為20mA。呢條曲線對於確定最終應用中嘅安全工作條件至關重要。

3.6 允許脈衝處理能力

圖表顯示脈衝寬度（t_p）、佔空比（D）同允許峰值脈衝電流（I_FA）之間嘅關係。對於低佔空比（0.005）下嘅極短脈衝（例如10μs），LED可處理高達300mA嘅電流。呢點對於設計閃光或脈衝信號功能非常有用。

3.7 光譜分佈

相對光譜分佈圖顯示咗冰藍色LED嘅峰值波長特徵。窄而突出嘅峰值確保顏色純度。紅色或綠色區域無明顯次級峰值，證實咗預期嘅顏色輸出。

4. 分檔系統說明

為確保批量生產嘅一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。

4.1 發光強度分檔

LED根據喺10mA下測量嘅發光強度分為多個檔位（L1至GA）。每個檔位覆蓋對數刻度上嘅特定範圍（例如，T1：280-355 mcd，T2：355-450 mcd）。規格書突出顯示咗呢款特定產品變體嘅可能輸出檔位。設計師訂購時必須指定所需檔位，以確保使用多個LED嘅組件中亮度均勻。

4.2 顏色分檔

標準冰藍色分檔結構喺CIE 1931色度圖內定義。提供嘅表格列出特定分檔代碼（例如CM0、CL3）及其對應嘅CIE x同y座標邊界。咁樣可以選擇色點幾乎相同嘅LED，對於背光等應用至關重要，因為相鄰LED之間嘅顏色不匹配喺視覺上係不可接受嘅。

5. 機械及封裝信息

5.1 機械尺寸

PLCC-2封裝係標準表面貼裝設計。尺寸圖（參考PDF）提供關鍵尺寸，包括本體長度、寬度、高度、引腳間距同焊盤位置。遵守呢啲尺寸對於PCB封裝設計同自動貼片組裝至關重要。

5.2 推薦焊接焊盤佈局

提供建議嘅PCB焊盤圖案設計。呢個圖案針對回流焊接期間形成可靠焊點進行優化，確保正確嘅機械連接同PCB嘅熱傳導。遵循呢個建議有助於防止墓碑效應或不良焊接連接。

5.3 極性識別

PLCC-2封裝通常喺器件本體一角有成型凹口或標記陰極。PCB組裝期間正確嘅極性方向對於確保LED功能至關重要。禁止施加反向電壓。

6. 焊接及組裝指南

6.1 回流焊接溫度曲線

組件兼容標準無鉛（SnAgCu）回流焊接製程。溫度曲線包括預熱、保溫、回流同冷卻階段，峰值溫度唔超過260°C，最長30秒。高於217°C（液相線溫度）嘅時間應受控制，以確保形成適當焊點而不損壞LED封裝。

6.2 使用注意事項

• ESD注意事項：雖然額定為8kV HBM，但組裝期間應遵循標準ESD處理程序（使用接地腕帶、工作站同導電容器）。
• 電流限制：始終使用恆流源或串聯限流電阻嘅電壓源驅動LED。直接連接到超過V_F嘅電壓源會導致過大電流同故障。
• 熱管理：實施適當嘅PCB熱設計。使用降額曲線根據預期最高環境溫度同PCB熱性能確定安全工作電流。
• 清潔：如果焊接後需要清潔，請使用兼容且唔會損壞塑膠透鏡或環氧樹脂嘅溶劑。
• 儲存條件：喺指定嘅-40°C至+110°C溫度範圍內，儲存於乾燥、防靜電環境中。

7. 包裝及訂購信息

7.1 包裝信息

LED以帶狀及捲盤形式供應，係自動表面貼裝組裝設備嘅標準包裝。提供捲盤規格（帶寬、口袋間距、捲盤直徑），以確保與組裝線送料器兼容。

7.2 零件編號及訂購信息

基本零件編號係67-11-IB0100L-AM。呢個編號編碼咗關鍵屬性：

• 67-11：可能表示封裝類型（PLCC-2）及/或系列。
• IB：表示冰藍色。
• 0100L：可能與亮度分檔或產品代碼有關。
• AM：可能表示汽車級或特定修訂版。

8. 應用設計考慮因素

8.1 驅動電路設計

為穩定工作，首選恆流驅動器而非簡單嘅電阻限壓源，特別係喺汽車環境中，供電電壓（例如12V電池）可能變化很大。驅動器應設計為喺預期輸入電壓範圍同溫度下提供所需電流（例如10mA）。

8.2 PCB上嘅熱設計

為保持性能同壽命：

• 使用具有足夠銅厚度嘅PCB。
• 結合散熱焊盤，通過多個散熱孔連接到更大嘅銅平面或內部接地層。
• 遵循降額曲線。如果焊點處嘅PCB溫度預計達到80°C，則必須相應地從絕對最大值20mA降低最大連續電流。

