Table of Contents
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 功能特色
- 1.3 應用範圍
- 2. 技術參數
- 2.1 電氣與光學特性
- 2.2 絕對最大額定值
- 2.3 分檔系統
- 3. 性能曲線
- 3.1 順向電壓 vs 順向電流
- 3.2 順向電流 vs 相對強度
- 3.3 接腳溫度 vs 相對強度
- 3.4 接腳溫度 vs 順向電流
- 3.5 順向電流與主波長之關係
- 3.6 相對強度與波長之關係
- 3.7 輻射特性
- 4. 機械與封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 載帶與捲盤尺寸
- 4.3 標籤與標記
- 5. 包裝與防潮保護
- 5.1 防潮包裝
- 5.2 紙箱
- 6. 焊接指南
- 6.1 迴流焊接曲線
- 6.2 手工焊接與維修
- 6.3 注意事項
- 7. 處理與儲存
- 7.1 靜電放電敏感度
- 7.2 化學相容性
- 7.3 儲存條件
- 8. 可靠性測試
- 8.1 測試項目與條件
- 8.2 失效判定準則
- 9. 應用說明與設計考量
- 9.1 電路設計
- 9.2 熱管理
- 10. 比較與市場趨勢
- LED 規格術語
- 光電性能
- 電氣參數
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 產品概述
1.1 一般說明
此彩色LED採用藍色晶片製成。封裝尺寸:2.0mm x 1.25mm x 0.7mm。專為表面貼裝技術設計,並提供寬廣的視角。此LED能發出穩定的藍光,具有高可靠性。
1.2 功能特色
- 極寬廣的視角(典型值140°)
- 適用於所有SMT組裝與焊接製程
- 濕度敏感等級:第3級 (MSL 3)
- 符合RoHS規範,不含危害物質
1.3 應用範圍
- 光學指示器
- 開關與符號顯示
- 廣泛應用於各種電子設備
2. 技術參數
2.1 電氣與光學特性
所有測量均在 Ts=25°C、IF=20mA 條件下進行,除非另有說明。
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 光譜半頻寬 | Δλ | – | 15 | – | nm |
| 順向電壓 (G1) | VF | 2.8 | – | 2.9 | V |
| 順向電壓 (G2) | VF | 2.9 | – | 3.0 | V |
| 順向電壓 (H1) | VF | 3.0 | – | 3.1 | V |
| 順向電壓 (H2) | VF | 3.1 | – | 3.2 | V |
| 順向電壓 (I1) | VF | 3.2 | – | 3.3 | V |
| 順向電壓 (I2) | VF | 3.3 | – | 3.4 | V |
| 順向電壓 (J1) | VF | 3.4 | – | 3.5 | V |
| 主波長 (D10) | λD | 465.0 | – | 467.5 | nm |
| 主波長 (D20) | λD | 467.5 | – | 470.0 | nm |
| 主波長 (E10) | λD | 470.0 | – | 472.5 | nm |
| 主波長 (E20) | λD | 472.5 | – | 475.0 | nm |
| 發光強度 (1AP) | IV | 90 | – | 120 | mcd |
| 發光強度 (G20) | IV | 120 | – | 150 | mcd |
| 發光強度 (1AW) | IV | 150 | – | 200 | mcd |
| 視角 (2θ1/2) | 2θ1/2 | – | 140 | – | deg |
| 反向電流 (VR=5V) | IR | – | – | 10 | μA |
| 熱阻 | RTHJ-S | – | – | 450 | °C/W |
注意:電壓分檔 G1–J1、波長分檔 D10–E20 與亮度分檔 1AP–1AW 可依應用需求選用。量測公差:VF ±0.1V、λD ±2nm、IV ±10%。
2.2 絕對最大額定值
| 參數 | 符號 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率消耗 | Pd | 70 | mW |
| 順向電流 | IF | 20 | mA |
| 峰值順向電流(1/10 工作週期,0.1ms 脈衝) | IFP | 60 | mA |
| 靜電放電(HBM) | ESD | 1000 | V |
| 工作溫度 | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| 儲存溫度 | Tstg | -40 ~ +85 | °C |
