Power Top View LED 67-31A 系列技術數據表 - P-LCC-3 封裝 - 最高 3.95V - 110mW - 藍色 - 英文

1. 產品概述

67-31A系列係一個採用緊湊型P-LCC-3表面貼裝封裝嘅Power Top View LED家族。此器件設計用於提供高光通量輸出同寬視角，特別適合需要均勻照明同指示功能嘅應用。該系列備有柔和橙色、紅色同黃色嘅變體，而本文檔詳述嘅特定型號則採用封裝於無色透明樹脂內嘅藍色InGaN芯片。

此LED系列嘅核心優勢包括其高電流承受能力、適合自動貼裝嘅堅固結構，以及兼容迴流焊同波峰焊工藝。其設計內置一個優化光耦合效率嘅內反射器，此乃光管同背光應用嘅關鍵特性。低電流需求進一步增強咗其對電源效率至關重要嘅便攜式電子設備嘅適用性。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

該器件被規定在以下絕對最大限額內可靠運行，測量環境溫度（T_A）為25°C。超出這些額定值可能會導致永久性損壞。

• 反向電壓 (V_R): 5 V - 可施加於LED端子反向方向嘅最大電壓。
• 正向電流 (I_F): 30 mA - 建議用於正常操作嘅最大連續直流正向電流。
• 峰值正向電流 (I_FP): 100 mA - 在1 kHz頻率、1/10佔空比條件下指定的最大允許脈衝正向電流。
• 功率損耗 (P_d): 110 mW - 裝置可承受嘅最大功耗。
• Electrostatic Discharge (ESD) HBM: 150 V - 人體模型靜電放電耐受電壓，表示其靈敏度需要採取標準靜電放電處理預防措施。
• Operating Temperature (T_opr): -40°C 至 +85°C - 確保可靠運作的環境溫度範圍。
• Storage Temperature (T_stg): -40°C 至 +90°C - 安全儲存嘅溫度範圍。
• Soldering Temperature (T_sol): 回流焊：最高260°C，持續10秒；手動焊接：最高350°C，持續3秒。

2.2 電光特性

關鍵性能參數定義於標準測試條件下，I_F = 30 mA 及 T_A = 25°C，除非另有說明。

• 發光強度 (I_V): 範圍由最小285 mcd至最大715 mcd。典型值並未指定，表示其性能是通過分檔系統進行管理。
• 視角 (2θ_1/2): 120° (典型值)。此寬闊視角是定義性特徵，由封裝設計及內部反射器實現，確保光線分佈廣泛而均勻。
• 峰值波長 (λ_P): 468 nm (典型值)。此為光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長 (λ_d): 464.5 nm 至 476.5 nm。此為人眼感知嘅單一波長，等同於發射光嘅顏色。應用±1 nm嘅公差。
• 光譜帶寬 (Δλ)： 35 nm（典型值）。此定義係喺最大功率一半時（FWHM）發射光譜嘅寬度。
• 正向電壓 (V_F): 2.75 V 至 3.95 V。此為LED在30 mA驅動電流下的壓降。標註公差為±0.1V。
• 反向電流 (I_R): 在 V_R = 5V 時為 10 μA（最大值）。

3. 分檔系統說明

為確保生產中顏色與亮度的一致性，LED會根據三個關鍵參數進行分級。

3.1 主波長分級 (A組)

