目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心功能與目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 光度與電氣特性
- 2.2 絕對最大額定值與熱管理
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長與順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 I-V曲線與光譜分佈
- 4.2 溫度相依性與降額
- 5. 機械結構、封裝與組裝資訊
- 5.1 機械尺寸與極性
- 5.2 焊接與迴焊指南
- 5.3 包裝與操作注意事項
- 6. 訂購與料號資訊
- 7. 應用設計考量與常見問題
- 7.1 典型應用情境
- 7.2 設計與使用常見問題
- 7.3 實務設計案例分析
- 8. 技術原理與產業背景
- 8.1 工作原理
- 8.2 比較與趨勢
- LED規格術語詳解
- 一、光電性能核心指標
- 二、電氣參數
- 三、熱管理與可靠性
- 四、封裝與材料
- 五、質量控制與分檔
- 六、測試與認證
1. 產品概述
本文件詳述一款採用PLCC-2封裝的高效能表面黏著黃光LED規格。此元件主要針對嚴苛的汽車照明環境設計，提供可靠運作、一致的色彩輸出及堅固結構，以承受惡劣條件。
1.1 核心功能與目標市場
此LED主要應用於汽車領域，目標為內裝與外裝照明系統。關鍵功能包括：在20mA順向電流下，典型發光強度為1120毫燭光（mcd）；寬廣的120度視角，提供卓越的可視性；以及符合汽車級元件的AEC-Q102標準認證。它還具備硫化物耐受性（A1級）、符合歐盟REACH與RoHS指令，且為無鹵素產品。這些特性使其適用於儀表板背光（儀表群）、內裝氣氛燈，以及各種對可靠性和壽命要求嚴苛的外裝信號燈等應用。
2. 深入技術參數分析
電氣與光學特性定義了LED的運作邊界與典型性能。
2.1 光度與電氣特性
關鍵運作參數是在接面溫度25°C及順向電流（IF）為20mA的條件下指定。典型順向電壓（VF）為2.10V，最小值為1.75V，最大值為2.75V。主波長（λd）落在黃光光譜範圍內，介於585nm至594nm之間。發光強度（IV）典型值為1120 mcd，最小值為710 mcd，最大值為1800 mcd。請務必注意量測公差：光通量為±8%，順向電壓為±0.05V，主波長為±1nm。
2.2 絕對最大額定值與熱管理
為確保元件可靠性，任何情況下均不得超過這些限制。絕對最大順向電流為50mA，脈衝≤10μs時的突波電流能力為100mA。最大功耗為137mW。元件可在-40°C至+110°C的環境溫度範圍內運作，最高接面溫度（TJ）為125°C。從接面到焊點的熱阻分別以電氣條件（Rth JS el：100-120 K/W）與實際條件（Rth JS real：120-160 K/W）指定，這對於應用中的熱設計至關重要。ESD敏感度等級為2kV（HBM）。
3. 分級系統說明
LED針對關鍵參數進行分級，以確保量產一致性並提供設計彈性。
3.1 發光強度分級
發光強度分為四個等級：V1（710-900 mcd）、V2（900-1120 mcd）、AA（1120-1400 mcd）和AB（1400-1800 mcd）。這讓設計師能根據其特定應用需求選擇合適的亮度等級。
3.2 主波長與順向電壓分級
主波長分為三組：8588（585-588 nm）、8891（588-591 nm）和9194（591-594 nm），可實現精確的色彩選擇。順向電壓分為四個範圍：1720（1.75-2.00V）、2022（2.00-2.25V）、2225（2.25-2.50V）和2527（2.50-2.75V），這對於驅動電路設計與電源管理非常重要。
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 I-V曲線與光譜分佈
順向電流對順向電壓（I-V）曲線顯示了典型的二極體指數關係。相對光譜分佈圖確認了在黃光區域的發射峰值。輻射模式圖說明了120度的視角，其定義為發光強度降至峰值一半時的離軸角度。
4.2 溫度相依性與降額
數個圖表詳細說明了性能隨溫度的變化。相對發光強度隨著接面溫度升高而降低。主波長會隨著順向電流和接面溫度的增加而偏移。順向電流降額曲線至關重要：它顯示最大允許順向電流必須隨著焊墊溫度升高而降低。例如，在焊墊溫度110°C時，最大連續電流限制為34mA。另一張圖表則定義了不同工作週期下的允許脈衝處理能力。
5. 機械結構、封裝與組裝資訊
5.1 機械尺寸與極性
元件採用標準的PLCC-2（塑膠引腳晶片載體）表面黏著封裝，常以其佔位面積尺寸稱為0201。詳細的機械圖指定了確切的長、寬、高及引腳位置。料號中包含一個"R"表示反向極性，在PCB設計時必須對照建議的焊墊佈局進行驗證，以確保正確的方向。
5.2 焊接與迴焊指南
提供了建議的焊墊佈局，以確保形成良好的焊點並提供散熱。必須嚴格遵循迴焊溫度曲線。最高焊接溫度為260°C，持續時間不得超過30秒。遵守此溫度曲線對於防止LED封裝和內部晶片受到熱損傷至關重要。
5.3 包裝與操作注意事項
元件的濕度敏感等級（MSL）為2級。注意事項包括：儲存於乾燥環境中；若包裝被打開並在焊接前暴露於環境濕度超過其使用期限，則需進行烘烤。一般注意事項警告：勿施加反向電壓、勿超過絕對最大額定值，以及勿使元件承受機械應力。
6. 訂購與料號資訊
料號遵循特定結構：67-21R-UY0201H-AM.
- 67-21：產品系列。
- R：反向極性。
- UY：顏色（黃色）。
- 020：測試電流（20mA）。
- 1：導線架類型。
- H：亮度等級（高）。
- AM：標示汽車應用。
7. 應用設計考量與常見問題
7.1 典型應用情境
此LED非常適合用於：
- 汽車內裝照明：儀表板儀表群、開關背光、氣氛燈條。
- 汽車外裝照明：側邊標示燈、第三煞車燈（CHMSL）、方向燈指示器（視當地法規與所需強度而定）。
7.2 設計與使用常見問題
問：建議的驅動電流是多少？
答：典型工作電流為20mA，能在亮度與壽命間取得良好平衡。絕對最大連續電流為50mA，但在此極限附近運作時，需如降額曲線所示，謹慎進行熱管理。
問：如何在設計中確保色彩一致性？
答：訂購時請指定所需的主波長分級（8588、8891或9194）。使用同一生產批次的LED可將色彩差異降至最低。
問：是否需要限流電阻？
答：是的。LED是電流驅動元件。必須使用外部限流電阻或恆流驅動電路，以防止熱失控並損壞LED，特別是考慮到順向電壓的變異範圍（1.75V至2.75V）。
問：能否用於非汽車應用？
答：雖然符合汽車使用認證，但其高可靠性也使其適用於其他需要環境耐受性的嚴苛工業、消費性或標誌應用。
7.3 實務設計案例分析
以設計儀表板指示燈為例。設計步驟將包括：1) 根據日間可視性要求確定所需發光強度（選擇適當的分級，例如AA或AB）。2) 設計驅動電路：針對12V汽車電源計算串聯電阻值，考慮LED的順向電壓分級（例如2022對應約2.1V）以達到20mA。公式為 R = (V電源- VF) / IF。3) 熱分析：驗證PCB佈局及儀表板附近的可能環境溫度不會導致焊墊溫度超過需要降額的點（參考降額曲線）。4) 在PCB上實施反向極性保護，因為LED並非設計用於反向電壓運作。
8. 技術原理與產業背景
8.1 工作原理
此LED是一種半導體光源。當施加超過其閾值的順向電壓時，電子在半導體晶片內與電洞復合，以光子的形式釋放能量。晶片主動區所使用的特定材料決定了發射光的波長（顏色），在此例中為黃光。PLCC-2封裝包含一個反射杯和一個模壓環氧樹脂透鏡，用以塑形光輸出並達到指定的120度視角。
8.2 比較與趨勢
與舊式穿孔LED相比，此PLCC-2 SMD元件具有更小的佔位面積、更適合自動化組裝，並且由於其設計允許熱量透過焊墊散逸，因此具有更好的熱性能。汽車照明的趨勢是朝向更高效率（每瓦更多流明）、更小的封裝尺寸以實現更簡潔的設計，以及將控制電子元件（例如LED驅動器）更直接地與光源整合。像這樣具備AEC-Q102認證、在緊湊封裝中實現高亮度的元件，符合業界對先進、可靠車輛照明系統的需求。
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。 |