目錄
1. 產品概述
本文件詳述一款採用 PLCC-2（塑膠引腳晶片載體）封裝的高效能表面黏著冰藍色 LED 之技術規格。此元件主要為汽車內裝應用設計，在亮度、可靠性和緊湊尺寸之間取得平衡。其主要特點包括：在 10mA 順向電流下，典型發光強度為 355 毫燭光（mcd）；寬廣的 120 度視角；以及符合嚴格的汽車與環境標準，如 AEC-Q101、RoHS 和 REACH。
1.1 核心優勢與目標市場
此 LED 的主要優勢在於其在汽車工作條件（-40°C 至 +110°C）下的可靠性、抗靜電放電能力（ESD 額定值為 8kV HBM），以及其濕度敏感等級（MSL 2），適合標準的表面黏著組裝製程。目標市場明確鎖定在汽車電子領域，典型應用包括車內氛圍照明、開關與儀表板背光，以及狀態指示燈。冰藍色光，其典型 CIE 座標為 (0.18, 0.23)，提供了現代且獨特的視覺特徵。
2. 深入技術參數分析
2.1 光度與電氣特性
基本工作參數定義了 LED 的性能範圍。順向電流（IF）的建議工作範圍為 2mA 至 20mA，其中 10mA 為典型測試條件。在此電流下，典型順向電壓（VF）為 3.1V，最大值為 3.75V。發光強度（IV）在 IF=10mA 條件下，規定最小值為 140 mcd，典型值為 355 mcd，最大值為 560 mcd。必須注意測量公差：光通量（±8%）和順向電壓（±0.05V）。視角定義為強度降至峰值一半時的角度，為 120 度，公差為 ±5°。
2.2 絕對最大額定值與熱管理
超過絕對最大額定值可能導致永久性損壞。最大連續順向電流為 20mA，最大功耗為 75mW。元件可承受 ≤10μs 脈衝的 300mA 短時突波電流。接面溫度（TJ）不得超過 125°C。熱管理至關重要；從接面到焊點的熱阻（RthJS）是關鍵參數。規格書指定了兩個數值：電氣等效熱阻 RthJS(el)為 95 K/W，以及實際熱阻 RthJS(real)為 120 K/W。適當的 PCB 佈局與散熱對於將接面溫度維持在安全範圍內是必要的，特別是在接近最大電流工作時。
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的圖表顯示了典型的指數關係。電壓隨電流非線性增加，在極低電流時約為 2.8V，在 20mA 時約為 3.3V。相對發光強度對順向電流的圖表顯示，光輸出在達到典型工作點之前大致與電流呈線性關係，但在較高電流下，由於熱效應增加，效率可能會降低。
3.2 溫度相依性
LED 的性能受溫度影響顯著。相對發光強度對接面溫度的圖表顯示，光輸出隨溫度升高而降低。在最高工作接面溫度 125°C 時，相對強度約為其在 25°C 時值的 40%。相反地，相對順向電壓對接面溫度的圖表顯示負溫度係數；當溫度從 25°C 升至 125°C 時，順向電壓下降約 0.2V。色度座標偏移圖顯示，隨電流變化極小，但隨溫度升高，會出現更明顯的向綠色偏移（CIE-y 增加）。
3.3 光譜分佈與輻射圖形
相對光譜分佈圖確認了冰藍色，其主波長通常在 470-490nm 左右。輻射圖形類似朗伯分佈，這是具有擴散透鏡的頂視 LED 的特徵，提供了寬廣的 120 度視角。
4. 分級系統說明
為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會被分類到不同的分級區間。
4.1 發光強度分級
發光強度使用字母數字代碼（例如 L1、M2、T1）進行分級。分級遵循對數級數，其中每個級別代表最小強度約增加 25%。對於此產品，標示了可能的輸出分級，典型元件（355 mcd）屬於 T1 級（280-355 mcd）或 T2 級（355-450 mcd）。設計師在設計以滿足最低亮度要求時，必須考慮此範圍。
4.2 色度分級