| 接面溫度 | Tj | 95 | °C |
即使瞬間也不得超過這些額定值。操作超出絕對最大額定值可能導致永久性損壞。
2.3 分檔系統
LED 依順向電壓、主波長與發光強度進行分級。電壓級距範圍為 2.8V 至 3.5V,以 0.1V 為間隔。波長級距涵蓋 465.0–475.0nm,以 2.5nm 遞增。強度級距提供三個等級,範圍從 90 至 200mcd。此分級方式確保產品一致性,並讓客戶能為其設計選定所需的精確效能。
3. 性能曲線
3.1 順向電壓 vs 順向電流
I-V 特性曲線顯示,當電壓從 0 上升至約 3.3V 時,順向電流從 0 到 30mA 呈現近乎線性的增加。在典型的 20mA 工作點下,順向電壓約為 3.0–3.3V,具體數值取決於 bin 分類。
3.2 順向電流 vs 相對強度
相對強度隨順向電流增加而上升,並在較高電流時趨近飽和。在 20mA 時,相對強度約為 1.0(歸一化值)。
3.3 接腳溫度 vs 相對強度
隨著接腳溫度從25°C上升到100°C,相對強度會降低約20–30%。熱管理對於維持穩定的光輸出非常重要。
3.4 接腳溫度 vs 順向電流
最大允許順向電流會隨著接腳溫度升高而遞減。在85°C時,建議降低電流以防止過熱。
3.5 順向電流與主波長之關係
主波長會隨著順向電流而略微偏移。在0–30mA範圍內,變化小於2nm,顯示出良好的波長穩定性。
3.6 相對強度與波長之關係
光譜分佈峰值約在470nm,半頻寬為15nm。發射光位於藍光區域,為典型的InGaN晶片特性。
3.7 輻射特性
輻射圖案近似朗伯分佈,具有140°的寬視角(半高全寬)。這使得該LED適用於需要大範圍照明的應用。
4. 機械與封裝資訊
4.1 封裝尺寸
封裝尺寸為2.0mm x 1.25mm x 0.7mm(長x寬x高)。俯視圖顯示一個帶有兩個角落倒角的矩形本體。底視圖顯示兩個電極:焊墊1(陰極)和焊墊2(陽極)。建議的焊接圖案包含一個尺寸為1.4mm x 0.8mm的中央散熱焊墊。除非另有標註,所有尺寸公差均為±0.2mm。
4.2 載帶與捲盤尺寸
LED 封裝於寬度 8.0mm、間距 4.0mm、腔深 1.42mm 的載帶中,載帶上包含極性標記。捲盤尺寸:外徑 178±1mm,輪轂直徑 60±1mm,心軸孔 13.0±0.5mm,載帶寬度 8.0±0.1mm。每盤可容納 4000 顆。
4.3 標籤與標記
捲盤上的標籤包含料號、規格號碼、批號、分 bin 代碼(針對光通量、色度、順向電壓、波長)、數量及日期代碼,以確保完整可追溯性。
5. 包裝與防潮保護
5.1 防潮包裝
每個捲盤均置於含乾燥劑的防潮袋中,並進行真空密封與標示。開封前儲存條件:≤30°C、≤75% RH,保存期限為密封日起一年。開封後:≤30°C、≤60% RH,需於168小時內使用完畢。若超過時限,則需在60±5°C下烘烤≥24小時。
5.2 紙箱
多個捲盤包裝於堅固的紙箱中以利運輸,箱體標示產品資訊與操作說明。
6. 焊接指南
6.1 迴流焊接曲線
建議迴流焊曲線:從25°C至預熱階段的升溫速率≤3°C/s。預熱區間150°C至200°C,持續60–120秒。高於217°C (TL) 的時間:60–150秒。峰值溫度 (TP):260°C,峰值停留時間最長10秒。冷卻速率≤6°C/s。從25°C至峰值的總時間:≤8分鐘。迴流焊接不得超過兩次,且兩次迴流之間隔應在24小時內,以避免濕氣損害。
6.2 手工焊接與維修
若需進行手工焊接,請使用溫度≤300°C的烙鐵,接觸時間≤3秒,且僅允許焊接一次。進行修補時,建議使用雙頭烙鐵;並預先確認修補作業不會影響LED特性。
6.3 注意事項
請勿將LED安裝於翹曲的PCB上。焊接完成後,應避免彎曲電路板。冷卻過程中請勿施加機械力或震動,並避免焊接後快速冷卻。
7. 處理與儲存
7.1 靜電放電敏感度
此LED為靜電敏感元件(HBM 1000V)。在操作、組裝及儲存過程中,必須採取適當的靜電防護措施。請使用接地工作檯、靜電手環及導電容器。
7.2 化學相容性
LED不應暴露於硫含量超過100ppm的環境中。周圍材料中的溴與氯含量必須各別≤900ppm,且總含量≤1500ppm。揮發性有機化合物(VOCs)可能導致矽膠封裝變色;請避免使用會釋出有機蒸氣的黏著劑。清潔時建議使用異丙醇。超音波清洗可能損壞LED,應避免使用。
7.3 儲存條件
Store in original moisture barrier bag until use. If bag is damaged or expired, bake before use. Recommended baking: 60±5°C for >24 hours.
