PLCC-2 黃光LED 規格書 - 封裝尺寸 3.2x2.8x1.9mm - 電壓 2.0V - 功率 0.04W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款採用PLCC-2（塑膠引腳晶片載體）封裝之高亮度表面黏著黃光LED的規格。此元件專為嚴苛環境下的可靠性與效能而設計，其緊湊的外形適合自動化組裝製程。其主要應用聚焦於汽車內裝照明，包括儀表板，其中一致的色彩輸出與長期穩定性至關重要。

1.1 核心特色與目標市場

此LED的定義特性使其定位於特定的工業與消費性應用。其封裝類型確保了與標準SMT（表面黏著技術）生產線的相容性。由主波長定義的黃色光，是透過特定的半導體材料實現。在標準20mA驅動電流下，典型發光強度為1120毫燭光（mcd），為指示燈與背光用途提供了充足的亮度。寬廣的120度視角確保了從多個角度觀看均有良好的可見度。符合AEC-Q101汽車認證標準是一項關鍵差異化優勢，表明其經過了溫度循環、耐濕性與長期操作穩定性等嚴苛測試，使其適合車輛內部的惡劣環境。遵循RoHS（有害物質限制指令）與REACH法規，確保了其符合全球市場的環保要求。

2. 深入技術參數分析

透徹理解電氣、光學與熱參數，對於正確的電路設計與可靠操作至關重要。

2.1 電氣與光學特性

在標準測試電流20mA下，順向電壓（VF）的典型值為2.0V，最大值為2.75V。此參數對於決定串聯電路中的限流電阻值至關重要。直流操作下的絕對最大順向電流為50mA，而針對極短脈衝（≤10μs）的突波電流額定值為100mA。此元件並非設計用於反向偏壓操作。發光強度（IV）在20mA下規定最小值為710 mcd，典型值為1120 mcd，最大值為1400 mcd，顯示了預期的效能分佈。主波長（λd）定義了黃色光，範圍從585nm到594nm，典型值約為590nm。

2.2 熱特性與絕對最大額定值

熱管理對於LED壽命至關重要。從接面到焊點的熱阻規定為160 K/W（實際值）與125 K/W（電氣值），這表明了熱量從半導體晶片導出的效率。最大允許接面溫度（Tj）為125°C。操作溫度範圍為-40°C至+110°C，適合汽車儀表板下方環境。此元件可承受峰值260°C、持續30秒的回流焊溫度，符合常見的無鉛焊接溫度曲線。其ESD（靜電放電）敏感度等級為2kV（人體放電模型），在組裝過程中需要採取標準的ESD防護措施。

3. 性能曲線分析

所提供的圖表提供了LED在不同條件下行為的深入見解，這對於穩健的設計至關重要。

3.1 電流、電壓與溫度相依性

順向電流 vs. 順向電壓圖顯示了典型的二極體指數型IV關係。相對發光強度 vs. 順向電流曲線表明光輸出隨電流增加而增加，但在較高電流下可能因熱效應而呈現次線性關係。主波長 vs. 順向電流圖顯示波長隨電流變化極小，表明良好的色彩穩定性。相對順向電壓 vs. 接面溫度圖具有負溫度係數，意味著VF隨溫度升高而降低，此特性可用於間接溫度感測。相對發光強度 vs. 接面溫度圖顯示光輸出隨溫度升高而預期地降低，這是熱設計的關鍵考量。相對波長偏移 vs. 接面溫度則表明黃色光可能隨溫度輕微偏移。

3.2 降額與脈衝操作

順向電流降額曲線對於決定在升高的環境溫度或焊墊溫度下的最大安全工作電流至關重要。例如，在焊墊溫度（Ts）為110°C時，最大允許順向電流降至35mA。允許脈衝處理能力圖表定義了針對給定脈衝寬度（tp）與工作週期（D）所允許的峰值電流（IF），這對於多工掃描或PWM（脈衝寬度調變）調光應用非常有用，可避免接面過熱。

4. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED會根據性能進行分級。

4.1 發光強度分級

發光強度以字母數字代碼分級（例如L1、L2、M1...直至GA）。每個分級涵蓋特定的最小與最大發光強度範圍（單位為毫燭光，mcd）。針對此特定料號，1120 mcd的典型輸出屬於AA級（1120-1400 mcd）。設計師可以指定分級代碼，以確保其應用達到最低亮度水準。

