目錄
1. 產品概述
本文件詳述一款採用 PLCC-2（塑膠引線晶片載體）封裝的高性能表面黏著 LED 之規格。此元件專為嚴苛環境下的可靠性和效能而設計，具備冷白光色溫。其主要設計目標為汽車內裝應用，在這些應用中，穩定的光輸出、寬廣的視角以及堅固的結構至關重要。此 LED 符合汽車應用中分離式光電半導體的 AEC-Q102 標準認證，確保其滿足溫度循環、耐濕性與長期運作等嚴格的品質與可靠性要求。
此元件的核心優勢包括其緊湊的外形尺寸、相對於封裝尺寸而言優異的發光效率，以及非常寬廣的 120 度視角，使其適用於背光與指示燈應用，其中光的擴散性相當重要。它亦符合主要環境法規，包括 RoHS、REACH 與無鹵素標準，使其成為對材料限制嚴格的現代電子設計之理想選擇。
2. 深入技術參數分析
2.1 光學與電氣特性
關鍵操作參數定義於順向電流 (IF) 為 20mA 的標準測試條件下。典型發光強度為 1800 毫燭光 (mcd)，根據生產分級，最小指定值為 900 mcd，最大可達 3550 mcd。順向電壓 (VF) 典型值為 3.1V，範圍從 2.5V 到 3.75V。此參數對於設計限流電路至關重要。主波長以其 CIE 1931 色度座標為特徵，典型的 x 和 y 值約為 0.3，定義了其冷白光點。這些座標的容差為 ±0.005。
此元件具備 120 度的寬廣視角 (2φ)，定義為發光強度降至峰值一半時的離軸角度。此特性對於需要在廣闊區域提供均勻照明的應用至關重要。
2.2 絕對最大額定值與熱管理
為確保長期可靠性，不得在超出其絕對最大額定值的條件下操作此元件。最大連續順向電流為 30 mA，最大功耗為 112 mW。對於短脈衝（≤10 μs，工作週期 0.005），允許的突波電流 (IFM) 為 250 mA。接面溫度 (TJ) 絕對不得超過 125°C。操作與儲存溫度範圍指定為 -40°C 至 +110°C，確認其適用於汽車環境。
熱管理對於 LED 的效能與壽命至關重要。規格書指定了兩個熱阻值：從接面到焊點的實際熱阻 (Rth JS real) 最大值為 130 K/W，而電氣方法推導值 (Rth JS el) 為 100 K/W。如順向電流降額曲線所示，需要適當的 PCB 佈局，具備足夠的散熱設計與銅箔面積，以維持較低的焊點溫度。
2.3 可靠性與合規規格
此 LED 展現出堅固的結構，具備 8 kV（人體放電模型，HBM）的靜電放電耐受能力。其潮濕敏感度等級 (MSL) 為 3 級，表示在進行迴焊焊接前，可暴露於工廠環境條件下長達 168 小時。此外，它符合腐蝕穩健性 B1 級，增強了其對腐蝕性大氣的抵抗力。確認完全符合 RoHS、歐盟 REACH 與無鹵素標準（Br <900ppm，Cl <900ppm，Br+Cl <1500ppm）。
3. 性能曲線分析
3.1 IV 曲線與發光效率
順向電流對順向電壓 (I-V) 圖顯示了典型的指數關係。在典型的 20mA 操作點，電壓約為 3.1V。設計人員使用此曲線來選擇適當的驅動元件。相對發光強度對順向電流圖顯示，超過典型操作點後，光輸出隨電流呈次線性增加，不建議在 30mA 以上操作。順向電流降額曲線對於熱設計至關重要，它顯示了當焊墊溫度超過 25°C 時，最大允許連續電流必須如何降低。
3.2 溫度依賴性與光譜特性
相對發光強度對接面溫度圖顯示了隨著溫度升高，光輸出預期會下降，這是 LED 的常見特性。相對順向電壓對接面溫度曲線具有負斜率，可在某些電路中用於溫度感測。色度座標偏移圖（相對於電流和溫度）顯示變化極小，表明在不同操作條件下具有良好的色彩穩定性。波長特性圖描繪了相對光譜功率分佈，這是典型的螢光粉轉換白光 LED 特徵，具有藍光激發與寬廣的黃色螢光粉發射。
3.3 脈衝操作能力
允許的脈衝處理能力圖為以高於直流最大值的脈衝電流驅動 LED 提供了指引。它繪製了針對不同工作週期 (D) 的順向電流振幅 (IFA) 與脈衝寬度 (tp) 的關係。這使得設計人員能夠在閃光燈或信號應用中實現更高的瞬時亮度，而不超過平均功率限制。
4. 分級系統說明
此產品根據發光強度與色度座標提供分選群組，以確保應用設計的一致性。
4.1 發光強度分級
發光強度分為多個等級，由字母數字代碼標示（例如 L1、L2、M1... 直至 GA）。每個等級定義了以毫燭光 (mcd) 測量的特定最小與最大發光強度範圍。針對此特定料號，可能的輸出等級已標示，範圍從 1120 mcd 到 3550 mcd（等級 AA 至 CA），典型值 1800 mcd 落在 BA 等級（1800-2240 mcd）內。測量容差為 ±8%。
4.2 色度座標分級
冷白光顏色根據 CIE 1931 (x, y) 座標系統進行分級。規格書提供了一個表格，列出各種等級代碼（例如 PK0、HK0、NK0）及其對應的由四組 (x, y) 座標定義的四邊形區域。這使得設計人員能夠為色彩匹配至關重要的應用（例如儀表板群組或背光開關）選擇具有嚴格控制色點的 LED。
