1. 產品概述
此款藍光LED採用緊湊型PLCC-2封裝,尺寸為2.8mm x 3.5mm x 0.8mm。專為表面貼裝技術(SMT)組裝設計,並提供極寬的120度視角。該LED基於InGaN(氮化銦鎵)半導體技術,發出典型主波長為469nm的藍光。適用於多種應用,包括光學指示器、室內顯示器、景觀照明、燈帶及一般照明。該裝置符合RoHS規範,濕度敏感等級為3。以編帶與捲盤包裝供貨,每捲4000顆。
2. 技術參數解讀
2.1 光學特性
光學性能係喺測試條件 IF=60mA 同 Ts=25°C 下規定。主波長 (Wld) 可分為幾個 bin:D10 (465.0-467.5nm)、D20 (467.5-470.0nm)、E10 (470.0-472.5nm) 同 E20 (472.5-475.0nm)。典型主波長係 469.1nm。光通量 (Φ) 分為 WGD (4.00-4.96 lm)、WGE (5.00-6.00 lm) 同 WHA (6.00 lm 或以上,典型上限未指定但預期更高)。視角 (2Θ1/2) 係 120 度,提供寬廣嘅覆蓋範圍。
2.2 電氣特性
喺 60mA 下嘅順向電壓 (Vf) 範圍係 2.8V 至 3.5V,視乎 bin code 而定。Bin 包括 G1 (2.8-2.9V)、G2 (2.9-3.0V)、V (3.0-3.2V)、I1 (3.2-3.3V)、I2 (3.3-3.4V) 同 J1 (3.4-3.5V)。典型順向電壓係 3.2V。喺 VR=5V 下嘅反向電流 (IR) 細過 10μA。最大額定值包括功率耗散 (Pd) 228mW、順向電流 (IF) 65mA、峰值順向電流 (IFP) 120mA (1/10 工作週期,0.1ms 脈衝寬度)、反向電壓 (VR) 5V 同 ESD (HBM) 2000V。
2.3 熱特性
從接面到焊點的熱阻(Rth(j-s))為85°C/W。此參數對於熱管理至關重要,以確保接面溫度(Tj)不超過100°C的最高額定值。工作溫度範圍為-40°C至+85°C,儲存溫度範圍為-40°C至+100°C。在高電流下工作時,需要適當的散熱措施。
3. 分級系統
LED會根據順向電壓、主波長和光通量進行分級。電壓分級可精確控制驅動電路設計。波長分級可確保在需要均勻藍光輸出的應用中保持色彩一致性。光通量分級有助於選擇具有特定亮度等級的LED。對於製造商而言,分級系統在匹配陣列或背光系統中的LED時至關重要。
4. 性能曲線分析
典型的光電特性以多條曲線呈現。圖1顯示順向電壓與順向電流的關係,呈現LED典型的非線性特性。圖2說明相對強度與順向電流的關係,顯示光輸出隨電流增加而提升。圖3和圖4分別顯示接腳溫度對相對光通量與波長的影響;隨著溫度升高,光通量下降,波長會略微偏移(紅移)。圖5顯示順向電壓與接腳溫度的關係,呈現負溫度係數。圖6顯示為確保安全操作,最大順向電流與接腳溫度的關係。圖7為光譜分佈圖,峰值約在469nm,半高全寬約為25-30nm。
5. 機械與封裝資訊
此LED封裝尺寸為2.8mm(長)x 3.5mm(寬)x 0.8mm(高)。極性標示於封裝上。圖面中提供了建議的焊接圖案,以確保良好的散熱與機械連接。陰極通常為陽極旁較小的焊墊。除非另有註明,所有尺寸單位為毫米,公差為±0.2mm。
6. 焊接與組裝指南
對於迴流焊,建議的溫度曲線包括:升溫速率 ≤3°C/s,預熱區從150°C至200°C持續60-120秒,高於217°C(TL)的時間最多60秒,峰值溫度(Tp)為260°C持續最多10秒,以及冷卻速率 ≤6°C/s。從25°C到峰值溫度的總時間不應超過8分鐘。迴流焊接不得超過兩次;若兩次焊接製程間隔超過24小時,LED可能因吸濕而受損。對於手工焊接,使用烙鐵溫度 ≤300°C,每個焊點加熱時間少於3秒,且僅限一次。不建議進行修補;若有必要,請使用雙頭烙鐵。封裝材料為矽膠,材質柔軟;請避免對頂部表面施加過大壓力。請勿安裝於翹曲的PCB上,或在焊接後彎曲電路板。冷卻過程中應避免急速降溫與機械應力。
7. 包裝與訂購資訊
The LEDs are packaged in tape and reel format. The carrier tape dimensions are shown in the drawing, with the feed direction and polarity mark indicated. The reel dimensions are standard. Each reel contains 4000 pieces. The label includes part number, spec number, lot number, dominant wavelength (WLD), forward voltage (VF), quantity (QTY), date code (DATE), and bin code. The moisture-resistant packing process uses aluminum bags with desiccant. Storage conditions: before opening, store at ≤30°C and ≤75% RH for up to 1 year from delivery. After opening, store at ≤30°C and ≤60% RH for up to 24 hours. 如果 moisture absorbent material has faded or storage time exceeded, bake at 60±5°C for >24 hours.
