SMD 中功率 LED 67-21ST 規格書 - PLCC-2 封裝 - 最大電壓 9.6V - 電流 60mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

67-21ST 是一款採用 PLCC-2（塑膠引線晶片載體）封裝的表面黏著元件（SMD）中功率 LED。它是一款頂部發光的白光 LED，旨在為現代照明解決方案提供性能、效率和可靠性之間的平衡。其緊湊的外形尺寸和堅固的結構使其適合自動化組裝製程。

1.1 核心優勢與市場定位

此 LED 系列定位為通用和裝飾照明的多功能解決方案。其關鍵優勢來自於光學與電氣特性的結合。它能提供高光效，有助於實現節能設計。封裝提供 120 度的廣視角，確保均勻的光線分佈。此外，它提供高演色性指數（CRI）選項，標準型號的最小 CRI 為 80，選項最高可達 CRI 90，使其適合需要準確色彩感知的應用。本產品符合主要環境與安全標準，為無鉛產品，符合歐盟 REACH 法規，並滿足無鹵素要求（Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm）。

1.2 目標應用

這些特性的結合使此 LED 成為廣泛應用的理想選擇。主要用途包括一般環境照明與工作照明。由於其一致的色彩輸出，它也非常適合裝飾照明、建築重點照明以及娛樂或舞台照明。此外，它還可用於指示燈、開關照明以及各種其他需要可靠、緊湊白光光源的照明任務。

2. 深入技術參數分析

本節在標準測試條件（焊接點溫度 25°C）下，詳細且客觀地解析 LED 的關鍵性能參數。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能對元件造成永久損壞的極限值。這些並非正常操作條件。

• 順向電流（I_F)）：80 mA（連續）
• 峰值順向電流（I_FP)）：160 mA（脈衝，工作週期 1/10，脈衝寬度 10ms）
• 功耗（P_d)）：800 mW
• 工作溫度（T_opr)）：-30°C 至 +85°C
• 儲存溫度（T_stg)）：-40°C 至 +100°C
• 熱阻，接面至焊接點（R_{th J-S})）：17 °C/W
• 最高接面溫度（T_j)）：115 °C
• 焊接溫度：迴焊：最高 260°C，最長 10 秒；手工焊接：最高 350°C，每焊點最長 3 秒。

重要注意事項：本元件對靜電放電（ESD）敏感。在生產和處理的所有階段都必須遵守適當的 ESD 處理預防措施。

2.2 電光特性

這些參數是在典型工作順向電流 60mA 下指定的。

• 光通量（Φ）：最小值範圍從 70 流明到 76 流明，取決於特定產品型號和相關色溫（CCT）。典型容差為 ±11%。
• 順向電壓（V_F)）：最大額定值為 9.6V。操作期間的典型範圍在 8.7V 至 9.6V 之間，容差為 ±0.1V。
• 演色性指數（C_RI或 R_a)）：標準型號的最小 CRI 為 80。對於這些標準分級，R9 值（飽和紅色）指定為最小值 0。容差為 ±2。
• 視角（2θ_1/2)）：120 度（典型值）。這是光強度降至峰值一半時的全角。
• 逆向電流（I_R)）：在逆向電壓（V_R）為 15V 時，最大值為 50 µA。

3. 分級系統說明

本產品使用與 ANSI 相容的分級系統，以確保顏色和光通量的一致性。產品編號包含定義其性能分級的代碼。

3.1 產品編號解碼

結構67-21ST/KK6C-HXX XX XX Z6 / 2 T包含關鍵資訊：

• HXX：代表色度和光通量分級。前兩位數字通常與 CCT 相關（例如，27 代表 2700K，30 代表 3000K）。
• XX：代表光通量分級代碼（例如，最小 70、73、76 流明）。
• 96：順向電壓索引，表示 V_F最大值 = 9.6V。
• Z6：順向電流索引，表示 I_F= 60mA。

3.2 色度（顏色）分級

LED 根據其相關色溫（CCT）和在 CIE 1931 色度圖上的精確色度座標進行分級。規格書為每個 CCT（2700K、3000K、4000K、5000K、5700K、6500K）提供了詳細的座標框。每個 CCT 進一步細分為子分級（例如，2700K 的 A、B、C、D、F、G），由特定的 x,y 座標範圍定義。這種嚴格的分級確保了陣列中 LED 之間的色差最小。參考範圍確保 CCT 落在標準 ANSI 容差內（例如，一個 2700K 分級的範圍為 2580K-2700K）。

