雙色頂視LED 67-22系列規格書 - P-LCC-4封裝 - 典型2.0V - 亮黃/黃綠 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

67-22系列為採用緊湊型P-LCC-4封裝的雙色（多色）頂視LED家族。這些元件設計為光學指示器，具有白色封裝本體與無色透明視窗。其關鍵設計特色為整合式內部反射器，可優化光耦合並實現廣視角，使此類LED特別適合導光柱與背光應用。其低電流需求進一步提升了在對功耗敏感的便攜式設備中的適用性。

1.1 核心優勢與目標市場

此LED系列的主要優勢源於其封裝設計與材料選擇。由封裝幾何結構與內部反射器實現的廣視角，確保了均勻的光線分佈，這對於指示器與背光應用至關重要。本元件相容於自動貼裝設備，並以8mm載帶與捲盤供料，簡化了大量組裝流程。它亦為無鉛設計，符合RoHS指令。目標市場包括：通訊設備（用於電話與傳真機的指示器與背光）、LCD、開關與符號的通用背光，以及任何需要可靠、低功耗視覺回饋的通用指示應用。

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

本元件的操作極限定義於特定條件下（Ta=25°C）。最大反向電壓（V_R）為5V。兩種晶片類型（UY與SYG）的連續順向電流（I_F）額定值為25 mA，在1 kHz、1/10工作週期下，允許的峰值順向電流（I_FP）為60 mA。每顆晶片的最大功耗（P_d）為60 mW。本元件可承受2000V（HBM）的靜電放電（ESD）。操作溫度範圍（T_opr）為-40°C至+85°C，而儲存溫度（T_stg）範圍為-40°C至+95°C。焊接指南規定迴焊溫度為260°C持續10秒，或手焊溫度為350°C持續3秒。

2.2 電光特性

關鍵性能指標於Ta=25°C、I_F=20mA條件下量測。對於UY（亮黃）晶片，典型發光強度（I_V）為120 mcd（最小80 mcd）。對於SYG（亮黃綠）晶片，典型I_V為80 mcd（最小50 mcd）。兩者共享120度的典型視角（2θ1/2）。UY晶片的典型峰值波長（λp）為591 nm，主波長（λd）為589 nm。SYG晶片的典型λp為575 nm，λd為573 nm。兩者的典型頻譜頻寬（Δλ）均為20 nm。兩種類型的順向電壓（V_F）典型值為2.0V，範圍從1.7V至2.4V。在V_R=5V時，最大反向電流（I_R）為10 μA。

3. 分級系統說明

本產品採用分級系統對關鍵參數進行分類，以確保應用設計的一致性。此資訊標示於產品標籤上的代碼。CAT代碼指發光強度等級，根據量測的光輸出對LED進行分類。HUE代碼對應主波長等級，根據特定的色座標點對LED進行分組。REF代碼表示順向電壓等級，根據電氣特性對元件進行排序。此分級制度讓設計師能根據特定需求，選用參數嚴格受控的LED。

4. 性能曲線分析

4.1 相對發光強度 vs. 環境溫度

所提供的UY與SYG晶片曲線顯示，相對發光強度高度依賴於環境溫度（T_a）。強度在25°C時歸一化為100%。當溫度降至-40°C時，相對強度可能顯著下降，對UY晶片而言可能低於60%。相反地，當溫度朝向操作上限（+85°C）增加時，強度也會從25°C的參考點下降。這種熱降額是應用於寬廣溫度變化環境時必須考量的關鍵因素。

4.2 順向電流 vs. 順向電壓

IV特性曲線展示了在25°C下順向電流（I_F）與順向電壓（V_F）之間的關係。該曲線是非線性的，為二極體的典型特性。對於兩種LED類型，在標準測試電流20 mA下，電壓通常約為2.0V。曲線顯示，電壓超過典型值的小幅增加會導致電流快速上升，這凸顯了在驅動設計中使用限流電路以防止熱失控與元件故障的重要性。

4.3 相對發光強度 vs. 順向電流

此曲線說明了光輸出作為驅動電流函數的關係。發光強度隨順向電流增加而增加，但關係並非完全線性，特別是在較高電流時。此曲線讓設計師能估算在非標準20mA測試條件下的其他驅動電流所對應的光輸出。它也隱含地顯示了效率趨勢；以極高電流驅動LED可能會導致光輸出的邊際效益遞減，同時增加功耗與接面溫度。

4.4 頻譜分佈

頻譜分佈圖顯示了兩種晶片在25°C下的相對輻射功率與波長的關係。UY晶片發射黃光區域，峰值約在591 nm。SYG晶片發射黃綠光區域，峰值約在575 nm。兩個頻譜均顯示相對較窄的頻寬（如表格所述約20 nm FWHM），這是AlGaInP半導體材料的特性，能產生飽和、純淨的色彩。

4.5 輻射圖

極座標輻射圖描繪了光強度的空間分佈。該圖證實了廣視角特性，強度量測角度從0°（軸向）到90°不等。曲線的形狀顯示了光線如何發射，這對於設計導光管與確保背光應用中的均勻照明至關重要。封裝內的內部反射器促成了此特定的輻射模式。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED封裝於P-LCC-4（塑膠有引線晶片載體，4腳）封裝中。封裝本體為白色。提供尺寸圖，詳細說明長度、寬度、高度、引腳間距及其他關鍵機械特徵。關鍵尺寸包括封裝的整體尺寸以及兩個內部LED晶片（通常用於雙色操作）的陽極/陰極焊墊位置。所有未註明公差均為±0.1 mm。

