目錄
- 1. 產品概述
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 3.3 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝外型尺寸
- 5.2 建議焊墊設計
- 5.3 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 本元件額定為1000V（HBM）。在組裝過程中應實施標準的ESD處理預防措施。對於敏感應用，可考慮在線路上添加暫態電壓抑制器。
- 這些測試驗證了LED在各種環境與操作應力下的穩健性。
- 答：三個字母代碼（例如：CAT:T1, HUE:AA3, REF:B38）讓您可以選擇特性嚴格控制的LED。為了產品外觀的一致性，請指定並使用來自相同或相鄰等級的LED，以確保發光強度與主波長一致。
- ≈ 45 mW），因此在這個室內應用中不需要特殊的散熱措施。
- 此LED基於氮化銦鎵（InGaN）半導體晶片。當施加超過二極體接面電位的順向電壓時，電子與電洞在晶片的主動區域復合，以光子的形式釋放能量。InGaN合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長——在本例中為藍色光譜（約468 nm）。封裝的環氧樹脂透鏡為水清色，以最大化光線透射，並塑形以控制光束角度。
1. 產品概述
65-21系列代表一個微型頂視表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED）家族。這些元件設計為緊湊、高效的光源，主要用於指示燈與背光用途。該系列的特點是其白色表面黏著封裝，內部容納LED晶片並提供環境保護。
本系列的核心優勢在於其光學設計。封裝內含特殊結構，可創造出典型的120度（2θ1/2）廣視角。這是透過封裝內部優化的反射器設計來實現的，該設計增強了光線的提取與分佈。此特性使得這些LED特別適合應用於導光管或光波導，在這些應用中，高效耦合與均勻照明至關重要。
目標市場包括消費性電子產品、汽車內裝、工業控制以及需要可靠、低功耗指示燈照明的一般照明應用。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
本元件被指定在以下限制範圍內可靠運作，超出此範圍可能導致永久性損壞：
- 逆向電壓（VR）：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
- 連續順向電流（IF）：30 mA。連續運作的最大直流電流。
- 峰值順向電流（IFP）：100 mA。此電流僅允許在脈衝條件下使用，工作週期為1/10，頻率為1 kHz。
- 功率消耗（Pd）：110 mW。在環境溫度25°C下，封裝所能散發的最大功率。
- 工作溫度（Topr）：-40°C 至 +85°C。正常運作的環境溫度範圍。
- 儲存溫度（Tstg）：-40°C 至 +90°C。
- 焊接溫度：對於紅外線回焊，峰值溫度不得超過260°C，且超過260°C的時間應限制在10秒內。對於手工焊接，烙鐵頭溫度不得超過350°C，每個接腳的焊接時間限制在3秒內。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數是在環境溫度（Ta）為25°C、順向電流（IF）為20 mA的條件下測量，除非另有說明。
- 發光強度（Iv）：範圍從最小值180 mcd到最大值360 mcd，典型公差為±11%。這定義了LED的感知亮度。
- 視角（2θ1/2）：120度（典型值）。這是發光強度降至其峰值一半時的全角。
- 峰值波長（λp）：468 nm（典型值）。光譜功率分佈達到最大值時的波長。
- 主波長（λd）：範圍從464 nm到472 nm，公差為±1 nm。這定義了感知的顏色（藍色）。
- 頻譜帶寬（Δλ）：20 nm（典型值）。發射光譜在其最大功率一半處的寬度。
- 順向電壓（VF）：在20 mA時，範圍從2.7 V（最小值）到3.5 V（最大值），典型公差為±0.05V。
- 逆向電流（IR）：當施加5V逆向電壓時，最大值為50 μA。
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 發光強度分級
LED根據其在IF=20mA時測量的發光強度分為三個等級（S1, S2, T1）：
- 等級 S1：180 mcd 至 225 mcd
- 等級 S2：225 mcd 至 285 mcd
- 等級 T1：285 mcd 至 360 mcd
3.2 主波長分級
藍色是透過四個波長組（AA1 至 AA4）來控制：
- 組別 AA1：464.0 nm 至 466.0 nm
- 組別 AA2：466.0 nm 至 468.0 nm
- 組別 AA3：468.0 nm 至 470.0 nm
- 組別 AA4：470.0 nm 至 472.0 nm
3.3 順向電壓分級
順向電壓分為八個等級（B34 至 B41），每個等級涵蓋從2.70V到3.50V的0.1V範圍。這使得設計師可以選擇具有匹配VF的LED，用於並聯電路中的電流共享。
4. 性能曲線分析
規格書提供了幾條對設計至關重要的特性曲線。
- 順向電流 vs. 順向電壓（I-V曲線）：顯示指數關係。該曲線指示了達到特定驅動電流所需的電壓，對於選擇限流電阻或設計驅動電路至關重要。
- 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出隨電流增加而增加，但可能並非完全線性，特別是在較高電流下，由於發熱可能導致效率下降。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出的熱降額。發光強度隨著環境溫度升高而降低，在高溫環境中必須考慮此因素。
