PLCC-6 冷白光 LED 規格書 - 封裝尺寸 3.2x2.8x1.9mm - 電壓 3.2V - 功率 0.48W

1. 產品概述

本文件詳述一款採用 PLCC-6（塑膠引腳晶片載體）封裝的高效能表面黏著冷白光 LED 之規格。此元件專為嚴苛應用環境設計，特別是在汽車領域，其可靠性和在惡劣條件下的性能至關重要。其核心優勢包括高發光強度、寬廣視角，以及符合汽車級標準的堅固結構。

主要目標市場為汽車照明，涵蓋外部應用如日行燈、位置燈，以及內部照明如儀表板背光、氣氛燈和開關指示燈。產品通過 AEC-Q101 認證並符合 RoHS 與 REACH 指令，彰顯其適用於全球汽車供應鏈。

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典型條件下：順向電流 (I_F) 為 150 mA，環境溫度為 25°C。

順向電流 (I_F):建議操作電流為 150 mA，最大絕對額定值為 200 mA。啟動所需最小電流為 20 mA。
發光強度 (I_V):在 150 mA 下，典型值為 10,000 毫燭光 (mcd)，最小值為 7,100 mcd，最大值依分級 (bin) 最高可達 18,000 mcd。量測容差為 ±8%。
順向電壓 (V_F):在 150 mA 下，典型值為 3.2 伏特，範圍從最小值 2.50 V 到最大值 3.75 V。電壓量測容差為 ±0.05V。
視角:寬廣的 120 度角 (2θ_½) 確保了廣泛且均勻的光線分佈。
色度座標 (CIE x, y):典型座標為 (0.3, 0.3)。座標容差為 ±0.005。

2.2 熱特性與絕對最大額定值

了解極限值對於可靠的設計至關重要。

功率耗散 (P_d):最大 750 mW。
接面溫度 (T_j):絕對最大值為 125°C。
操作與儲存溫度:範圍從 -40°C 到 +110°C。
熱阻:接面至焊點熱阻指定為 40 K/W（實際值）和 30 K/W（電氣值）。
靜電放電敏感度 (HBM):額定值為 8 kV，顯示其具有良好的操作穩健性。
突波電流 (I_FM):可在低工作週期下承受 ≤10 µs 的 750 mA 脈衝。

3. 分級系統說明

LED 輸出被分類為不同等級 (bin)，以確保一致性。設計師必須根據其應用需求選擇合適的等級。

3.1 發光強度分級

發光強度使用字母數字代碼（例如 L1, EA, FB）進行分級。提供的表格列出了從 L1 (11.2-14 mcd) 到 GA (18000-22400 mcd) 的等級。針對此特定產品，可能的輸出等級已標示，典型強度 10,000 mcd 落在 EA (7100-9000 mcd) 或 EB (9000-11200 mcd) 等級內。確切等級必須從訂購資訊中確認。

3.2 色度（顏色）分級

白光根據 CIE 1931 (x, y) 座標進行分級。規格書定義了特定的等級（例如 64A, 64B, 64C, 64D, 60A, 60B），具有嚴格的座標邊界和相關色溫 (CCT) 範圍，通常約在 6240K 至 6680K 之間，對應於冷白光外觀。典型座標 (0.3, 0.3) 將落在這些定義的等級之一內。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供了 LED 在不同條件下行為的深入見解。

4.1 光譜分佈與輻射圖案

相對光譜分佈圖顯示在藍光波長區域有一個峰值，這是螢光粉轉換白光 LED 的典型特徵。輻射圖案圖確認了類似朗伯分佈的特性，在 120 度視角處強度降至峰值的一半。

4.2 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

該圖說明了指數關係。在 150 mA 時，電壓約為 3.2V。此曲線對於設計限流驅動電路至關重要。

4.3 相對發光強度 vs. 順向電流

光輸出隨電流增加而增加，但並非線性關係。圖表顯示相對強度在較高電流下趨於飽和，強調了在建議範圍內操作對於效率和壽命的重要性。

4.4 溫度相依性

相對發光強度 vs. 接面溫度:光輸出隨著接面溫度升高而降低。在最大接面溫度 125°C 時，相對強度顯著低於 25°C 時。充分的熱管理對於維持亮度至關重要。

相對順向電壓 vs. 接面溫度:順向電壓具有負溫度係數，隨著溫度升高而線性下降。這在某些應用中可用於間接溫度監測。

色度偏移 vs. 溫度與電流:圖表顯示 CIE x 和 y 座標如何隨接面溫度和順向電流變化。偏移通常很小，但在對顏色要求嚴格的應用中必須予以考慮。

4.5 順向電流降額與脈衝處理能力

降額曲線規定了隨著焊墊溫度 (T_S) 升高，最大允許順向電流。例如，在 T_S為 100°C 時，最大 I_F為 110 mA。脈衝處理能力圖表顯示了針對不同脈衝寬度 (t_FA) 和工作週期 (D) 所允許的峰值順向電流 (I_p)。

