PLCC-6 RGB LED 規格書 - 120° 視角 - 紅光 1.95V/900mcd，綠光 2.75V/2200mcd，藍光 3.0V/320mcd @20mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款採用 PLCC-6 封裝的高效能表面黏著式 RGB（紅、綠、藍）LED 之技術規格。此元件專為嚴苛應用環境設計，特別是在汽車產業，其可靠性、穩定效能與環境耐受性至關重要。其主要功能是為車內氛圍照明、開關背光及其他指示功能提供鮮豔的多彩照明。

此元件的核心優勢包括其緊湊的 PLCC-6 封裝尺寸、提供絕佳可視性的 120 度廣視角，以及各顏色通道獨立的高發光強度輸出。其設計符合嚴格的汽車級認證，確保在惡劣操作條件下的長期效能。

目標市場主要為汽車電子製造商，特別是應用於內裝照明模組、儀表板照明、氛圍照明系統及觸控開關背光。其符合產業標準的特性，亦使其適用於其他高可靠性的消費性及工業應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 光度與電氣特性

元件效能定義於標準測試條件下（Ts=25°C）。三種顏色的順向電流（I_F）典型工作點均為 20mA，紅光最大額定值為 50mA，綠光與藍光則為 30mA。紅光最小順向電流為 5mA，綠光/藍光為 3mA，低於此值不建議操作。

發光強度（I_V）：此為關鍵效能指標。在 20mA 下，典型值分別為 900 mcd（紅光）、2200 mcd（綠光）及 320 mcd（藍光）。綠光通道輸出最高，其次為紅光，再次為藍光。光通量量測容差為 ±8%。

順向電壓（V_F）：在 20mA 下，各二極體的電壓降典型值分別為：紅光 1.95V、綠光 2.75V、藍光 3.00V。這些數值對於驅動電路設計與功率損耗計算至關重要。順向電壓量測容差為 ±0.05V。

主波長（λ_d）：定義了感知顏色。典型值為 626nm（紅光）、527nm（綠光）及 455nm（藍光），容差範圍極小，僅 ±1nm。這確保了不同生產批次間顏色輸出的穩定性。

視角（φ）：三種顏色均為一致的 120 度，容差為 ±5°。此廣視角可在廣大區域提供均勻的照明效果。

2.2 熱與可靠性特性

熱阻（R_{th JS}）：此參數表示熱量從 LED 接面傳導至焊點的效率。提供兩個數值：實際值（光學量測）與電氣值（電壓法量測）。紅光通道的最大實際熱阻為 160 K/W，綠光與藍光則為 130 K/W。電氣熱阻較低，分別為 125 K/W（紅光）及 100 K/W（綠光/藍光）。數值越低，越有利於熱管理。

絕對最大額定值：這些是絕對不可超過的應力極限，即使瞬間超過也不行。關鍵限制包括最高接面溫度（T_J）為 125°C、操作溫度範圍（T_opr）為 -40°C 至 +110°C，以及儲存溫度（T_stg）為 -40°C 至 +110°C。元件可承受最高 2kV 的 ESD（HBM）以及 260°C 持續 30 秒的回流焊溫度。

功率損耗（P_d）：紅光 LED 的最大允許功率損耗為 137 mW，綠光與藍光 LED 則為 105 mW。超過此限制可能損壞元件。

3. 分級資訊與料號系統

本產品採用分級系統，依據關鍵光學與電氣參數對 LED 進行分類，以確保終端使用者獲得一致的產品。完整的分級矩陣詳載於規格書中，主要的分級參數通常包括：

• 發光強度分級：LED 根據其在特定電流（例如 20mA）下量測到的光輸出進行分級。這確保了組裝件中亮度水準的均一性。
• 主波長 / 色度分級：LED 根據其精確波長或在 CIE 色度圖上的色座標進行分組。這對於實現一致且準確的顏色至關重要，特別是在多 LED 陣列或需要匹配特定顏色要求的應用中。
• 順向電壓分級：依據 V_{F進行分類，有助於設計更高效的驅動電路，對於並聯配置中的電流平衡也可能很重要。}

料號67-63L-RGB0200H-A04-2T-AM編碼了此分級資訊及其他產品屬性。特定的英數字元代碼（如 "A04" 和 "2T"）對應於此單一封裝內紅、綠、藍晶片的強度、波長及電壓所選定的分級。訂購資訊章節提供了採購時解讀此代碼的關鍵。

4. 效能曲線分析

4.1 IV 曲線與相對發光強度

順向電流對順向電壓圖顯示了二極體典型的指數關係。紅光 LED 的導通電壓最低，其次是綠光，再次是藍光。此圖對於選擇適當的限流電阻或設計恆流驅動器至關重要。

相對發光強度對順向電流圖顯示，光輸出隨電流增加而增加，但並非線性關係。在高電流下趨於飽和。此曲線有助於設計師在考量效率與元件壽命的前提下，為期望的亮度優化驅動電流。