4.2 主波長分級

定義黃色光精確色調的主波長，同樣使用數字代碼進行分級（例如9194、9497）。9194級涵蓋從591nm到594nm的範圍。此料號的典型值為590nm，表明其很可能屬於8891（588-591nm）或9194級。指定嚴格的波長分級可確保顯示器或照明陣列中多個LED的色彩均勻性。

5. 機械結構、組裝與包裝

5.1 實體尺寸與極性

PLCC-2封裝具有標準的佔位面積。機械圖（由章節參考暗示）將顯示長、寬、高（通常約為3.2mm x 2.8mm x 1.9mm）以及引腳間距。封裝包含一個極性標示，通常是一個凹口或切角，用以識別陰極。提供了建議的焊墊佈局，以確保回流焊過程中可靠的焊點與適當的散熱。

5.2 焊接與操作指南

回流焊溫度曲線規定了關鍵參數：預熱、恆溫、回流峰值（最高260°C）與冷卻速率，以防止元件受到熱衝擊。使用注意事項包括標準ESD防護、避免對透鏡施加機械應力，以及不超過絕對最大額定值。建議採用適當的儲存條件（在規定的-40°C至+110°C溫度範圍內且低濕度），以保持可焊性與性能。

5.3 包裝與訂購資訊

LED以捲帶包裝供應，相容於自動化取放設備。包裝資訊部分詳細說明了捲盤尺寸、載帶寬度、料袋間距與方向。料號結構（例如67-21-UY0200H-AM）編碼了關鍵屬性，如顏色（Y代表黃色）、封裝以及可能的性能分級。訂購資訊闡明了如何指定數量、包裝類型以及任何特殊的分級要求。

6. 應用備註與設計考量

6.1 典型應用電路

在典型的直流驅動電路中，限流電阻是必需的。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - VF) / IF。對於5V電源，目標IF=20mA且VF=2.0V，R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150歐姆。電阻的額定功率應至少為PR = (電源電壓 - VF) * IF = 0.06W；1/8W或1/4W的電阻是合適的。對於需要亮度控制或多工掃描的應用，PWM（脈衝寬度調變）是比類比電流調光更優選的方法，因為它能保持色彩一致性。

6.2 設計中的熱管理

儘管其功耗較低（20mA下約40mW），有效的散熱對於維持性能與壽命仍然重要，特別是在高環境溫度或密閉空間中。熱路徑是從接面、通過封裝、到達焊墊，再進入印刷電路板（PCB）。在LED的散熱墊下方使用連接至接地層的PCB散熱孔，能顯著改善散熱、降低接面溫度，並有助於維持更高的光輸出。

6.3 汽車可靠性設計

針對汽車儀表板或內裝照明，請考慮以下事項：使用降額的操作電流（例如15-18mA而非20mA）以延長壽命並減少熱應力。確保PCB佈局能最小化驅動線路上的寄生電感與電容。如果LED直接由車輛電源匯流排驅動，應實施針對負載突降和其他汽車電氣暫態的保護電路。驗證所選的強度與波長分級代碼，在所有規定的操作溫度下，均能滿足最終產品的美學與功能要求。

7. 技術比較與趨勢

7.1 運作原理

發光二極體（LED）是一種半導體p-n接面元件。當施加順向電壓時，電子與電洞在主動區複合，以光子（光）的形式釋放能量。光的顏色由主動層所用半導體材料的能隙能量決定。黃光LED通常基於磷化鋁鎵銦（AlGaInP）等材料。PLCC封裝包含一個反射腔與一個模製環氧樹脂透鏡，用以塑造光輸出並提供環境保護。

7.2 產業背景與演進

PLCC-2封裝代表了LED產業中成熟且廣泛採用的外形規格，在尺寸、成本與光學性能之間取得了良好的平衡。與此類元件相關的LED技術關鍵趨勢包括：發光效率的持續提升（每瓦電輸入產生更多光輸出）、溫度與壽命期間色彩穩定性的增強，以及尺寸更小但光功率維持或提升的封裝發展。追求更高可靠性並符合如AEC-Q101等嚴格標準的認證，仍然是主要焦點，特別是對於汽車與工業市場。