5. 機械與封裝資訊

5.1 機械尺寸

此 LED 採用標準 PLCC-6 表面黏著封裝。確切尺寸（長、寬、高）和引腳間距在機械圖（原始 PDF 第 7 節）中定義。封裝外型對於 PCB 焊墊設計至關重要。

5.2 建議焊墊佈局

提供了焊墊圖案設計，以確保正確的焊接、熱傳導和機械穩定性。遵循此建議可防止墓碑效應並提高焊點可靠性。

5.3 極性識別

PLCC-6 封裝有一個標記的角落或其他特徵來指示陰極。正確的方向對於電路運作至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

建議使用特定的迴焊溫度曲線，峰值溫度為 260°C，最長持續 30 秒。此符合 JEDEC 標準的曲線可防止對塑膠封裝和晶片造成熱損傷。

6.2 使用注意事項

靜電放電防護:儘管額定為 8 kV HBM，但在操作過程中仍應遵守標準的 ESD 預防措施。
電流控制:務必使用恆流源驅動 LED，而非恆壓源，以防止熱失控。
熱管理:設計 PCB 時應提供足夠的散熱措施，使用建議的焊墊設計，並可考慮使用散熱孔來散熱。
抗硫性:此元件註明具有抗硫性，這對於汽車環境（含硫氣體可能腐蝕鍍銀元件）是一項重要特性。
濕度敏感等級 (MSL):額定為 MSL 2。這意味著元件必須在密封日期後 1 年內使用，如果在迴焊前暴露於環境條件超過其存放壽命，則必須進行烘烤。

7. 應用說明與設計考量

7.1 典型應用情境

汽車外部照明:日間行車燈 (DRL)、側邊標示燈、中央高位煞車燈 (CHMSL)。其高亮度和寬廣視角非常有利。
汽車內部照明:儀表板背光、資訊娛樂系統按鍵、氣氛燈條、室內燈。

7.2 設計考量

驅動電路:需要一個開關式或線性恆流驅動器。根據典型 V_F和供應電壓計算所需的限流電阻或驅動器設定。
光學設計:寬廣的 120 度視角可能需要二次光學元件（透鏡、導光板）來準直或塑形光束，以滿足特定應用需求。
熱設計:使用熱阻 (R_thJS) 和降額曲線來計算預期的接面溫度。確保在所有操作條件下 T_j保持在 125°C 以下。對於大電流或高環境溫度操作，PCB 上可能需要散熱片。
等級選擇:對於需要在多個 LED 間保持亮度或顏色一致性的應用，應指定嚴格的發光強度和色度座標等級。

8. 常見問題解答（基於技術參數）

問：此 LED 的典型功耗是多少？

答：在典型操作點 150 mA 和 3.2V 下，功率為 P = I_F* V_F= 0.150 A * 3.2 V = 0.48 瓦特。

問：如何解讀發光強度等級 'EA'？

答：'EA' 等級對應於在 150 mA 下量測時，發光強度範圍為 7,100 至 9,000 mcd。任何標有此等級的 LED，其強度都將落在該範圍內。

問：此 LED 可以直接用於 12V 汽車電路嗎？

答：不行。LED 需要恆流驅動器。將其直接連接到 12V 電源會導致過大電流，立即損壞元件。必須使用限流電路或專用的 LED 驅動器 IC。

問：'抗硫性' 是什麼意思？

答：這表示 LED 的封裝材料和表面處理能夠抵抗含硫氣體（常見於工業和某些汽車環境）引起的腐蝕，從而增強長期可靠性。

9. 實用設計範例

情境:使用此 LED 設計一個日間行車燈 (DRL) 模組。

步驟:

確定需求:設定每個 LED 的目標發光強度、光束圖案、操作電壓（例如車輛的 12V 系統）。
選擇驅動器:選擇一款汽車級降壓恆流 LED 驅動器 IC，其可接受 9-16V 輸入並提供穩定的 150 mA 輸出。
熱計算:估算 PCB 溫度。如果引擎蓋下的環境溫度可達 85°C，請使用降額曲線。在 T_S= 95°C 時，最大 I_F約為 200 mA。以 150 mA 操作可提供安全餘量。計算 PCB 銅箔面積是否足以將 T_S維持在此水平以下。
光學設計:將 LED 與 TIR（全內反射）透鏡配對，將 120 度的輸出準直成適合 DRL 的規範光束。
等級規格:為確保外觀均勻，為模組中的所有 LED 指定單一、嚴格的色度等級（例如 64B）和發光強度等級（例如 EB）。

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。

PLCC-6 冷白光 LED 規格書 - 封裝尺寸 3.2x2.8x1.9mm - 電壓 3.2V - 功率 0.48W - 繁體中文技術文件

目錄