目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光度（光通量）分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 主波長分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 光譜分佈
- 4.2 正向電壓 vs. 結點溫度
- 4.3 相對輻射功率 vs. 正向電流
- 4.4 相對光通量 vs. 結點溫度
- 4.5 正向電流 vs. 正向電壓（IV 曲線）
- 4.6 最大驅動電流 vs. 焊接溫度
- 4.7 輻射圖案
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸
- 6. 焊接同組裝指南
- 7. 包裝同訂購信息
- 7.1 捲帶規格
- 7.2 濕度敏感性同包裝
- 7.3 標籤說明
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 可靠性同測試
- 10. 常見問題（基於技術參數）
- 11. 實用設計案例
- 12. 技術原理介紹
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
67-21S 係一款專為通用照明應用而設計嘅表面貼裝器件（SMD）中功率 LED。佢採用 PLCC-2（塑膠引線晶片載體）封裝，提供緊湊嘅外形，適合自動化組裝流程。主要發射顏色係藍色，透過 InGaN 晶片技術實現，並封裝喺水清樹脂中以最大化光輸出。呢款 LED 嘅特點係高效率同埋 120 度嘅寬視角，令佢適用於各種照明需求。佢符合 RoHS 指令，並且係作為無鉛（Pb-free）組件製造嘅。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款 LED 嘅主要優勢包括佢嘅性能同功耗平衡，通常被稱為中功率。佢提供比典型低功率指示燈 LED 更高嘅光通量輸出，同時相比某啲高功率產品保持更好嘅熱管理同效率。佢嘅寬視角確保均勻嘅光線分佈，呢點對於區域照明至關重要。主要目標市場係裝飾同娛樂照明，呢度顏色同漫射光好重要；以及農業照明，特定嘅光譜可以影響植物生長。佢亦適用於消費同商業產品中嘅通用照明。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
器件嘅操作限制喺特定條件下定義（焊接點溫度為 25°C）。最大連續正向電流（IF）係 150 mA。佢可以承受 300 mA 嘅峰值正向電流（IFP），但僅限於佔空比為 1/10、脈衝寬度為 10 ms 嘅脈衝條件下。最大功耗（Pd）係 540 mW。工作溫度範圍（Topr）係由 -40°C 到 +85°C，儲存溫度範圍（Tstg）係由 -40°C 到 +100°C。由結點到焊接點嘅熱阻（Rth J-S）係 50 °C/W，呢個係熱管理設計嘅關鍵參數。最大允許結點溫度（Tj）係 125°C。器件對靜電放電（ESD）敏感，需要適當嘅處理程序。
2.2 電光特性
喺標準測試條件下（Tsoldering= 25°C, IF= 150 mA），指定咗 LED 嘅典型性能。光通量（Φ）範圍由最小 9.0 lm 到最大 15.0 lm，典型公差為 ±11%。正向電壓（VF）通常介乎 2.9 V 同 3.6 V 之間，製造公差更緊，為 ±0.1V。視角（2θ1/2），定義為光強度下降到峰值一半時嘅角度，通常為 120 度。反向電流（IR）喺施加 5V 反向電壓（VR）時，規定最大為 50 μA。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性，LED 會根據關鍵性能參數分級。
3.1 光度（光通量）分級