4.2 溫度依存性

相對發光強度對接面溫度：光輸出隨接面溫度升高而降低。降低速率因顏色而異；圖表顯示藍光通常比紅光或綠光對溫度更敏感。這是在最終應用中進行熱管理的關鍵考量。

相對順向電壓對接面溫度：順向電壓具有負溫度係數—隨溫度升高而降低。此特性有時可用於間接溫度感測。

相對波長偏移對接面溫度：主波長隨溫度而偏移。通常，波長隨溫度升高而增加（偏移至較長波長，或稱紅移）。在對顏色要求嚴格的應用中，必須考慮此偏移。

4.3 光譜與輻射特性

相對光譜分佈圖繪製了每種顏色在可見光譜範圍內發射的光強度。它顯示了紅、綠、藍光發射的純度與峰值波長。可以推斷這些峰值的半高全寬（FWHM），這表明了色彩飽和度。

典型輻射特性圖（紅、綠、藍）說明了光的空間分佈—即輻射圖案。120° 視角定義為強度降至峰值（軸上）50% 時的總角度。這些極座標圖對於光學設計（例如選擇擴散片或透鏡）至關重要。

4.4 順向電流降額

紅、綠、藍光各自的降額曲線顯示了最大允許順向電流與焊墊溫度（T_S）的函數關係。隨著 T_S升高，最大允許的 I_F必須降低，以防止接面溫度超過其 125°C 的極限。例如，紅光 LED 的最大電流從 103°C 時的 50mA 降至 110°C 時的 35mA。這些曲線對於在如汽車內裝等高溫環境中可靠運作是強制性的。

5. 機械、封裝與組裝資訊

5.1 機械尺寸與極性

元件封裝於標準的 PLCC-6（塑膠有引線晶片載體）封裝中。機械圖提供了精確尺寸，包括本體長、寬、高、引腳間距及焊墊位置。PCB 佈局設計時必須遵循這些尺寸。封裝包含極性指示標記，通常是靠近第 1 腳的凹口或圓點，對應於紅光 LED 的陰極。引腳配置（哪個引腳控制紅、綠、藍光及共陽極/共陰極）在圖中明確定義。

5.2 建議焊墊圖案與回流焊溫度曲線

提供了建議的焊墊佈局圖案，以確保在回流焊過程中形成良好的焊點、機械穩定性及最佳的熱傳導。遵循此圖案可最大程度減少墓碑效應並提高可靠性。

回流焊溫度曲線規定了組裝的關鍵參數：預熱、恆溫、回流焊峰值溫度（最高 260°C，持續 30 秒）及冷卻速率。此曲線設計為與標準無鉛（RoHS）焊錫膏相容，同時防止對 LED 造成熱損傷。

5.3 包裝與處理

元件以捲帶包裝供應，適用於自動化取放組裝。包裝資訊詳述了捲盤尺寸、帶寬、凹槽間距及方向。濕度敏感等級（MSL）為 3 級，這意味著若元件在焊接前暴露於環境空氣中超過 168 小時，必須進行烘烤，以防止在回流焊過程中發生爆米花效應。

6. 應用指南與設計考量

6.1 典型應用情境

• 汽車內裝氛圍照明：腳部空間燈、儀表板裝飾燈、門板照明。廣視角與混色能力非常適合營造柔和、擴散的照明效果。
• 開關與控制背光：按鈕、旋鈕及觸控介面的照明。高亮度確保了在各種照明條件下的可視性。
• 狀態指示燈與指示燈群：用於系統狀態、警告或資訊娛樂回饋的多色指示燈。

6.2 關鍵設計考量

• 電流驅動：務必為每個顏色通道使用恆流驅動器或適當的限流電阻。請勿直接連接至電壓源。高溫環境應用請參考降額曲線。
• 熱管理：PCB 佈局必須有助於散熱。使用建議的焊墊設計，確保連接至散熱焊墊的銅箔面積充足，並考量操作環境溫度。不良的熱管理會導致光輸出降低、色偏及壽命縮短。
• 靜電防護：雖然額定為 2kV HBM，但在組裝與處理過程中仍應遵循標準的 ESD 防護措施。
• 混色：由於紅、綠、藍光通道的發光效率不同，要實現白色或其他特定顏色，必須仔細校準其各自的驅動電流。通常使用帶有 PWM 控制的微控制器來進行動態混色。

7. 符合性與材料資訊

本產品設計並通過認證，符合多項重要產業標準：

• AEC-Q102：此為汽車應用中分離式光電半導體的應力測試認證。符合此標準確保了在汽車溫度循環、濕度、振動等條件下的可靠性。
• 符合 RoHS：本元件不含鉛、汞、鎘等受限有害物質。
• 符合 REACH：遵守歐盟關於化學品註冊、評估、授權和限制的法規。
• 無鹵素：包裝材料的溴（Br）與氯（Cl）含量極低（Br <900ppm，Cl <900ppm，Br+Cl <1500ppm），這對於廢棄處理或發生火災時的環境與安全考量非常重要。
• 耐腐蝕性：符合 B1 級要求，表示具有一定程度的耐腐蝕大氣能力。

8. 注意事項與耐硫性

使用注意事項章節概述了一般處理與操作警告，例如避免對透鏡施加機械應力、防止污染，以及在安裝時確保正確極性。

特別針對耐硫性進行了說明。某些 LED 封裝中使用的銀基材料在暴露於含硫大氣（例如工業環境、某些橡膠）時可能腐蝕。規格書中引用了硫測試標準，表明本元件已通過測試或設計具有一定程度的耐硫性，這對於某些應用中的長期可靠性至關重要。