定義LED嘅精確顏色（色調）。分級標籤為A9至A12，每個分級涵蓋整體464.5-476.5 nm規格內嘅3 nm範圍。

3.2 發光強度分級

定義亮度輸出。分級標籤為T1、T2、U1同U2，其最小同最大mcd值依次遞增。咁樣可以根據應用選擇合適嘅亮度。

3.3 順向電壓分級（M組）

定義電氣特性。分級標籤為M5至M8，每個級別涵蓋總規格2.75-3.95 V內0.3 V嘅範圍。此分級對電路設計非常有用，尤其係驅動多個串聯LED時。

4. 性能曲線分析

數據手冊參考了典型的電光特性曲線。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類曲線通常包括：

• I-V (電流-電壓) 曲線： 顯示正向電壓 (V_F) 與正向電流 (I_F) 之間的關係。它展示了二極管的指數特性，強調當電壓超過導通閾值時，需要使用限流電阻。
• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: 展示發光輸出如何隨驅動電流增加，通常在指定工作範圍內呈接近線性關係。
• 相對發光強度與環境溫度關係圖： 顯示發光輸出隨接面溫度上升而遞減的關係。這對高功率或高環境溫度應用中的熱管理至關重要。
• 光谱功率分布： 一幅相对强度与波长的关系图，显示峰值约在468纳米，带宽为35纳米。

5. 机械与封装信息

5.1 封裝尺寸與極性

該LED採用P-LCC-3 (Plastic Leaded Chip Carrier)封裝。尺寸圖標明了長度、寬度、高度及引腳位置。圖中清晰顯示了極性標示（通常為凹口或標記的陰極），以確保組裝時方向正確。並提供了建議的焊盤設計，以確保焊接妥當及機械穩定性。

5.2 卷盤與帶式包裝

本器件以卷帶形式供應，適用於自動化組裝。載帶尺寸已明確規定，每卷標準裝載數量為2000件。同時提供卷盤尺寸，以便貼片機操作。包裝包含防潮措施：元件置於鋁質防潮袋內，並附有乾燥劑及濕度指示卡，以防止焊接前因吸濕而損壞。

6. 焊接與組裝指引

此LED適用於標準焊接工序。

• 回流焊接： 最高峰值溫度為260°C，持續時間不得超過10秒。
• 手動焊接： 烙鐵頭溫度不應超過350°C，每條引腳接觸時間限於3秒。
• 注意事項： 提供一項關鍵警告：必須使用外部限流電阻與LED串聯。其指數型電流-電壓特性意味著電壓的微小增加可能導致電流大幅且具破壞性的上升。在處理和組裝的所有階段均應遵循正確的靜電放電處理程序。

7. 可靠性測試

該產品需進行一系列全面的可靠性測試，測試置信水平為90%，批允許不良率為10%。主要測試包括：

• 回流焊接耐受性
• 温度循环 (-40°C 至 +100°C)
• 热冲击 (-10°C 至 +100°C)
• 高溫儲存測試 (100°C)
• 低溫儲存測試 (-40°C)
• 直流工作壽命 (30 mA, 25°C)
• 高溫/高濕度 (85°C/85% RH)

這些測試驗證了裝置在各種環境及操作壓力下的穩健性。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 消費電子產品指示燈及背光： 音頻/視頻設備、機頂盒、遊戲機。
• 辦公室及家居設備： 打印機、路由器、電器、控制面板。
• 平面背光： 適用於LCD、薄膜開關及發光標誌。
• 導光管應用： 其廣闊視角及反射器內部設計，使其非常適合將光線耦合至塑膠光導管，用於狀態指示或裝飾照明。
• 通用指示： 任何需要明亮可靠表面貼裝狀態指示燈的應用。

8.2 設計考量

• 電流限制： 務必使用串聯電阻。根據電源電壓（V_cc), the LED's forward voltage (V_F - use max value for safety), and the desired forward current (I_F). R = (V_cc - V_F) / I_F.
• 熱管理： 雖然功耗較低，但若在高環境溫度或最大電流下運作，應確保有足夠的PCB銅箔面積或散熱設計，以維持光輸出及使用壽命。
• 光學設計： 對於導光管應用，LED應精確地貼近導光管嘅輸入表面。其寬廣視角有助於最大化耦合效率。