光通量輸出分為多個分級代碼（B8, B9, L1-L5）。每個代碼代表喺 150 mA 下測量嘅特定通量範圍。例如，分級 B8 涵蓋 9.0 到 9.5 lm，而分級 L5 涵蓋 14.0 到 15.0 lm。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇具有所需亮度級別嘅 LED。
3.2 正向電壓分級
正向電壓分為代碼 36 到 42。每個代碼代表 0.1V 嘅範圍，由分級 36 嘅 2.9-3.0V 開始，到分級 42 嘅 3.5-3.6V。當多個 LED 並聯連接時，選擇來自相同或相鄰電壓分級嘅 LED 對於確保均勻嘅電流分配非常重要。
3.3 主波長分級
顏色（主波長）分為兩個範圍：B54（465-470 nm）同 B55（470-475 nm）。呢個為需要特定藍色調嘅應用提供一定程度嘅顏色一致性。主波長/峰值波長嘅測量公差為 ±1 nm。
4. 性能曲線分析
4.1 光譜分佈
提供嘅光譜圖顯示咗藍色 InGaN LED 嘅典型發射曲線。峰值集中喺藍色波長區域（約 465-475 nm），具有相對較窄嘅光譜寬度，呢個係呢種半導體材料嘅特徵。
4.2 正向電壓 vs. 結點溫度
圖 1 說明咗正向電壓點樣隨住結點溫度升高而變化。電壓通常隨住溫度升高而線性下降（負溫度係數），呢個係半導體二極管嘅常見特徵。喺恆壓驅動電路中必須考慮呢一點。
4.3 相對輻射功率 vs. 正向電流
圖 2 顯示咗光輸出功率同正向電流之間嘅關係。輸出隨住電流增加而次線性增加，並且喺非常高嘅電流下，效率可能會因為熱量產生增加同其他非理想效應而下降。
4.4 相對光通量 vs. 結點溫度
圖 3 展示咗熱淬滅效應。隨住結點溫度升高，光通量輸出會下降。適當嘅散熱對於保持光輸出同壽命至關重要。
4.5 正向電流 vs. 正向電壓（IV 曲線）
圖 4 展示咗 25°C 下嘅經典二極管 IV 特性曲線。佢顯示咗一旦超過導通電壓，電流同電壓之間嘅指數關係。
4.6 最大驅動電流 vs. 焊接溫度
圖 5 提供咗一條降額曲線。佢指示咗為咗將結點溫度保持喺其 125°C 限制以下，基於焊接點溫度（與 PCB 溫度相關）嘅最大允許正向電流。喺較高環境或電路板溫度下，必須降低電流。
4.7 輻射圖案
圖 6 係一個極座標圖，顯示光強度嘅空間分佈。該圖案確認咗具有 120° 視角嘅寬廣、類似朗伯體嘅發射輪廓。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸
規格書包含 PLCC-2 封裝嘅詳細尺寸圖。關鍵尺寸包括總長度、寬度同高度，以及焊盤間距同尺寸。陰極通常由封裝上嘅標記或切角識別。所有未指定嘅公差為 ±0.15 mm。
6. 焊接同組裝指南
呢款 LED 適合回流焊接。推薦嘅最大焊接曲線峰值溫度為 260°C，持續時間為 10 秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度不應超過 350°C，每個焊盤嘅接觸時間應限制喺 3 秒內。呢啲限制對於防止損壞塑膠封裝同內部引線鍵合至關重要。
7. 包裝同訂購信息
7.1 捲帶規格
組件以抗濕膠帶同捲帶形式供應，用於自動貼片組裝。提供咗捲帶尺寸同載帶凹槽尺寸。標準每捲裝載數量為 4000 件。
7.2 濕度敏感性同包裝
LED 包裝喺鋁製防潮袋中，並附有乾燥劑，以保護佢哋喺儲存同運輸期間免受環境濕度影響，因為吸收水分會喺回流焊接過程中導致爆米花現象。
7.3 標籤說明
捲帶標籤包含產品編號（P/N）、數量（QTY）以及光強度（CAT）、主波長（HUE）同正向電壓（REF）嘅特定分級代碼等信息。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
裝飾同娛樂照明：藍色同寬視角令佢適合用於重點照明、標誌同舞台效果。
農業照明：藍光係園藝照明光譜嘅關鍵組成部分，影響植物形態同光合作用。
通用照明：可以用於面板燈、筒燈同其他需要漫射藍光或白光（當與熒光粉結合時）光源嘅燈具陣列中。
8.2 設計考慮因素
熱管理：由於 Rth J-S為 50 °C/W，必須通過 PCB（使用散熱通孔、鋪銅）進行有效散熱，以確保喺全電流下可靠運行。