3.3 光通量分級

光通量根據代碼和在 60mA 下的最小/最大光輸出進行分類。

• R5：70 – 76 流明
• R5B：73 – 76 流明
• R6：76 – 83 流明
• R7：83 – 90 流明

光通量的標準容差為 ±11%。

3.4 順向電壓分級

順向電壓被分組，以協助驅動器設計和電流匹配。

• 分組 8796:
  • 87C：8.7V – 9.0V
  • 90C：9.0V – 9.3V
  • 93C：9.3V – 9.6V

順向電壓的容差為 ±0.1V。

4. 熱管理與可靠性考量

4.1 熱管理

從接面到焊接點的熱阻為 17 °C/W。此參數對於計算操作期間的接面溫度（T_j）至關重要。超過最高 T_j值 115°C 將顯著縮短使用壽命並可能導致故障。適當的 PCB 熱設計，包括足夠的銅箔面積和可能的散熱孔，對於維持低焊接點溫度至關重要，特別是在以最大順向電流或接近該電流值操作時。

4.2 焊接指南

此 LED 與標準迴焊製程相容。最高溫度曲線為峰值溫度 260°C，最長 10 秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度不應超過 350°C，每個焊點的接觸時間應限制在 3 秒內。建議遵循類似 PLCC 封裝建議的迴焊溫度曲線，以避免熱衝擊或封裝損壞。

5. 應用設計注意事項

5.1 驅動器選擇

考慮到順向電壓範圍（在 60mA 時最高可達 9.6V），必須使用恆流驅動器以確保穩定操作並防止熱失控。驅動器應指定為 60mA 的輸出電流（± 適當容差）。對於使用多顆 LED 串聯的設計，必須考慮累積的順向電壓。通常不建議在沒有個別電流平衡的情況下並聯連接 LED。

5.2 光學設計

120 度的廣視角有利於需要寬廣、均勻照明而無需二次光學元件的應用。對於需要聚焦光束的應用，則需要一次光學元件（透鏡）。封裝的水晶透明樹脂確保了高光提取效率。

5.3 PCB 佈局建議

PCB 焊墊設計應符合 PLCC-2 封裝的建議焊盤圖案，以確保正確焊接與機械穩定性。為提升熱性能，請將散熱焊墊（若焊盤圖案中有）連接到大面積的銅箔平面。在封裝下方使用散熱孔連接至內部或底層的銅箔層，能顯著改善散熱效果。

6. 量產清單與典型規格

本規格書列出了數種可供量產的標準產品配置。一個範例是67-21ST/KK6C-H307396Z6/2T:

• CCT：3000K
• 演色性（最小值）：80
• R9（最小值）：0
• 光通量（最小值）：73 流明
• 順向電壓（最大值）：9.6V
• 順向電流：60mA

類似型號也存在於 2700K（最小 70 流明）、4000K（最小 76 流明）、5000K（最小 76 流明）、5700K（最小 76 流明）和 6500K（最小 76 流明），所有型號的演色性最小值均為 80。

7. 技術比較與定位

相較於傳統低功率 LED，67-21ST 每顆封裝提供顯著更高的光輸出，減少了達到特定光輸出所需的元件數量。與高功率 LED 相比，它通常在較低工作電流下提供更好的光效，並且由於每顆元件的功耗較低，簡化了熱管理。其 PLCC-2 封裝是業界標準、具成本效益且經過驗證可靠性的格式，為中功率通用照明應用提供了性能、易用性和成本之間的強力平衡。

8. 常見問題（基於技術參數）

8.1 典型工作電壓是多少？

雖然最大值是 9.6V，但在 60mA 下的典型順向電壓會較低，通常在 8.7V 至 9.3V 的範圍內，取決於特定的電壓分級。設計驅動器時，務必使其能承受最大電壓。

8.2 我可以用 80mA 驅動這顆 LED 嗎？

連續順向電流的絕對最大額定值為 80mA。以此電流操作是可能的，但會產生更多熱量、降低光效，並可能縮短使用壽命。關鍵在於透過實施優良的熱管理，確保接面溫度保持在 115°C 以下。建議的操作條件是 60mA。

8.3 如何確保顏色一致性？

顏色一致性是透過在 CIE 色度圖上進行嚴格分級來實現的。透過選擇來自相同 CCT 和色度子分級（例如，30K-F）的 LED，可以在單一生產批次內或跨批次之間實現非常接近的色彩匹配。

8.4 需要散熱片嗎？

對於單顆以 60mA（約 0.55W 電功率）操作的 LED，如果將其安裝在具有一些銅箔鋪設以利散熱的標準 PCB 上，通常不需要專用的散熱片。然而，對於 LED 陣列或在環境溫度較高的情況下操作，則需要仔細設計 PCB 的熱管理（使用散熱孔、更厚的銅箔），並且可能需要外部散熱片以維持可靠操作。