5. 機械、封裝與組裝資訊
5.1 機械尺寸與極性
此 LED 採用標準的 PLCC-2 表面黏著封裝。機械圖（請參閱 PDF）指定了精確尺寸，包括總長度、寬度、高度、引腳間距與容差。封裝通常具有模製透鏡。極性由陰極標記指示，通常是封裝上的凹口或圓點，必須與 PCB 焊盤佈局正確對齊。
5.2 建議 PCB 焊盤佈局與焊接
提供了建議的焊接焊盤佈局，以確保可靠的焊點與最佳的熱性能。這包括金屬焊盤與散熱焊盤（如有）的尺寸。指定了迴焊焊接溫度曲線，峰值溫度為 260°C，最長持續 30 秒。必須遵守此溫度曲線，以防止封裝損壞或內部材料劣化。
5.3 包裝與操作注意事項
元件以適合自動化取放組裝機器的捲帶包裝供應。使用注意事項包括標準的 ESD 操作程序（使用接地腕帶與工作站）、避免對透鏡施加機械應力，以及防止污染。對於高硫含量環境中的應用，可能還會概述特定的耐硫測試標準。
6. 應用指南與設計考量
6.1 典型應用場景
主要應用是汽車內裝照明。這包括儀表板、資訊娛樂系統按鈕、空調控制面板的背光，以及一般車廂環境照明。它也適用於各種電子設備中的開關背光，以及需要寬廣視角與冷白光的一般指示用途。
6.2 電路設計與熱考量
設計人員必須實施恆流驅動電路，以確保穩定的光輸出與長 LED 壽命，因為 LED 亮度是電流的函數，而非電壓。對於簡單應用，可以使用串聯電阻，但對於汽車電壓環境（例如 12V 系統），建議使用主動式驅動器。熱設計不容妥協。PCB 必須提供從 LED 焊墊到較大銅箔區域或散熱片的足夠熱路徑，以將接面溫度維持在遠低於 125°C 的最大值，特別是在高環境溫度或接近最大電流下操作時。
6.3 光學設計考量
120 度的視角意味著光以寬廣的朗伯分佈模式發射。對於需要更聚焦光束的應用，必須使用二次光學元件，例如透鏡或導光板。必須模擬或製作原型以了解 LED 發射模式與這些光學元件的相互作用，以實現所需的照明效果。
7. 技術比較與選型指引
為汽車內裝應用選擇 LED 時，此元件的關鍵區別在於其 AEC-Q102 認證、寬廣視角以及特定的發光強度等級。與非汽車級 LED 相比，此元件在熱衝擊、濕度與長期操作應力下提供了經過驗證的可靠性。與更小的晶片級封裝或更大的穿孔元件相比，PLCC-2 封裝在尺寸、光輸出與組裝便利性之間提供了良好的平衡。
8. 常見問題 (FAQ)
問：分級資訊的目的是什麼？
答：分級確保了生產批次內的色彩與亮度一致性。對於並排使用多個 LED 的應用（例如背光面板），指定嚴格的發光強度與色度座標等級，可以防止個別 LED 之間出現可見的亮度或色彩差異。
問：我可以直接從 5V 或 12V 電源驅動此 LED 嗎？
答：不行。LED 是電流驅動元件。將其直接連接到高於其順向電壓的電壓源，將導致過量電流流過，可能立即損壞它。您必須始終使用限流機制，例如電阻或專用的 LED 驅動 IC。
問：為什麼熱阻規格很重要？
答：熱阻量化了熱量從 LED 接面逸散的有效性。較低的值意味著更好的散熱能力。超過最大接面溫度會顯著降低發光輸出，並急劇縮短 LED 的操作壽命。根據熱阻與降額曲線的指導進行適當的散熱設計，對於可靠的性能至關重要。
問：MSL 3 對於儲存與操作意味著什麼？
答：潮濕敏感度等級 (MSL) 3 表示，如果封裝暴露於環境條件下超過 168 小時（7 天），可能會吸收有害程度的濕氣。在此時間之後，或者如果原始密封袋被打開，必須按照指定的溫度曲線烘烤元件，然後才能安全地進行迴焊焊接，以防止爆米花效應或內部分層。
9. 運作原理
這是一款螢光粉轉換白光 LED。核心半導體晶片在順向偏壓時發出藍光（電致發光）。此藍光照射沉積在晶片上或附近的黃色（或黃色與紅色）螢光粉材料層。螢光粉吸收一部分藍光，並以更寬廣的較長波長光譜（黃色、紅色）重新發射。剩餘的藍光與螢光粉轉換光的組合，產生了白光的感知。藍光與螢光粉發射的確切比例決定了相關色溫 (CCT)，在此情況下為冷白光。
10. 產業趨勢與背景
汽車內裝照明的趨勢是朝向更高的整合度、動態照明與個性化環境體驗。雖然像此 PLCC-2 元件這樣的分離式 LED 對於開關背光與基本指示燈仍然至關重要，但為了創造無縫的光表面，越來越多的應用採用柔性 LED 燈條、可定址 RGB LED 與先進的導光技術。此外，對更高效率（每瓦更多流明）與改善顯色指數 (CRI) 的需求持續存在，推動了螢光粉技術與晶片設計的進步。本規格書中強調的嚴格汽車認證 (AEC-Q102) 與環境合規性（無鹵素），反映了產業對可靠性、長壽命與環境責任的總體關注。
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。 |