目錄
1. 產品概述
本文件詳細說明一款採用 PLCC-3 表面黏著封裝的高性能綠色 LED 規格。此元件專為需要可靠指示燈與高效背光解決方案的應用而設計。其核心優勢來自於高光輸出、由整合式內反射器設計實現的廣視角，以及適合自動化組裝製程的堅固結構。
主要目標市場包括消費性電子產品、辦公室自動化設備與工業控制面板，這些應用需要清晰的視覺訊號以及為 LCD、開關和符號提供節省空間的背光。其低電流需求也使其成為電池供電可攜式裝置的理想選擇。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
定義元件的操作極限以確保長期可靠性。最大反向電壓為 5V，超過此值可能損壞半導體接面。連續順向電流額定值為 30mA，脈衝操作（1kHz，1/10 工作週期）下的峰值順向電流能力為 100mA。在環境溫度 (TA) 為 25°C 時，最大功耗為 110mW。元件可承受 150V（人體放電模型）的靜電放電 (ESD)。操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存條件範圍為 -40°C 至 +90°C。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數是在 30mA 的標準測試電流下測量的。發光強度 (Iv) 的典型範圍為 715mcd 至 1800mcd，並分為不同等級。視角 (2θ1/2) 為寬廣的 120 度，提供廣泛的可視性。主波長 (λd) 定義了綠色光色，範圍從 520nm 到 535nm。在測試電流下，順向電壓 (VF) 通常落在 2.75V 至 3.65V 之間。公差規定為：發光強度 ±10%，主波長 ±1nm，順向電壓 ±0.1V。
3. 分級系統說明
為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據關鍵參數進行分級。
3.1 主波長分級
綠色光色分為三個等級：等級代碼 X (520-525nm)、Y (525-530nm) 和 Z (530-535nm)。這讓設計師可以為其應用選擇具有特定綠色調的 LED。
3.2 發光強度分級
亮度分為四個等級：V1 (715-900mcd)、V2 (900-1120mcd)、W1 (1120-1420mcd) 和 W2 (1420-1800mcd)。這可根據所需的亮度等級進行選擇。
3.3 順向電壓分級
工作電壓分為三個等級：E5 (2.75-3.05V)、6 (3.05-3.35V) 和 7 (3.35-3.65V)。這對於設計穩定的電流驅動電路至關重要，尤其是在多個 LED 串聯連接時。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考了特定的圖形曲線，但其含義至關重要。典型的順向電流與順向電壓 (I-V) 曲線顯示了指數關係，凸顯了限流電阻的必要性。發光強度與順向電流的曲線展示了輸出如何隨電流增加，直至達到最大額定值。光譜分佈曲線確認了峰值波長與主波長，定義了綠色光的純度。理解這些曲線對於優化驅動條件和預測不同操作情境下的性能至關重要。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
PLCC-3 封裝的標稱尺寸為長 3.2mm、寬 2.8mm、高 1.9mm。所有未指定的公差為 ±0.1mm。封裝本體為白色，透鏡為無色透明。
5.2 極性識別與焊墊佈局
陰極通常有標記。提供了建議的焊墊佈局，以確保在迴焊過程中正確焊接、機械穩定性與散熱。遵循此佈局對於製造良率與可靠性至關重要。
6. 焊接與組裝指南
此元件適用於迴焊與波峰焊製程。對於迴焊，最高峰值溫度不應超過 260°C，持續時間為 10 秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度應限制在 350°C，每個接腳最多 3 秒。這些限制可防止塑膠封裝以及內部晶片和打線的熱損壞。
7. 包裝與訂購資訊
LED 以 8mm 載帶供應，捲繞在捲盤上。每捲包含 2000 個。包裝包含防潮措施：捲盤與乾燥劑一同置於鋁箔防潮袋中，並附有濕度指示卡。產品標籤說明了發光強度 (CAT)、主波長 (HUE) 和順向電壓 (REF) 的分級代碼。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
此 LED 非常適合用於音訊/視訊設備、家電和辦公設備的狀態指示燈與背光。其廣視角與高效的光耦合特性，使其特別適合與導光管搭配使用，將光線引導至特定的面板位置。它也用於 LCD、薄膜開關和發光符號的平面背光。
