目錄
1. 產品概述
本文件詳細說明一款高亮度、反向貼裝表面黏著裝置（SMD）發光二極體（LED）的規格。此元件採用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體晶片來產生黃光，並封裝於水清透鏡中。其主要設計用於自動化組裝製程，以8mm載帶包裝並捲繞於7英吋捲盤上供應。主要特色包括符合RoHS指令、相容於紅外線與氣相迴流焊接，並適用於廣泛需要可靠、明亮指示燈光的電子應用中。
2. 技術參數深度客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
此元件的操作限制定義於環境溫度（Ta）25°C下。最大連續直流順向電流為30 mA。在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）允許的峰值順向電流為80 mA。最大功耗為75 mW。當環境溫度超過50°C時，允許的順向電流必須以每攝氏度0.4 mA的速率線性遞減。可施加的最大反向電壓為5 V。元件可在-30°C至+85°C的環境溫度範圍內操作，並可在-40°C至+85°C之間儲存。紅外線焊接條件規定為峰值溫度260°C，最長持續5秒。
2.2 電光特性
在Ta=25°C、順向電流（IF）20 mA的條件下量測，關鍵性能參數如下。發光強度（Iv）具有典型值，但分級範圍從最小值28.0 mcd到最大值450.0 mcd。視角（2θ1/2）定義為強度降至軸向值一半時的全角，為70度。峰值發射波長（λP）為588.0 nm。主波長（λd）定義了感知的顏色，為587.0 nm。譜線半高寬（Δλ）為17 nm。順向電壓（VF）典型值為2.4 V，在測試條件下最大值為2.4 V。在反向電壓（VR）5 V下，反向電流（IR）最大值為10 µA。在零偏壓及1 MHz下量測的接面電容（C）為40 pF。
3. 分級系統說明
LED的發光輸出被分類為不同等級，以確保應用中的一致性。分級基於在20 mA下量測的最小與最大發光強度。等級代碼及其對應範圍為：N（28.0-45.0 mcd）、P（45.0-71.0 mcd）、Q（71.0-112.0 mcd）、R（112.0-180.0 mcd）、S（180.0-280.0 mcd）、T（280.0-450.0 mcd）。每個強度等級適用+/-15%的容差。此系統讓設計師能根據設計中所需的亮度等級選擇合適的元件。
4. 性能曲線分析
規格書中引用了對設計分析至關重要的典型性能曲線。這些曲線（除非另有說明，均以環境溫度為變數繪製）通常會說明順向電流與發光強度的關係、順向電壓隨溫度的變化，以及相對輻射功率與波長的關係（光譜分佈）。分析IV曲線有助於設計限流電路，而溫度遞減曲線對於確保在不同熱條件下的可靠性至關重要。光譜分佈曲線確認了以588 nm為中心的光輸出單色性質。
5. 機械與包裝資訊
5.1 封裝尺寸與極性
此LED符合標準EIA封裝外形。關鍵尺寸包括總長、寬和高。陰極通常由封裝上的視覺標記（例如凹口或綠色標記）來識別。規格書中提供了詳細的尺寸圖，所有尺寸單位為毫米，標準公差為±0.10 mm，除非另有規定。
5.2 載帶與捲盤規格
為配合自動化取放組裝，元件以壓紋載帶供應。載帶寬度為8 mm。元件裝入凹槽中，並用上蓋帶密封。它們被捲繞在直徑7英吋（178 mm）的捲盤上。每整捲包含3000個元件。對於少於整捲的數量，剩餘部分的最小包裝數量為500個。包裝符合ANSI/EIA 481-1-A-1994規範，載帶中最多允許連續缺失兩個元件。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊溫度曲線
提供了兩種建議的紅外線（IR）迴流焊溫度曲線：一種用於標準（錫鉛）焊料製程，另一種用於無鉛（Pb-free）焊料製程。無鉛曲線特別建議與SnAgCu焊膏搭配使用。這些曲線定義了關鍵參數，包括預熱溫度與時間、液相線以上時間、峰值溫度及冷卻速率。遵守這些曲線，特別是峰值溫度260°C持續5秒的限制，對於防止LED封裝和半導體晶片受到熱損壞至關重要。
6.2 清潔與儲存
若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。在常溫下將LED浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。未指定的化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡。關於儲存，LED應保存在不超過30°C和70%相對濕度的環境中。從原廠防潮袋中取出的元件應在一週內進行迴流焊接。若需在原包裝外長時間儲存，必須將其存放在帶有乾燥劑的密封容器中或氮氣環境中，並在組裝前進行烘烤程序（約60°C持續24小時）以去除吸收的水氣。
7. 應用建議
7.1 典型應用電路
LED是電流驅動元件。為了在驅動多個LED時確保亮度均勻，強烈建議為每個LED使用一個串聯限流電阻，如規格書中的電路模型A所示。不建議將多個LED直接並聯驅動於電壓源（電路模型B），因為個別LED順向電壓（Vf）特性的微小差異可能導致電流及亮度的顯著不同。串聯電阻能獨立穩定流經每個LED的電流。
7.2 靜電放電（ESD）防護
此LED對靜電放電敏感。ESD損壞可能表現為高反向漏電流、低順向電壓，或在低電流下無法發光。在處理和組裝過程中必須採取預防措施：人員應佩戴導電腕帶或防靜電手套；所有設備、工作站和儲物架必須妥善接地。可使用離子發生器來中和可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。檢查ESD損壞的方法包括檢查是否發光以及在低電流水平下量測Vf。
8. 設計考量與注意事項
本元件適用於一般電子設備。對於需要極高可靠性的應用，特別是故障可能危及生命或健康的應用（例如航空、醫療設備），需要事先諮詢。驅動方法必須遵守電流和功率的絕對最大額定值，並針對升高的環境溫度納入必要的遞減。若在接近最大額定值下操作，應考慮PCB上的熱管理。焊接墊佈局必須遵循建議的尺寸，以確保在迴流焊過程中正確的機械對位和焊點形成。
9. 技術介紹與趨勢
此LED採用AlInGaP技術，該技術以在產生紅、橙、黃光方面的高效率和穩定性而聞名。反向貼裝設計表示發光面位於安裝焊墊的對側，這對於需要側向發光的特定光學設計或空間受限的佈局可能具有優勢。SMD LED的趨勢持續朝向更高的發光效率（每電瓦產生更多光輸出）、透過更嚴格的分級改善顏色一致性，以及在惡劣環境條件下（包括無鉛組裝所需的高溫焊接曲線）增強可靠性發展。
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。 |