- 順向電壓 vs. 環境溫度：顯示VF具有負溫度係數，隨著溫度升高而略微下降。
- 輻射模式圖：一個極座標圖，說明了光強度的空間分佈，確認了寬廣、類似朗伯分佈的發射模式。
- 光譜分佈圖：一張繪製相對強度與波長關係的圖表，顯示了以468 nm為中心的特徵性窄藍色發射峰。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝外型尺寸
LED具有緊湊的SMD佔位面積。關鍵尺寸包括本體長度約2.0 mm、寬度1.25 mm、高度0.7 mm。陽極與陰極焊墊有明確定義。所有未指定的公差為±0.1 mm。
5.2 建議焊墊設計
提供了焊墊圖案設計，以確保在回焊過程中可靠焊接與正確對位。遵循此建議的佔位圖有助於防止墓碑效應，並確保良好的熱連接與電氣連接。
5.3 極性識別
封裝具有極性標記，通常是陰極（負極）端子附近的凹口或圓點。正確的方向對於電路功能至關重要。
6. 焊接與組裝指南
主要的焊接方法是紅外線（IR）回焊。
- 回焊溫度曲線：最高峰值溫度不得超過260°C，且超過260°C的時間應限制在最多10秒，以防止損壞塑膠封裝與內部打線。
- 手工焊接：如有必要，可使用烙鐵頭溫度不超過350°C的烙鐵，每個接腳的焊接時間限制在3秒內。
- 儲存條件：元件包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中。如果袋子在超過30°C/60%RH的環境中打開超過72小時，在回焊前可能需要進行烘烤，以防止焊接過程中的爆米花效應。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED以捲帶包裝供應，適用於自動化組裝。載帶容納元件，捲盤尺寸標準化。每捲包含2000個元件。包裝包括帶有乾燥劑和濕度指示卡的防潮鋁袋。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含關鍵資訊：
- CAT：發光強度等級代碼（例如：S1, T1）。
- HUE：主波長組別代碼（例如：AA2, AA4）。
- REF：順向電壓等級代碼（例如：B36, B40）。
- 零件編號（PN）、數量（QTY）和批號（LOT NO）也包含在內。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 光學指示燈：消費性電子產品、家電和工業設備上的狀態指示燈。
- 耦合至導光管/光波導：廣視角與封裝設計使其非常適合透過壓克力或聚碳酸酯導光管將光線從PCB傳輸到前面板或顯示器。
- 背光：用於LCD顯示器、鍵盤、薄膜開關和符號。
- 汽車內裝照明：儀表板背光、開關照明和其他低功耗內裝照明功能，考慮到其工作溫度範圍可達+85°C。
8.2 設計考量
- 電流限制：務必使用串聯電阻或恆流驅動器將IF限制在所需值（≤30 mA DC）。使用公式 R = (Vsupply- VF) / IF.
- 計算電阻。熱管理：
- 雖然功率消耗低，但若在高環境溫度或高電流下運作，應確保足夠的PCB銅箔面積或散熱孔，以維持性能與壽命。靜電防護：
本元件額定為1000V（HBM）。在組裝過程中應實施標準的ESD處理預防措施。對於敏感應用，可考慮在線路上添加暫態電壓抑制器。
9. 可靠性與品質保證
產品經過一系列全面的可靠性測試，置信水準為90%，批容許不良率（LTPD）為10%。測試項目包括：
- 回焊耐性測試
- 溫度循環測試（-40°C 至 +100°C）
- 熱衝擊測試（-10°C 至 +100°C）
- 高低溫儲存測試
- 直流工作壽命測試（20mA下1000小時）
- 高溫高濕測試（85°C/85% RH）
這些測試驗證了LED在各種環境與操作應力下的穩健性。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：峰值波長與主波長有何不同？p答：峰值波長（λd）是光譜發射達到最大值時的物理波長。主波長（λd）是指單色光的波長，該單色光在人眼看來與LED的顏色相同。λ
對於顏色規格更為相關。
問：我可以連續以30mA驅動這個LED嗎？
答：可以，30mA是最大連續順向電流額定值。然而，為了獲得最佳壽命並考慮應用中潛在的溫升，通常以較低的電流（如20mA）驅動，這能在亮度與可靠性之間取得良好平衡。
問：如何解讀標籤上的分級代碼？
答：三個字母代碼（例如：CAT:T1, HUE:AA3, REF:B38）讓您可以選擇特性嚴格控制的LED。為了產品外觀的一致性，請指定並使用來自相同或相鄰等級的LED，以確保發光強度與主波長一致。
11. 實務設計案例分析
1. 情境：為消費性路由器設計一個使用導光管的狀態指示燈。選型：
2. 選擇65-21系列的LED，因其廣視角能高效耦合至導光管。電路設計：F路由器的邏輯電源為3.3V。目標設定IF= 15 mA以獲得足夠亮度與較低功耗。使用典型的V
3. 值3.0V（來自等級B36），計算串聯電阻：R = (3.3V - 3.0V) / 0.015A = 20 Ω。使用標準的20 Ω, 1/10W電阻。佈局：
4. 根據建議的焊墊佈局將LED放置在PCB上。將其精確定位在導光管入口下方。確保沒有高聳的元件造成陰影。熱考量：F功率消耗極小（P = VF* I
≈ 45 mW），因此在這個室內應用中不需要特殊的散熱措施。
12. 技術原理介紹
此LED基於氮化銦鎵（InGaN）半導體晶片。當施加超過二極體接面電位的順向電壓時，電子與電洞在晶片的主動區域復合，以光子的形式釋放能量。InGaN合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長——在本例中為藍色光譜（約468 nm）。封裝的環氧樹脂透鏡為水清色，以最大化光線透射，並塑形以控制光束角度。
13. 產業趨勢與背景
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。 |