5.2 極性識別與焊墊設計

本封裝具有四個引腳。內部連接方案在提供的文本中未明確詳述，但對於此類雙色頂視LED是標準的：兩個陽極和兩個陰極，或是兩個不同顏色晶片的共陽極/共陰極配置。實體引腳排列與建議的PCB焊墊佈局在尺寸圖中定義，以確保正確的電氣連接與可靠的焊接。

6. 焊接與組裝指南

本元件適用於氣相迴焊，並相容於自動貼裝設備。絕對最大額定值規定了焊接溫度曲線：迴焊不應超過260°C持續10秒，手焊不應超過350°C持續3秒。遵守這些限制對於防止損壞塑膠封裝與內部打線至關重要。元件以8mm載帶與捲盤供料，以利自動化組裝流程。

7. 包裝與訂購資訊

本產品以相容於8mm載帶的捲盤形式提供。通常包含捲盤尺寸圖。捲盤或包裝上的標籤包含用於追溯與驗證的關鍵資訊：零件編號（PN）、客戶零件編號（CPN）、數量（QTY）、批號（LOT NO），以及如前所述的分級代碼（CAT、HUE、REF）。

8. 應用建議

8.1 典型應用情境

主要應用包括：通訊設備（狀態指示器、鍵盤背光）、LCD、薄膜開關與符號的平面背光、將光線從LED引導至遠端指示器位置的導光柱系統、消費性電子產品、工業控制與汽車內裝中的通用狀態與電源指示器。

8.2 設計考量

限流：始終使用串聯電阻或恆流驅動器，將連續操作時的順向電流限制在25 mA或以下。 熱管理：考量發光強度隨溫度的降額特性。在高環境溫度環境中，確保充分的散熱或降低驅動電流。 光學設計：利用廣視角與內部反射器，應用於需要寬廣、均勻照明的場合。對於導光柱，選擇與LED輻射模式相容的材料與幾何形狀。 ESD防護：在處理與組裝過程中實施標準的ESD預防措施，因為本元件的額定ESD耐壓為2000V HBM。

9. 技術比較與差異化

67-22系列的關鍵差異化特色在於其封裝與光學設計。帶有內部反射器的P-LCC-4封裝專為需要高效耦合至導光柱的應用而設計，此特性在標準頂視LED中並非總是經過優化。與窄視角元件相比，120度的廣視角在放置與觀看方面提供了更大的靈活性。採用AlGaInP技術提供的特定亮黃與黃綠色，提供了高色彩純度與效率。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以將此LED驅動在30 mA以獲得更亮的輸出嗎？

答：絕對最大連續順向電流為25 mA。超過此額定值可能會因接面溫度與應力增加而降低可靠性與使用壽命。若要獲得更高亮度，應選擇發光強度等級（CAT代碼）較高的LED分級，而非過度驅動。

問：為什麼在寒冷環境中光輸出會下降？

答：如性能曲線所示，半導體LED的發光強度通常會隨著環境溫度下降而降低。這是半導體材料在較低溫度下光子發射效率的特性。若需要在寬廣溫度範圍內操作，設計必須考量此點。

問：HUE和REF分級代碼的目的是什麼？

答：這些代碼確保了色彩與電壓的一致性。對於多個LED並排使用的應用（例如，在陣列或條狀圖中），使用相同HUE分級的LED可保證一致的色彩外觀。使用相同REF分級的LED可確保它們具有相似的順向電壓，若並聯驅動，可實現更均勻的電流分配。

11. 實際應用案例分析

考慮為一台工業設備設計狀態指示器面板。該面板使用導光柱將安裝於機殼深處PCB上的指示燈光引導至前面板。67-22系列LED是理想的選擇。其內部反射器能有效地將光耦合至導光柱的入口，最大限度地減少損耗。廣視角確保即使LED未完全對準，光線也能被有效捕捉。亮黃色（UY）提供了高可見度。設計師會選擇單一HUE分級的LED，以確保所有指示器顏色一致，並實施一個簡單的基於電阻的限流電路，設定為20 mA，以達到規定的典型亮度。

12. 工作原理介紹

這些LED基於AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體技術。當順向電壓施加於p-n接面時，電子與電洞被注入主動區。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。發射光的特定顏色（波長）由AlGaInP材料的能隙決定，該材料在晶體生長過程中經過設計，以產生黃色（UY）或黃綠色（SYG）光。塑膠封裝（P-LCC-4）提供環境保護、機械支撐，並容納了塑造光輸出的內部反射器。

13. 技術趨勢

指示器LED的總體趨勢持續朝向更高效率（每單位電功率產生更多光輸出）、更小封裝尺寸以適應更高密度電路板，以及更高的可靠性發展。同時也專注於透過先進的分級技術擴展色域並改善色彩一致性。另一項成長趨勢是將內建限流電阻或IC驅動器等功能整合到LED封裝內，以簡化電路設計。使用符合嚴格環境法規（RoHS、REACH）的材料現已成為標準要求。