9. 技術比較與差異化

67-31A系列憑藉以下幾項關鍵特點突顯其獨特之處：

• 封裝： 與更細小的晶片LED相比，P-LCC-3封裝提供堅固耐用、符合業界標準的佔位面積，並具備良好的熱性能和機械性能。
• 視角： 120°視角明顯比許多標準頂視LED（通常為60-80°）更寬闊，這對於需要廣域照明的應用來說是一大優勢。
• 反射器間距： 呢個集成光學特性增強咗光提取同方向性，相比冇呢種特性嘅LED，喺光管同背光設計上效率更高。
• 電流能力： 相比額定電流為5-20 mA嘅低電流指示LED，30 mA連續額定電流提供更高亮度潛力。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：使用5V電源時，應選用甚麼電阻值？
答：採用最大V_F 為3.95V進行保守設計，以及I_F 當電流為30mA時：R = (5V - 3.95V) / 0.03A = 35 歐姆。請選用最接近的標準數值（例如33或39歐姆），並檢查其額定功率。

問：我可以用PWM信號驅動這顆LED來調光嗎？
答：可以。使用PWM能有效調暗這顆LED。請確保脈衝中的峰值電流不超過100 mA的I_FP 額定值同平均電流唔超過30毫安_F.

問：溫度會點樣影響性能？
答：發光強度通常會隨住結溫上升而降低。正向電壓亦會隨溫度升高而輕微下降。喺要求嚴格嘅環境中，為保持亮度穩定，可能需要熱管理同/或光學反饋。

問：峰值波長同主波長有咩分別？
A: Peak Wavelength（468 nm）係光譜發出嘅物理峰值。Dominant Wavelength（464.5-476.5 nm）係人眼感知到嘅顏色，係由全光譜計算得出。Dominant wavelength 對於顏色指示更為相關。

11. 實際應用案例示例

Scenario: 使用光管為網絡路由器設計一個狀態指示燈面板。
1. 選擇： 選用U1或U2光強度分檔中的67-31A LED以確保高可見度。選擇一致的主波長分檔（例如A10），以確保多個裝置的顏色均勻。
2. 電路設計： 路由器內部邏輯運行於3.3V。使用典型V_F 為3.2V及I_F 為節省功耗而設定20 mA：R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 歐姆。使用5.1歐姆電阻較為合適。
3. 佈局： 將LED置於PCB上，直接對準導光管入口點下方。為確保可靠性，請遵循建議的焊盤佈局設計。
4. 結果： 120° 寬闊視角能有效地將光線耦合到導光管中，形成一個明亮、光線均勻的指示燈，從不同角度都能清晰可見，以簡單可靠的方案滿足了設計要求。

12. 工作原理

LED 嘅運作基於半導體中嘅電致發光原理。核心部件係一個 InGaN（氮化銦鎵）晶片。當施加超過二極管導通閾值嘅正向電壓時，電子同電洞就會注入半導體嘅有源區。呢啲電荷載子重新結合，以光子（光）嘅形式釋放能量。InGaN 材料嘅特定成分決定咗帶隙能量，從而定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係藍色。無色透明環氧樹脂封裝劑保護晶片，充當透鏡以塑造光輸出，如果需要唔同顏色（例如提到嘅柔光橙、紅、黃），可能會含有熒光粉，不過對於藍色版本，佢保持透明。

13. 技術趨勢

LED產業持續向更高效率、更細小體積及更強整合性方向發展。與67-31A等器件相關的趨勢包括：

• 效率提升： 持續的材料科學進步旨在提升每瓦流明數（光效），從而實現相同電流下更高亮度，或以更低功耗達至相同亮度。
• 微型化： 雖然P-LCC-3是標準封裝，但對於空間受限的應用，業界同時存在採用更細小晶片級封裝（CSP）LED的趨勢，儘管這通常需要在視角與操作便利性之間作出取捨。
• 色彩一致性提升： 外延生長同分選製程嘅進步，令到波長同光強分佈更加集中，從而減少咗喺大批量應用中需要進行選擇性分選嘅需求。
• 增強可靠性： 封裝材料（環氧樹脂、矽膠）同晶片貼裝技術嘅持續改進，不斷推高操作溫度範圍同使用壽命嘅極限，特別係喺高電流或高溫條件下。