目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 特性
- 1.3 應用
- 2. 技術規格
- 2.1 電氣與光學特性（在Ts=25°C、IF=100mA條件下）
- 2.2 絕對最大額定值（在Ts=25°C條件下）
- 2.3 順向電壓、輻射強度和主波長的BIN範圍（IF=100mA）
- 3. 性能曲線
- 3.1 順向電壓 vs. 順向電流（圖1-7）
- 3.2 相對強度 vs. 順向電流（圖1-8）
- 3.3 焊點溫度 vs. 相對強度（圖1-9）
- 3.4 焊點溫度 vs. 最大順向電流（圖1-10）
- 3.5 順向電壓 vs. 焊點溫度（圖1-11）
- 3.6 輻射圖案（圖1-12）
- 3.7 順向電流 vs. 主波長（圖1-13）
- 3.8 光譜分佈（圖1-14）
- 4. 機械資訊
- 4.1 封裝尺寸（圖1-1至1-4）
- 4.2 焊接圖案（圖1-5）
- 5. 包裝資訊
- 5.1 編帶和捲盤尺寸（圖2-1、2-2）
- 5.2 標籤資訊（表2-2）
- 5.3 防潮包裝
- 6. 可靠性測試
- 6.1 可靠性測試項目（表2-3）
- 6.2 失效判據
- 7. 焊接指南
- 7.1 SMT回流焊曲線
- 7.2 手工焊接
- 7.3 修補
- 8. 操作注意事項
- 8.1 儲存條件
- 8.2 環境考量
- 8.3 機械操作
- 8.4 靜電放電（ESD）防護
- 8.5 熱設計
- 9. 應用考量
- 9.1 車用照明
- 9.2 設計提示
- 10. 合規性
- LED規格術語詳解
- 一、光電性能核心指標
- 二、電氣參數
- 三、熱管理與可靠性
- 四、封裝與材料
- 五、質量控制與分檔
- 六、測試與認證
1. 產品概述
1.1 一般說明
本紅外線LED使用AlGaAs磊晶技術在基板上製造，在近紅外光譜中產生高效率發射。器件採用PLCC4封裝，尺寸為3.5mm x 2.8mm x 1.85mm，適合緊湊型設計和表面貼裝組裝。LED典型峰值波長為940nm，適用於遙控、夜視和車用照明等應用。
1.2 特性
- PLCC4封裝，支援SMT
- 超寬視角120°
- 適用於所有SMT組裝和焊接製程
- 提供編帶和捲盤包裝，適用於自動化貼裝
- 濕度敏感等級：3級
- 符合RoHS和REACH指令
- 根據AEC-Q102應力測試認證，符合車用級分立半導體標準
1.3 應用
- 車內外照明（如氛圍照明、感測器照明）
- 紅外線遙控系統
- 光學感測器和編碼器
- 夜視設備
2. 技術規格
2.1 電氣與光學特性（在Ts=25°C、IF=100mA條件下）
| 參數 | 符號 | 條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順向電壓 | VF | IF=100mA | 1.3 | 1.5 | 1.9 | V |
| 反向電流 | IR | VR=5V | — | — | 10 | μA |
| 輻射強度 | Ie | IF=100mA | 11.2 | 20 | 45 | mW/sr |
| 峰值波長 | λp | IF=100mA | 930 | 940 | 960 | nm |
| 視角（半功率） | 2θ1/2 | IF=100mA | — | 120 | — | deg |
| 熱阻（接面至焊點） | RTHJ-S | IF=100mA | — | — | 130 | °C/W |
2.2 絕對最大額定值（在Ts=25°C條件下）
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率消耗 | PD | 190 | mW |
| 順向電流 | IF | 100 | mA |
| 峰值順向電流（1/10工作週期，10ms脈衝） | IFP | 700 | mA |
| 反向電壓 | VR | 5 | V |
| 靜電放電（HBM） | ESD | 2000 | V |