8. 應用建議
This blue LED is suitable for use in optical indicators, indoor display boards, landscape lighting, and decorative lamp belts. When designing the circuit, ensure that the forward current does not exceed the maximum rating (65mA continuous) and include current-limiting resistors to prevent thermal runaway. Thermal design is critical; the junction temperature must be kept below 100°C to maintain performance and reliability. Avoid exposure to sulfides (sulfur content in mating materials should be less than 100 ppm), halogens (bromine <900 ppm, chlorine <900 ppm, total <1500 ppm). Volatile organic compounds (VOCs) from fixtures can penetrate silicone and cause discoloration; verify material compatibility. For cleaning, use isopropyl alcohol; ultrasonic cleaning is not recommended as it may damage the LED. Handle LEDs by the sides using tweezers; avoid touching the silicone lens. ESD protection is required during handling and assembly.
9. 技術比較
與市面上其他 PLCC-2 藍光 LED 相比,此元件提供 120° 的寬廣視角,非常適合需要大範圍照明的應用。85°C/W 的熱阻為此封裝尺寸的典型值。緊密的波長與光通量分 bin 選項,可確保一致的色彩與亮度匹配。65mA 的最大順向電流極具競爭力,而 2000V 的靜電放電(ESD)耐受能力則提供強固的保護。矽膠封裝可提供高光萃取效率,但需小心操作以避免損壞。總體而言,此款 LED 在效能、可靠性與組裝便利性之間取得平衡,適用於通用型藍光照明。
10. 常見問題
Q: 在60mA下的典型順向電壓是多少?
A: 典型順向電壓為3.2V,但根據分檔不同,範圍可能在2.8V至3.5V之間。
Q: 此LED能否以更高電流驅動?
A: 絕對最大順向電流為65mA。在此之上操作可能導致損壞或縮短壽命。允許在1/10工作週期與0.1ms脈衝寬度下,使用120mA的峰值電流。
Q: 保存期限為何?
A: 在開啟密封包裝前,LED可在≤30°C及≤75% RH的條件下儲存長達1年。開啟後,請在24小時內使用,或在使用前進行烘烤。
Q: 焊接後應如何清潔LED?
A: 使用異丙醇。請勿使用超音波清洗,因為可能會損壞矽膠封裝。
Q: 此LED是否適用於戶外使用?