電流驅動：強烈建議使用恆流驅動器而非恆壓源，以確保穩定嘅光輸出並防止熱失控。
光學：如果希望得到更聚焦嘅光束，寬視角可能需要二次光學元件（透鏡、反射器）。
ESD 保護：喺 PCB 輸入端實施 ESD 保護，並確保組裝期間嘅適當處理。
9. 可靠性同測試
規格書列出咗一套全面嘅可靠性測試，以 90% 置信水平同 10% LTPD（批次容許不良率）進行。測試包括回流焊接耐受性、熱衝擊、溫度循環、高溫/高濕儲存同操作、低溫儲存同操作，以及喺各種條件下（25°C、55°C、85°C 配合不同電流）嘅多次高溫操作壽命測試。呢啲測試驗證咗 LED 喺典型環境同操作應力下嘅穩健性。
10. 常見問題（基於技術參數）
問：我可以連續以 300 mA 驅動呢款 LED 嗎？
答：唔可以。300 mA 額定值僅適用於脈衝操作（1/10 佔空比，10ms 脈衝寬度）。最大連續電流係 150 mA。超過呢個值可能會導致 LED 過熱同損壞。
問：點解正向電壓分級咁重要？
答：當並聯連接多個 LED 時，正向電壓嘅差異會導致電流分配不均。具有較低 VF嘅 LED 會汲取更多電流，可能導致過早失效。使用來自相同電壓分級嘅 LED 可以最小化呢個風險。
問：我應該點樣解讀熱阻值（50 °C/W）？
答：呢個意味住，對於 LED 結點中每消耗一瓦功率，結點溫度將比焊接點溫度升高 50°C。例如，喺 150 mA 同 VF為 3.2V 時，功率約為 0.48W。呢個會導致從 PCB 焊盤到結點嘅溫度升高 24°C。
問：防潮袋嘅用途係咩？
答：SMD 封裝會從空氣中吸收水分。喺高溫回流焊接過程中，呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發，產生內部壓力，導致封裝破裂（爆米花現象）。防潮袋同乾燥劑可以防止使用前吸收水分。
11. 實用設計案例
場景：使用 20 粒 67-21S LED 設計一條線性燈條。
設計步驟：
1. 電氣設計：決定串並聯配置。例如，並聯 10 串，每串包含 2 粒串聯嘅 LED。呢個需要約 6.4V（2 * 3.2V）嘅驅動電壓同 1.5A（10 串 * 150mA）嘅總電流。需要一個設定為 1.5A 且能夠輸出 >7V 嘅恆流驅動器。
2. 熱設計：計算總功耗：20 粒 LED * 0.48W ≈ 9.6W。PCB 必須充當散熱器。使用 2-oz 銅層，每粒 LED 焊盤下方嘅散熱通孔連接到大嘅內部接地層，並考慮使用鋁基板（MCPCB）以獲得更好嘅熱擴散。
3. 光學設計：對於線性燈條，原生 120° 光束可能已經足夠。如果使用漫射罩，確保其具有高透射率以保持效率。
4. 組件選擇：指定來自相同光通量分級（例如 L2）同正向電壓分級（例如 38）嘅 LED，以確保均勻嘅亮度同電流共享。
12. 技術原理介紹
67-21S LED 基於氮化銦鎵（InGaN）製成嘅半導體異質結構。當正向電壓施加喺 p-n 結兩端時，電子同電洞被注入到有源區。佢哋嘅復合以光子（光）嘅形式釋放能量。InGaN 合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係藍色。PLCC-2 封裝將半導體晶片安裝喺引線框架上，用細線連接，並封裝喺透明環氧樹脂或矽膠樹脂中，呢啲樹脂保護晶片並充當主要光學元件。
13. 技術趨勢
像 67-21S 咁樣嘅中功率 LED 市場持續發展。主要趨勢包括：
效率提升（lm/W）：晶片設計、外延生長同封裝取光效率嘅持續改進，導致相同電輸入下更高嘅光輸出。
顏色一致性改善：更緊嘅分級公差同先進嘅製造控制，減少咗生產批次內同批次之間嘅顏色差異。
可靠性增強：開發更穩健嘅封裝材料（例如高溫矽膠）同晶片貼裝技術，以承受更高嘅工作溫度同更惡劣嘅環境。
針對特定應用嘅優化：LED 越來越多地針對特定市場進行定制，例如園藝照明，其光譜針對植物光感受器進行優化；或者以人為本嘅照明，考慮晝夜節律。
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。 |