| 工作溫度 | TOPR | -40至+100 | °C |
| 儲存溫度 | TSTG | -40至+100 | °C |
| 接面溫度 | TJ | 120 | °C |
2.3 順向電壓、輻射強度和主波長的BIN範圍（IF=100mA）
LED根據順向電壓、輻射強度和波長進行分BIN，以確保一致性。可用的BIN如下：
| 參數 | BIN代碼 | 範圍 |
|---|---|---|
| 順向電壓（VF） | 0 | 1.2 – 1.8 V |
| 輻射強度（Ie） | L | 11.2 – 18 mW/sr |
| M | 18 – 28.5 mW/sr | |
| N | 28.5 – 45 mW/sr | |
| 主波長（λd） | F2 | 930 – 940 nm |
| G1 | 940 – 950 nm | |
| G2 | 950 – 960 nm |
3. 性能曲線
3.1 順向電壓 vs. 順向電流（圖1-7）
典型的VF-IF曲線顯示非線性關係：在低電流（10mA）時電壓約1.2V，在100mA時升至約1.5V，在200mA時升至1.7V。這種指數行為是紅外線LED的特性，設計恆流驅動器時必須考慮。
3.2 相對強度 vs. 順向電流（圖1-8）
輻射輸出在順向電流達到100mA之前幾乎呈線性增加。在100mA時相對強度歸一化為100%；在50mA時約為60%。在100mA以上工作（僅脈衝模式）可獲得更高的峰值輸出，但必須受工作週期限制。
3.3 焊點溫度 vs. 相對強度（圖1-9）
隨著焊點溫度升高，LED效率下降。在100°C時相對強度降至約25°C時的70%。需要充分的熱管理以維持光學性能。
3.4 焊點溫度 vs. 最大順向電流（圖1-10）
為使接面溫度低於120°C，最大允許順向電流必須隨環境溫度升高而降額。在25°C時可施加全部100mA；在100°C時允許電流降至約20mA。
3.5 順向電壓 vs. 焊點溫度（圖1-11）
順向電壓隨溫度線性下降，速率約為-2.5 mV/°C。設計電流調節迴路時必須考慮此負溫度係數。
3.6 輻射圖案（圖1-12）
LED表現出類似朗伯體的發射圖案，半功率角為±60°，對應總視角120°。輻射對稱且均勻分佈在寬廣角度內，適合需要廣域覆蓋的應用。
3.7 順向電流 vs. 主波長（圖1-13）
主波長隨電流略有偏移：從65mA時的940nm到105mA時的946nm。這種約0.2 nm/mA的紅移是紅外線發射器的典型現象，在波長敏感應用中可能需要補償。
3.8 光譜分佈（圖1-14）
發射光譜在940nm處達到峰值，半高全寬（FWHM）約為40nm。光譜純淨，無二次峰值，確保了過濾和檢測的高光譜純度。
4. 機械資訊
4.1 封裝尺寸（圖1-1至1-4）
LED封裝為PLCC4，整體尺寸為3.5mm x 2.8mm x 1.85mm。頂視圖顯示四個端子：陰極（引腳1）帶有極性標記，陽極（引腳2），以及另外兩個端子（引腳3和4），它們與散熱片電氣連接以改善散熱。底視圖顯示2.6mm x 1.6mm的散熱焊盤。建議的焊接圖案具有4.6mm x 2.6mm的中心焊盤和0.8mm x 0.7mm的引腳焊盤。
4.2 焊接圖案（圖1-5）
適當的PCB佈局對於熱性能和電氣性能至關重要。建議的焊盤圖案包含封裝下方的大型散熱焊盤以導出熱量。所有尺寸單位為毫米，公差±0.2mm，除非另有說明。
5. 包裝資訊
5.1 編帶和捲盤尺寸（圖2-1、2-2）
LED以編帶和捲盤包裝，每捲2000顆。承載帶的間距為4.0mm，寬度為12.0mm，元件深度針對PLCC4封裝進行了最佳化。捲盤直徑為330mm，輪轂直徑為60mm，寬度為12.6mm。
5.2 標籤資訊（表2-2）
每個捲盤標有零件號、規格號、批號、通量BIN碼、色度BIN碼、順向電壓BIN碼、波長BIN碼、數量和日期碼。BIN碼對應第2.3節所述的分類範圍。
5.3 防潮包裝
