SMD 中功率 LED 67-23ST 規格書 - PLCC-2 封裝 - 最大電壓 55V - 白光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

67-23ST 系列是一款採用標準 PLCC-2（塑膠引線晶片載體）封裝的緊湊型、高效能 SMD（表面黏著元件）中功率 LED。其設計可發射多種相關色溫（CCT）的白光。核心優勢包括高光效、優異的顯色能力（演色性指數最低可達 90）、寬廣的 120 度視角以及低功耗。此封裝為無鉛、無鹵素，並符合 RoHS 和歐盟 REACH 等主要環保指令，使其非常適合廣泛的一般照明與裝飾照明應用，在這些應用中，可靠性和光品質至關重要。

1.1 目標應用

• 一般室內與環境照明
• 裝飾與建築照明
• 娛樂與舞台照明
• 指示燈與背光應用
• 開關與控制面板照明

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。操作應維持在此範圍內。

• 順向電流 (I_F):20 mA (連續)
• 峰值順向電流 (I_FP):40 mA (脈衝，工作週期 1/10，脈衝寬度 10ms)
• 功率耗散 (P_d):1100 mW
• 操作溫度 (T_opr):-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度 (T_stg):-40°C 至 +100°C
• 熱阻 (R_{th J-S}):12 °C/W (接面至焊接點)
• 最高接面溫度 (T_j):115 °C
• 焊接溫度:迴焊：最高 260°C，持續時間最長 10 秒；手動焊接：最高 350°C，每個焊點接觸時間最長 3 秒。

注意:此元件對靜電放電（ESD）敏感。在組裝和處理過程中必須遵循適當的 ESD 處理程序。

2.2 電光特性

在焊接點溫度 (T_soldering) 為 25°C、順向電流 (I_F) 為 17mA（典型操作條件）下量測。

• 光通量 (Φ):最小值範圍從 140 lm 到 155 lm，取決於 CCT（參見量產清單）。典型公差為 ±11%。
• 順向電壓 (V_F):最大額定值為 55.0V。典型分檔範圍為 50V 至 55V。公差為 ±0.1V。
• 演色性指數 (CRI/Ra):提供從 60 到 90 的最小值（參見 CRI 指數表）。對於量產清單，Ra（最小值）為 80。公差為 ±2。
• R9 值:所列產品指定為 0（最小值），表示在深紅色飽和度方面可能存在限制，這對於某些白光 LED 螢光粉系統來說是常見的。
• 視角 (2θ_1/2):120 度（典型值）。此寬廣視角確保了均勻的光線分佈。

3. 分檔系統說明

本產品採用 ANSI 標準分檔系統，以確保顏色和光通量的一致性。料號中包含這些分檔的代碼。

3.1 產品料號解析

範例:67-23ST/KKE-H27140550Z2/2T

• 67-23ST/: 封裝類型 (PLCC-2)。
• KKE: 內部代碼。
• H: CRI 指數代碼 (H = CRI 最小值 90)。對於量產型號，'H' 對應 CRI 最小值 80（參見 CRI 表）。
• 27: 色溫代碼 (27 = 2700K)。
• 140: 最小光通量代碼 (140 = 140 lm 最小值)。
• 550: 順向電壓指數 (550 = 55.0V 最大值)。
• Z2: 順向電流指數 (Z2 = I_F17mA)。
• 2T: 每捲包裝數量 (2T = 特定捲盤數量)。

3.2 色度座標分檔

LED 的白點（顏色）在 CIE 1931 色度圖上被嚴格控制在定義的區域內。規格書為每個 CCT（2700K、3000K、3500K 等）和子分檔（A、B、C...）提供了特定的 (x, y) 座標框。例如，對於 2700K，像 27K-A、27K-B 這樣的分檔定義了不同的四邊形區域，確保發出的白光落在精確的顏色範圍內，通常在 2 步或 4 步麥克亞當橢圓內，保證同一分檔內 LED 之間的視覺色差極小。

3.3 光通量分檔

光通量以階梯方式分檔。例如，在 2700K 時：

• 分檔140L10: 140 lm（最小值）至 150 lm（最大值）
• 分檔150L10: 150 lm（最小值）至 160 lm（最大值）

3.4 順向電壓分檔

電壓以 1V 為階梯從 50V 到 55V 進行分檔（例如，50J：50-51V，51J：51-52V）。這有助於通過匹配 LED 的電壓範圍來設計更高效的驅動電路，可能簡化電流調節。

4. 性能曲線分析與設計考量

雖然摘要中未提供具體圖表（IV、溫度 vs. 光通量），但可以從參數中推斷出關鍵關係。

4.1 電流 vs. 光通量 (L-I 關係)

光通量是在 17mA 下指定的。在此電流以上操作（最高至絕對最大值 20mA）將增加光輸出，但也會增加功率耗散 (V_F* I_F) 和接面溫度。此關係在一定範圍內通常是線性的，但在較高電流下，由於熱量增加，效率（每瓦流明）可能會下降。