冰藍色定義在 CIE 1931 色度圖上的特定區域內。規格書提供了詳細的分級結構，包含如 CM0、CM1、CL3 等代碼，每個代碼定義了一個允許的 (x, y) 座標小四邊形區域。典型座標 (0.18, 0.23) 位於此結構內。色度座標的公差為 ±0.005，確保了嚴格的顏色控制。
5. 機械與封裝資訊
5.1 實體尺寸
此 LED 採用標準 PLCC-2 表面黏著封裝。機械圖指定了整體尺寸、引腳間距和透鏡幾何形狀。關鍵尺寸包括封裝佔位面積和高度，這些對於 PCB 佈局和最終組裝中的間隙檢查至關重要。
5.2 建議焊墊設計與極性
提供了建議的焊墊佈局，以確保可靠的焊接和適當的機械穩定性。焊墊設計考慮了元件的熱膨脹和焊錫圓角形成。極性在元件本體上清晰標記，通常是陰極指示標記（例如陰極側的凹口或綠色標記）。PCB 佔位圖應包含相應的極性標記。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊溫度曲線
此元件適用於峰值溫度為 260°C、最長 30 秒的迴流焊接。應遵循典型的迴流焊溫度曲線，包含受控的預熱、均熱、迴流和冷卻階段，以最大限度地減少熱衝擊並確保焊點正確形成。濕度敏感等級（MSL）為 2，這意味著如果儲存在 ≤30°C/60% RH 條件下，元件必須在工廠密封後一年內使用；如果包裝已打開或超過車間壽命，則在使用前必須進行烘烤。
6.2 使用注意事項
主要注意事項包括：避免施加反向電壓，因為元件並非為此設計；與 LED 串聯使用限流電阻以防止過電流；透過考慮環境溫度和熱阻來確保不超過最大接面溫度；以及由於其 8kV HBM 敏感度，在組裝過程中遵循適當的 ESD 處理程序。
7. 應用建議與設計考量
7.1 典型應用電路
在典型應用中，LED 由恆流源驅動，或者更常見的是由帶有串聯限流電阻的電壓源驅動。電阻值使用歐姆定律計算：R = (Vsupply- VF) / IF。使用典型 VF值 3.1V、期望的 IF值 10mA 以及 5V 電源，電阻值為 (5V - 3.1V) / 0.01A = 190Ω。標準的 200Ω 電阻是合適的。對於 PWM 調光，請確保頻率足夠高（通常 >100Hz）以避免可見閃爍。
7.2 車用環境設計
對於汽車內裝，需考慮寬廣的工作溫度範圍。順向電流降額曲線至關重要：隨著焊墊溫度升高，最大允許連續電流會降低。例如，在最高焊墊溫度 110°C 時，最大電流為 20mA。設計師應在此曲線以下操作以增強可靠性。此外，還需考慮車輛電氣系統中潛在的電壓瞬變，並在必要時實施適當的保護電路。
8. 技術比較與常見問題
8.1 與同類產品差異
與通用 PLCC-2 LED 相比，此產品的關鍵差異在於其通過 AEC-Q101 汽車應用認證、特定的冰藍色色度分級，以及其在溫度和電流下的詳細特性描述。8kV ESD 額定值和 MSL 2 等級也表明其適合自動化、高可靠性製造環境的穩健性。
8.2 常見問題解答
問：我可以連續以 20mA 驅動此 LED 嗎？
答：可以，但前提是根據降額曲線，焊墊溫度（TS）保持在 25°C 或以下。在大多數環境溫度升高的實際應用中，您應該降低電流。為了可靠的長期運行，建議設計為 IF= 10mA 或更低。
問：RthJS(el)和 RthJS(real)?
有什麼區別？答：RthJS(el)是從電氣測量（順向電壓隨功率的變化）推導出來的，而 RthJS(real)是使用熱感測器直接測量的。為了進行準確的熱建模，特別是在較高電流下，應使用 RthJS(real)
值 120 K/W。
問：訂購時應如何解讀分級代碼？
答：零件編號包含強度和顏色分級代碼。您必須根據應用的亮度和顏色均勻性要求指定所需的分級。如果未指定，製造商將供應標準分級的零件。
9. 實務設計案例分析
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。 |