A: 是的,在-40°C至+85°C的操作溫度範圍內適用。然而,需確保有足夠的防潮與抗紫外線保護,並驗證其與戶外環境的相容性。
11. 實際應用案例
考慮一個需要均勻藍色背光的室內顯示板。使用此款主波長為469nm、視角為120°的LED,可建構出2mm間距的矩陣。透過仔細的篩選分 bin(例如波長 bin D20、光通量 bin WGE),該顯示板可在高亮度下實現一致的色彩。LED採用氮氣環境下的迴流焊進行安裝,以防止氧化。每個LED以50mA驅動,以維持在安全範圍內,且PCB整合了銅平面以利散熱。在環境溫度40°C下,計算出的接面溫度為85°C,確保超過50,000小時的運作可靠性。
12. 運作原理
LED 是一種基於 p-n 接面的固態光源。在順向偏壓下,電子與電洞在 InGaN 半導體的主動區復合,以光子形式釋放能量。InGaN 的能隙決定了發射光的波長。對於藍光發射,可調整銦含量以達到約 469nm 的峰值波長。PLCC-2 封裝採用反射腔和矽膠封裝,以有效提取光線,同時保護晶片。
13. 發展趨勢
藍光 LED 發展迅速,在發光效率和可靠性方面持續改進。當前趨勢包括每個封裝更高的亮度、顯示器更廣的色域以及更低的熱阻。LED 封裝正在縮小,但功率處理能力卻在提升。使用遠程螢光粉產生白光的方法仍然普遍,推動了對高效藍光 LED 的需求。未來的發展可能專注於實現更高的插頭效率、改善隨溫度變化的色彩穩定性,以及與智慧照明系統的整合。此 PLCC-2 藍光 LED 代表了在一般及特殊應用中具有良好性能的主流產品。
LED規格術語
LED 技術術語完整說明
光電性能
| 術語 | 單位/表示法 | 簡易說明 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(流明每瓦) | 每瓦電力的光輸出,數值越高代表越節能。 | 直接決定能源效率等級與電費成本。 |
| 光通量 | lm (流明) | 光源發出的總光量,通常稱為「亮度」。 | 決定光線是否足夠明亮。 |
| 視角 | °(度),例如120° | 光強度降至一半時的角度,決定光束寬度。 | 影響照明範圍與均勻度。 |
| CCT(色溫) | K(克爾文),例如2700K/6500K | 光的冷暖色調,數值越低偏黃/暖色,數值越高偏白/冷色。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物體顏色的能力,Ra≥80即為良好。 | 影響色彩真實度,應用於商場、博物館等高需求場所。 |
| SDCM | MacAdam 橢圓階數,例如「5-step」 | 色彩一致性指標,階數越小代表色彩越一致。 | 確保同一批 LED 之間色彩均勻一致。 |
| 主波長 | nm(奈米),例如 620nm(紅色) | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅、黃、綠單色LED的色調。 |
| 光譜分布 | 波長與強度曲線 | 顯示各波長的強度分布。 | 影響演色性與光品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓 | Vf | 點亮LED所需的最低電壓,類似「啟動門檻」。 | 驅動電壓必須≥Vf,串聯LED時電壓會累加。 |
| 順向電流 | 如果 | LED正常運作時的電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間可承受的峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED可承受的最大反向電壓,超過可能導致崩潰。 | 電路必須防止反接或電壓突波。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 從晶片到焊料的熱傳導阻力,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強的散熱能力。 |
| 靜電放電耐受度 | V (HBM),例如 1000V | 耐受靜電放電的能力,數值越高代表越不易受損。 | 生產過程中需採取防靜電措施,尤其是對敏感的LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部的實際運作溫度。 | 每降低10°C可能使壽命加倍;過高會導致光衰、色偏。 |
| 光通量衰減 | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需的時間。 | 直接定義LED的「使用壽命」。 |
| 光通維持率 | %(例如70%) | 經過一段時間後所保留的亮度百分比。 | 表示長期使用下的亮度維持情況。 |
| 色彩偏移 | Δu′v′ 或 MacAdam 椭圆 | 使用期間的色彩變化程度 | 影響照明場景中的色彩一致性 |
| 熱老化 | 材料劣化 | 長期高溫導致的劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, Ceramic | 保護晶片的封裝材料,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性佳、成本低;Ceramic:散熱更好、壽命更長。 |
| 晶片結構 | 正面、覆晶 | 晶片電極配置。 | Flip chip:更好的散熱效果、更高的效率,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG, Silicate, Nitride | 覆蓋藍光晶片,將部分光轉換為黃光/紅光,混合成白光。 | 不同螢光粉會影響效率、CCT 和 CRI。 |
| 透鏡/光學元件 | 平面、微透镜、TIR | 控制光線分佈的表面光學結構。 | 決定視角與光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分檔內容 | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分級 | 代碼範例:2G、2H | 按亮度分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批次的亮度均勻。 |
| 電壓分級 | 代碼範例:6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 有助於驅動器匹配,提升系統效率。 |
| 色光分檔 | 5-step MacAdam ellipse | 按色座標分組,確保範圍緊密。 | 保證色彩一致性,避免燈具內出現色差。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K 等 | 按 CCT 分組,每組皆有對應的座標範圍。 | 滿足不同場景的 CCT 需求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫下長時間點燈,記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命(搭配TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命評估標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 業界認可的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保不含有害物質(鉛、汞)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效率認證 | 照明設備的能源效率與性能認證 | 應用於政府採購、補貼計畫,有助提升競爭力 |