4.2 熱管理

熱阻 (R_{th J-S}) 為 12°C/W，因此適當的 PCB 熱設計至關重要。例如，在額定 17mA 和典型 V_F約 52.5V 下，功率耗散約為 0.89W。從焊接點到接面的溫升約為 0.89W * 12°C/W = ~10.7°C。為了使接面溫度 (T_j) 低於 115°C，焊接點溫度必須維持在約 104°C 以下。這需要在 PCB 上有足夠的銅箔面積（散熱焊盤），並且在最終應用中可能需要氣流。

4.3 驅動器設計

高順向電壓（最高 55V）表明此 LED 可能在單一封裝內包含多個串聯的 LED 晶片。必須使用恆流驅動器，而非恆壓源。驅動器必須設計為能夠處理所選電壓分檔的最大 V_F，並提供穩定的 17mA（或其他設計範圍內的電流）。

5. 機械與包裝資訊

5.1 封裝外型

本元件採用常見的 PLCC-2 表面黏著封裝。雖然提供的文字中未指定確切尺寸（長 x 寬 x 高），但 PLCC-2 外型是業界標準。頂視圖是主要的發光面。封裝樹脂為水清色，這對於實現高取光效率和保持顏色一致性是最佳的。

5.2 極性識別

PLCC-2 封裝通常有標記的陰極（通常是透鏡或本體上的綠點、凹口或切角）。在 PCB 組裝過程中必須注意正確的極性。極性接反將導致 LED 無法點亮，並可能對元件造成壓力。

6. 焊接與組裝指南

• 迴焊:最高峰值溫度不應超過 260°C，且持續時間不超過 10 秒。適用標準的無鉛迴焊溫度曲線。
• 手動焊接:如有必要，烙鐵頭溫度應限制在 350°C，且每個焊點的接觸時間不應超過 3 秒，以防止對塑膠封裝和內部晶片黏著造成熱損壞。
• 儲存:在指定的儲存溫度範圍（-40°C 至 +100°C）內，於乾燥、防靜電的條件下儲存。

7. 應用建議與設計注意事項

7.1 典型應用電路

這些 LED 需要外部恆流驅動器。一個簡單的電路包括直流電源、開關式恆流 LED 驅動器 IC 和 LED 模組。驅動器 IC 的選擇必須基於輸入電壓範圍、所需輸出電流（17mA）以及 LED 串的總順向電壓（如果多個 67-23ST LED 串聯使用）。

7.2 PCB 佈局考量

• 散熱焊盤:設計 PCB 焊盤圖形時，應有足夠的銅箔面積連接到 LED 的散熱焊盤（如果有）或陰極/陽極焊盤，以作為散熱片。連接到內層或底層的散熱孔可以顯著改善散熱。
• 電氣隔離:確保適當的爬電距離和電氣間隙，特別是考慮到相對較高的工作電壓（最高 55V）。

8. 技術比較與差異化

67-23ST 透過其高電壓操作（簡化了針對更高電壓電源的串聯連接）、高演色性選項（最高 90）以及寬廣視角的組合來實現差異化。與低電壓中功率 LED 相比，它在給定功率等級下降低了電流需求，這可以最小化走線和連接器中的電阻損耗。其符合無鹵素和嚴格的環保標準，使其適合對生態敏感和要求嚴苛的市場。

9. 常見問題（基於參數）

問：我可以用 12V 或 24V 電源直接驅動這個 LED 嗎？

答：不行。其順向電壓要高得多（50-55V）。需要一個能夠將輸入電壓升壓至超過 LED V_F的恆流驅動電路。

問：R9 值為 0 對照明品質意味著什麼？

答：低或為零的 R9 值表示 LED 可能無法生動地呈現深紅色。這對於許多一般照明應用來說是可以接受的，但對於零售照明（肉類、農產品、織物）或博物館照明等需要準確紅色再現的場合，可能需要考慮。如果規格書中有提供，請檢查特定 CRI 分檔的 R9 規格。

問：我可以串聯多少個 LED？

答：這取決於您的驅動器的最大輸出電壓順應範圍。例如，對於額定最大輸出電壓為 150V 的驅動器，並使用最大 V_F為 55V 的 LED，理論上您可以串聯 2 個 LED（最大 110V），並留有安全餘量。設計時應始終使用最壞情況（最大 V_F）值。

10. 工作原理與技術

這是一款螢光粉轉換型白光 LED。其核心是基於 InGaN（氮化銦鎵）材料的半導體晶片，在順向偏壓時會發出藍光。此藍光激發封裝內部的黃色（通常還有紅色）螢光粉塗層。剩餘的藍光與轉換後的黃/紅光的混合，產生了白光的視覺感知。螢光粉的確切混合比例決定了相關色溫（CCT - 2700K、4000K 等）和演色性指數（CRI）。PLCC-2 封裝提供機械保護、環境密封，並容納了塑造 120 度光束的主光學透鏡。