8.2 關鍵設計考量
必須進行電流限制：必須始終使用外部串聯電阻來限制順向電流。LED 的指數型 I-V 特性意味著電壓的微小增加會導致電流大幅且具破壞性的增加。電阻值應根據電源電壓、LED 的順向電壓（考慮分級與溫度效應）以及所需的工作電流（不超過 30mA 連續）來計算。
熱管理：雖然封裝可散熱 110mW，但在高環境溫度或最大電流下操作會增加接面溫度，這可能降低光輸出與使用壽命。焊墊周圍足夠的 PCB 銅箔面積有助於散熱。
9. 技術比較與差異化
與更簡單的 LED 封裝相比，此 PLCC-3 元件的關鍵差異在於整合式內反射器。此功能可捕捉側向發射的光線並將其重新導向上方，顯著增強了視角與頂部表面的總光輸出效率。這使其在需要廣角可視性或與導光管搭配的應用中，優於基本的晶片型 LED。此外，與兩接腳封裝相比，此封裝更堅固，也更容易讓自動化取放機處理。
10. 常見問題 (FAQ)
問：我可以直接用 5V 電源驅動這個 LED 嗎？
答：不行。您必須使用限流電阻。例如，使用 5V 電源、LED VF為 3.0V（典型值）、以及期望的 IF為 20mA，則電阻值為 R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω。電阻的額定功率應至少為 I2R = (0.02)2* 100 = 0.04W，因此 1/8W 或 1/4W 的電阻是合適的。
問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長 (λP) 是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長 (λd) 是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。主波長對於顏色規格更為相關。
問：我該如何解讀標籤上的分級代碼？
答：標籤代碼（例如來自元件選擇指南）表示該批次 LED 的特定性能等級。"CAT" 指的是發光強度等級（例如 W2），"HUE" 指的是主波長等級（例如 Y），"REF" 指的是順向電壓等級（例如 6）。這允許在生產中進行精確的選擇與匹配。
11. 設計與使用案例研究
情境：為薄膜開關面板提供背光。由於空間限制，一位設計師需要使用單一 LED 均勻照亮控制面板上的四個符號。他們選擇了這款 PLCC-3 綠色 LED，因為其高亮度與廣視角。設計了一個具有四個分支的客製化壓克力導光管，將光線從中央安裝的 LED 引導至每個符號。LED 的 120 度廣視角確保了光線能有效耦合進入導光管的入口。LED 透過限流電阻從 3.3V 微控制器電源軌以 25mA 驅動。所選的發光強度等級 (W1) 即使在導光管中有損耗，仍能提供足夠的亮度。來自波長等級 (Y) 的一致顏色確保了所有四個符號具有相同的綠色調。
12. 工作原理
這是一種半導體發光二極體。當施加超過接面閾值的順向電壓時，電子與電洞會在 InGaN（氮化銦鎵）晶片的主動區域中復合。此復合過程以光子的形式釋放能量，產生光線。半導體材料的特定成分決定了發射光的波長（顏色），在此例中為綠色。塑膠封裝用於保護晶片，提供主透鏡以塑造光輸出，並結合反射表面以提高效率。
13. 產業趨勢
像 PLCC-3 這樣的 SMD LED 市場持續演進。總體趨勢包括推動更高的發光效率（每瓦電能輸入產生更多光輸出），從而提高能源效率。同時也著重於增強顏色在溫度與使用壽命期間的一致性與穩定性。此外，封裝技術的進步旨在使元件更小，同時保持或改善光學性能與可靠性，以迎合電子設備小型化的需求。如本元件內反射器設計所見，廣視角與高效取光的原理仍然是這些發展的核心。
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，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） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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，確保顏色落在極小範圍內。 | 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，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |