目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術參數詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級 (CAT)
- 3.2 主波長分級 (HUE)
- 3.3 順向電壓分級 (REF)
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對發光強度 vs. 順向電流
- 4.2 相對發光強度 vs. 環境溫度
- 4.3 順向電流 vs. 順向電壓
- 4.4 輻射模式圖
- 4.5 光譜分佈圖
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 載帶與捲盤規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題解答 (基於技術參數)
- 10.1 峰值波長與主波長有何不同？
- 10.2 我可以用 3.3V 電源驅動這顆 LED 嗎？
- 10.3 溫度如何影響性能？
- 11. 實務設計與使用案例
- 12. 原理簡介
- 13. 發展趨勢
1. 產品概述
67-31A 系列代表了一款專為指示燈與背光應用設計的高性能表面黏著型 Power Top LED 家族。這些元件採用緊湊的 P-LCC-3（塑膠引腳晶片載體）封裝，特點是白色本體與無色透明視窗。其主要設計目標是提供一個可靠、高效的光源，適用於自動化組裝製程與嚴苛的終端使用環境。
此系列的核心優勢包括高發光強度輸出、優異的電流處理能力，以及由整合式內部反射器實現的極廣視角。此反射器是優化光耦合的關鍵，使得這些 LED 特別適合與導光管搭配使用，在該應用中，高效的方向性光傳輸至關重要。其低順向電壓需求進一步增強了它們在電池供電或對功耗敏感的便攜式設備中的適用性。
目標市場廣泛，涵蓋消費性電子、辦公室自動化、工業控制與汽車內裝。典型應用範圍從音訊/視訊設備中的狀態指示燈和開關背光，到 LCD 面板、符號以及需要柔和橙光、紅光或黃光的一般照明背光。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。不保證在這些極限下或超過這些極限的操作。關鍵參數包括最大反向電壓 (VR) 為 5V、連續順向電流 (IF) 為 50mA，以及在脈衝條件下（1kHz，1/10 佔空比）的峰值順向電流 (IFP) 為 100mA。最大功耗 (Pd) 為 120mW。元件額定工作溫度範圍 (Topr) 為 -40°C 至 +85°C，並能承受符合產業標準迴焊曲線的焊接溫度（260°C 持續 10 秒）。
2.2 電氣與光學特性
這些參數是在接面溫度 (Tj) 為 25°C 且順向電流為 50mA 的條件下量測，代表典型工作條件。
- 發光強度 (Iv):範圍從最小值 1120 mcd 到最大值 2850 mcd，典型容差為 ±11%。高亮度是其關鍵特點。
- 視角 (2θ1/2):極廣的 120 度（典型值）。這是發光強度降至峰值強度一半時的全角，表示寬廣、擴散的光型。
- 順向電壓 (VF):典型值為 2.35V，在 50mA 時範圍從 1.95V 到 2.75V。低 VF有助於提高效率。
- 波長:主波長 (λd) 範圍從 605.5 nm 到 625.5 nm，使發光顏色落在柔和橙色到紅橙色區域。峰值波長 (λp) 典型值為 621 nm。
- 頻譜頻寬 (Δλ):約為 18 nm（典型值），表示圍繞峰值波長中心、相對狹窄的光譜發射。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性，LED 會根據性能進行分級。67-31A 系列採用三維分級系統。
3.1 發光強度分級 (CAT)
LED 根據其在 50mA 下量測的發光強度分為四個等級（W1、W2、X1、X2）。例如，W1 級涵蓋 1120-1420 mcd，而 X2 級涵蓋 2250-2850 mcd。這讓設計師可以選擇適合其應用需求的亮度等級。
3.2 主波長分級 (HUE)
顏色一致性透過歸類於 'A' 組的主波長分級來控制。E1 到 E5 級涵蓋從 605.5 nm 到 625.5 nm 的範圍，每級間隔約 4 nm。這確保了發光顏色（柔和橙色）在嚴格的容差範圍內（±1nm）保持一致。
3.3 順向電壓分級 (REF)
順向電壓在 'B9' 組中分級。1 到 4 級將 VF在 50mA 下從 1.95-2.15V 到 2.55-2.75V 進行分類。在多 LED 電路中，匹配 VF分級對於電流平衡可能很重要。
4. 性能曲線分析
規格書提供了數條特性曲線，說明元件在不同條件下的行為。
4.1 相對發光強度 vs. 順向電流
此曲線顯示光輸出隨順向電流增加而增加，但關係並非完全線性，特別是在較高電流時。這對於決定達到特定亮度所需的驅動電流至關重要。
4.2 相對發光強度 vs. 環境溫度
AlGaInP LED 的發光強度通常會隨著環境（以及接面）溫度升高而降低。此曲線量化了該降額情況，顯示輸出在溫度從 25°C 升至 100°C 時顯著下降。適當的熱管理對於維持一致的亮度至關重要。
4.3 順向電流 vs. 順向電壓
此 IV 曲線描繪了電流與電壓之間的指數關係。此處可見在 50mA 時典型的 VF約為 2.35V。此曲線對於設計限流電路至關重要。
4.4 輻射模式圖
極座標圖直觀地確認了 120 度的廣視角。強度分佈大致符合朗伯分佈，意味著直視時在寬廣區域內看起來亮度均勻，這對於指示燈應用是理想的。
4.5 光譜分佈圖
圖表顯示一個以 621 nm 為中心的單一、狹窄發射峰，這是 AlGaInP 材料的特徵，沒有顯著的次峰，確保了色彩純度。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
P-LCC-3 封裝具有緊湊的尺寸，長約 2.0mm，寬約 1.25mm，高約 1.1mm（不包含引腳）。提供了帶有公差（通常為 ±0.1mm）的詳細圖面，用於 PCB 焊盤設計。封裝採用兩個陽極引腳和一個共陰極引腳，以確保機械穩定性與焊點可靠性。
5.2 極性識別
陰極通常透過封裝上的綠色標記或一側的凹口/倒角來識別。組裝時正確的方向對於防止反向偏壓損壞至關重要。
6. 焊接與組裝指南
此元件完全相容於迴焊與波峰焊製程，適合大批量自動化製造。
- 迴焊:規定最高峰值溫度為 260°C，持續 10 秒。標準無鉛迴焊曲線適用。
- 手動焊接:如有必要，烙鐵頭溫度不應超過 350°C，且每個引腳的接觸時間應限制在 3 秒內，以防止塑膠封裝熱損壞。
- 儲存條件:LED 對濕氣敏感 (MSL)。它們裝在帶有乾燥劑的防潮袋中出貨。一旦打開，應在指定時間內使用，或在迴焊前按照標準 IPC/JEDEC 指南進行烘烤，以防止 "爆米花" 裂紋。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 載帶與捲盤規格
元件以 8mm 載帶供應，捲繞在標準 180mm 捲盤上。每捲包含 2000 個元件。提供了載帶凹槽和捲盤的詳細尺寸，以確保與自動貼片設備相容。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含用於追溯與驗證的關鍵資訊：料號 (PN)、客戶料號 (CPN)、數量 (QTY)、批號 (LOT NO)，以及發光強度 (CAT)、主波長 (HUE) 和順向電壓 (REF) 的三個關鍵分級代碼。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 導光管系統:廣視角與整合式反射器使此 LED 最適合將光耦合到壓克力或聚碳酸酯導光管中，常用於從遠端光源照亮按鈕、符號或面板指示燈。
- LCD 背光:適用於側光式小型 LCD 顯示器或為圖標提供局部背光。
- 一般狀態指示燈:消費性、工業與汽車電子中的電源、連線或運作狀態指示燈。
8.2 設計考量
- 電流限制:務必使用串聯電阻或恆流驅動器來設定順向電流。請勿直接連接到電壓源。使用公式 R = (Vsupply- VF) / IF.
- 計算電阻值。熱管理:
- 雖然封裝具有低熱阻，但若在高環境溫度或接近最大電流下工作，應確保足夠的 PCB 銅箔面積（散熱焊盤），以管理接面溫度並維持光輸出與壽命。靜電防護:
儘管額定值為 2000V (HBM)，組裝期間仍應遵守標準的 ESD 處理預防措施。
9. 技術比較與差異化67-31A 系列透過其特定的屬性組合實現差異化。與標準 0603 或 0805 晶片 LED 相比，它提供了顯著更高的發光強度。相較於其他高功率 LED，它保持了非常低的順向電壓與電流需求。關鍵差異在於P-LCC-3 封裝內的整合式內部反射器
，其設計旨在最大化光提取效率，並以寬廣、均勻的光型向上導光。此內建光學特性減少了導光管應用中對次級光學元件的需求，簡化了設計並可能降低系統成本。
10. 常見問題解答 (基於技術參數)
10.1 峰值波長與主波長有何不同？p峰值波長 (λd) 是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長 (λ
) 是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。對於顏色定義與分級，主波長與人眼視覺更為相關。
10.2 我可以用 3.3V 電源驅動這顆 LED 嗎？F可以，但必須使用限流電阻。在 50mA 時，典型 V
為 2.35V，電阻上的壓降為 3.3V - 2.35V = 0.95V。使用歐姆定律，R = 0.95V / 0.05A = 19Ω。使用標準 20Ω 電阻會將電流設定在接近 50mA。
10.3 溫度如何影響性能？
如性能曲線所示，發光強度隨接面溫度升高而降低。順向電壓也會隨溫度略微下降。為維持一致的亮度，若無熱設計考量，應避免在高環境溫度或最大電流下工作。
11. 實務設計與使用案例
案例：為醫療設備面板設計多按鍵背光
設計師需要為手持式醫療儀器上的六個軟觸按鍵提供背光。空間有限，且由於設備為電池供電，功耗至關重要。按鍵由半透明矽膠製成，並使用獨立的導光管將光從主 PCB 上遠端安裝的 LED 引導過來。解決方案:F選擇 67-31A 系列 LED。其高強度確保有足夠的光線透過導光管到達按鍵表面。120 度的廣視角能有效地將光耦合到導光管的入口點。低 V與 50mA 工作電流（可降低至 20mA 以獲取較低亮度，節省電力）非常適合此電池供電系統。LED 被放置在導光管安裝座下方的 PCB 上。為兩個 LED 的串聯串（若 Vsupply
為 5V）計算單一限流電阻，或為並聯連接計算個別電阻，由微控制器的 GPIO 腳位驅動以進行開/關/調光控制。P-LCC-3 封裝與用於 PCB 的自動化組裝線相容。
12. 原理簡介
67-31A LED 基於 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子和電洞被注入到主動區域並在此復合。在 AlGaInP 中，此復合過程主要釋放的能量以光子（光）的形式呈現，波長範圍在紅光到黃橙色光之間（約 605-630 nm）。具體顏色（主波長）由 AlGaInP 層的精確組成決定。產生的光從晶片發出，並由 P-LCC-3 封裝的內部反射器和透明環氧樹脂透鏡進行塑形與導向，以實現所需的廣視角。
13. 發展趨勢
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。 |