8.3 光學集成

120度視角適合廣域照明。對於需要更聚焦光線嘅應用，可能需要二次光學元件（透鏡、導光板）。設計導光板或擴散器時應考慮冰藍色座標，以實現所需嘅最終顏色效果。

9. 技術比較及差異化

與通用PLCC-2 LED相比，呢款器件為汽車應用提供明顯優勢：

• 可靠性：AEC-Q101認證涉及嚴格嘅應力測試（高溫儲存、溫度循環、濕度等），商業級部件唔需要。
• 擴展溫度範圍：工作環境溫度高達+110°C，超過商業LED典型嘅+85°C限制，呢點對於車輛中靠近熱源嘅位置係必要嘅。
• 受控分檔：詳細嘅強度同顏色分檔確保一致性，低成本替代品中較少或無此要求。
• ESD穩健性：8kV HBM ESD額定值提供更高嘅安全邊際，防止製造同處理期間嘅靜電損壞。

10. 常見問題（FAQs）

10.1 建議工作電流係幾多？

典型工作電流係10mA。可以喺最小2mA到絕對最大20mA之間工作，但喺10mA下工作可提供亮度、效率同長期可靠性嘅最佳平衡。

10.2 點樣選擇正確嘅限流電阻？

使用歐姆定律：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中嘅最大V_F（3.75V）進行最壞情況設計，以確保電流永遠唔超過所需值。對於12V電源同10mA目標：R = (12V - 3.75V) / 0.01A = 825Ω。使用下一個較高標準值（例如820Ω或1kΩ）並計算電阻中嘅功耗（P = I²R）。

10.3 點解熱管理咁重要？

高接面溫度直接導致三個問題：1)發光輸出下降：光輸出降低。2)顏色偏移：發出嘅顏色可能改變。3)加速劣化：LED壽命呈指數級減少。通過PCB進行適當散熱對於保持指定性能係不容妥協嘅。

10.4 可以將多個LED串聯或並聯嗎？

串聯連接通常係首選，因為所有LED承載相同電流，確保亮度均勻。電源電壓必須高於所有V_F values. 並聯連接唔建議，除非每個LED都有獨立限流電阻，因為V_F嘅微小變化會導致顯著電流不平衡，造成亮度不均勻同潛在嘅單個LED過應力。

11. 實用設計案例研究

11.1 汽車儀表板開關背光

場景：為儀表板上嘅一排5個相同按鈕開關設計背光。

• 設計目標：所有按鈕上均勻、冷藍色嘅照明。
• 實施：
  1. LED選擇：指定零件編號67-11-IB0100L-AM，並選擇緊密顏色分檔（例如CM2）同特定發光強度分檔（例如T1：280-355 mcd），以確保一致性。
  2. 電路：將所有5個LED串聯，使用單個設定為10mA嘅恆流驅動器。假設典型V_F為3.1V，驅動器需要輸出順應電壓 > 15.5V（5 * 3.1V）。12V汽車電源不足，因此需要升壓轉換器或從穩壓更高電壓（例如18V）工作嘅驅動器。
  3. PCB佈局：將每個LED直接放置喺其相應開關擴散器後面。根據推薦焊盤佈局精確設計PCB封裝。將每個LED嘅散熱焊盤連接到板上專用嘅銅澆注區域，並通過多個散熱孔連接到內部接地層以散熱。
  4. 驗證：組裝後，喺高環境溫度室（例如+85°C）中工作時，測量靠近一個LED嘅焊盤溫度。使用降額曲線驗證喺測得嘅T_S.

12. 工作原理

呢款係半導體發光二極管（LED）。當喺陽極同陰極之間施加超過其帶隙能量嘅正向電壓時，電子同空穴喺半導體晶片（通常基於InGaN材料，用於藍色/白色/冰藍色）嘅有源區內復合。呢個復合過程以光子（光）形式釋放能量。半導體層嘅特定成分決定發射光嘅波長（顏色）。塑膠PLCC封裝封裝晶片，提供機械保護，並包含成型透鏡，塑造光輸出以實現120度視角。

13. 技術趨勢

像呢款LED嘅發展受到汽車同通用照明行業幾個關鍵趨勢推動：

• 效率提高（lm/W）：持續嘅材料科學改進旨在每單位電輸入功率（瓦特）產生更多光輸出（流明），減少能耗同熱負載。
• 更高可靠性及壽命：封裝材料、晶片貼裝技術同螢光粉技術（用於白光LED）嘅進步持續推動平均故障間隔時間（MTBF）數字更高，超過50,000小時。
• 小型化：對更細、更密集電子組件嘅推動導致更細封裝形式（例如晶片級封裝）LED嘅發展，同時保持或改善光輸出。
• 智能及自適應照明：與控制系統集成以實現動態照明效果、調光同色溫調整變得越來越普遍，儘管呢通常涉及更複雜嘅LED驅動IC而非LED元件本身。
• 嚴格質量標準：採用AEC-Q102（汽車應用中離散光電半導體嘅更具體標準）等標準代表咗汽車使用部件趨向更專業同更嚴格測試嘅趨勢。