LED採用防潮袋包裝，內含乾燥劑和濕度指示卡。濕度敏感等級（MSL）為3級，表示開袋後在≤30°C/60%RH條件下的使用壽命為168小時。如果超過使用壽命或袋子破損，使用前需在60±5°C下烘烤>24小時。
6. 可靠性測試
6.1 可靠性測試項目（表2-3）
| 測試項目 | 標準 | 條件 | 持續時間 | 接受/拒絕 |
|---|---|---|---|---|
| 回流焊（3次） | JESD22-B106 | 260°C最高，10秒 | 2個循環 | 0/1 |
| MSL 2（預處理） | JESD22-A113 | 85°C/60%RH | 168小時 | 0/1 |
| 熱衝擊 | JEITA ED-4701 | -40°C 15分鐘 ↔ 125°C 15分鐘 | 1000個循環 | 0/1 |
| 壽命測試 | JESD22-A108 | Ta=100°C, IF=100mA | 1000小時 | 0/1 |
| 高溫高濕壽命 | JESD22-A101 | 85°C/85%RH, IF=100mA | 1000小時 | 0/1 |
6.2 失效判據
經過可靠性測試後，若超出以下任一限制，則視為LED失效：順向電壓 > 1.1 × 規格上限（USL），反向電流 > 2.0 × USL，或輻射強度<0.7 × 規格下限（LSL）。
7. 焊接指南
7.1 SMT回流焊曲線
回流焊接必須遵循建議的溫度曲線：預熱從150°C到200°C，持續60-120秒；升溫速率≤3°C/s；超過217°C（液相線）的時間最多60秒；峰值溫度260°C，在峰值±5°C內的時間不超過30秒（實際峰值最多10秒）；冷卻速率≤6°C/s。從25°C到峰值的總時間應少於8分鐘。不要進行兩次以上的回流焊。如果兩次回流焊之間間隔超過24小時，則需要烘烤。
7.2 手工焊接
手工焊接僅允許一次，烙鐵溫度低於300°C，接觸時間不超過3秒。焊接時避免對矽膠透鏡施加壓力。
7.3 修補
不建議進行修補。如果不可避免，請使用雙頭烙鐵並仔細評估LED特性是否退化。
8. 操作注意事項
8.1 儲存條件
開封防潮袋前：儲存於≤30°C和≤75%RH環境，保存期限1年。開封後：在≤30°C和≤60%RH條件下24小時內使用。若未在該時間內使用，需在60±5°C下烘烤>24小時。
8.2 環境考量
避免LED周圍暴露於含硫化合物濃度超過100 ppm的環境。同時避免高濃度溴和氯（各自低於900 ppm，總量低於1500 ppm）以防止腐蝕。使用不會釋放揮發性有機化合物（VOC）的材料，以免使矽膠封裝變色。
8.3 機械操作
不要直接對矽膠透鏡施加壓力；應從側面拿取封裝。使用適當的拾取與貼裝吸嘴，並控制力度。不要在彎曲的PCB上安裝LED，或在焊接後彎曲電路板。
8.4 靜電放電（ESD）防護
LED對ESD敏感。請使用接地工作檯、腕帶和離子風機。HBM閾值為2000V；但超過90%的器件在此等級下通過測試，因此仍需小心操作。
8.5 熱設計
接面溫度不得超過120°C。至焊點的熱阻為130°C/W。設計PCB時需提供足夠的銅面積和散熱片，以保持焊點溫度較低。若環境溫度較高，需考慮降額電流。
9. 應用考量
9.1 車用照明
通過AEC-Q102認證，此LED適用於車內外照明應用。寬視角使其非常適合氛圍照明和指示功能。確保符合車用EMC和熱管理要求。
9.2 設計提示
- 使用恆流驅動器以避免順向電壓變化導致並聯燈串電流不平衡。
- 每串串聯一個電阻以防止熱失控。
- 在散熱焊盤下方提供足夠的熱過孔。
- 對於脈衝操作（例如通訊），請遵守最大峰值電流（700mA）和工作週期（1/10）。
- 對紅外線輸出進行濾波或遮蔽，以避免干擾其他紅外線敏感設備。
10. 合規性
本產品設計符合RoHS（有害物質限制指令）和REACH（化學品註冊、評估、授權和限制）法規。同時滿足AEC-Q102對車用級應力測試的可靠性要求。根據JEDEC J-STD-020，MSL分類為3級。產品不含鹵素和銻。
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。 |