8. 可靠性測試
8.1 測試項目與條件
該LED已通過以下條件驗證:
- 迴流焊(JESD22-B106):最高260°C,持續10秒,2次,22個樣本,允收/拒收標準為0/1。
- 溫度循環(JESD22-A104):-40°C(30分鐘)↔ 100°C(30分鐘),轉換時間5分鐘,共100個循環。
- 熱衝擊(JESD22-A106):-40°C(15分鐘)↔ 100°C(15分鐘),共300個循環。
- 高溫儲存(JESD22-A103):100°C,持續1000小時。
- 低溫儲存 (JESD22-A119):-40°C,1000 小時。
- 壽命測試 (JESD22-A108):Ta=25°C,IF=20mA,1000 小時。
所有測試皆通過,22 個樣本中無任何失效。
8.2 失效判定準則
After reliability tests, the device is considered failed if: VF > U.S.L × 1.1, IR > U.S.L × 2.0, or luminous flux < L.S.L × 0.7. U.S.L and L.S.L refer to the upper and lower specification limits defined in the datasheet.
9. 應用說明與設計考量
9.1 電路設計
為確保可靠運作,通過每個LED的電流不得超過20mA。必須使用串聯電阻來限制電流;電壓的微小變化可能導致電流大幅波動。對於並聯的多個LED,建議使用均流電阻或匹配的bin級。應加入反向電壓保護以防止損壞。
9.2 熱管理
產生的熱量會降低光輸出並改變顏色。接面溫度必須保持在95°C以下。PCB設計應包含足夠的銅箔面積以利散熱。熱阻(接面至焊點)最大值為450°C/W。
10. 比較與市場趨勢
此LED提供寬達140°的視角與多種bin級選擇,使其適用於需要一致色彩與亮度的指示燈與顯示應用。與同類2.0x1.25mm封裝相比,其低熱阻(450°C/W)極具競爭力。業界趨勢正朝向更小封裝、更高效率與更嚴格的bin級分選發展。本產品透過提供緊湊的佔位面積、高可靠性與嚴格的參數控制,順應了這些趨勢。
LED 規格術語
LED技術術語完整說明
光電性能
| 術語 | 單位/表示方式 | 簡易說明 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(每瓦流明) | 每瓦電力的光輸出,數值越高代表越節能。 | 直接決定能效等級與電費成本。 |
| 光通量 | lm (lumens) | 光源發出的總光量,通常稱為「亮度」。 | 判斷光線是否足夠明亮。 |
| 視角 | ° (度),例如 120° | 光強度衰減至一半時的角度,決定光束寬度。 | 影響照明範圍與均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (克爾文),例如:2700K/6500K | 光線的暖冷感,數值越低偏黃/暖,越高偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 物體色彩還原能力,Ra≥80 為良好。 | 影響色彩真實性,適用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam 橢圓階數,例如「5-step」 | 色彩一致性指標,階數越小代表色彩越一致。 | 確保同一批LED的顏色均勻一致。 |
| 主波長 | nm(奈米),例如:620nm(紅色) | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅、黃、綠單色LED的色調。 |
| 光譜分佈 | 波長與強度曲線 | 顯示各波長下的強度分佈。 | 影響色彩演繹與品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓 | Vf | 點亮LED所需的最低電壓,類似「啟動門檻」。 | 驅動器電壓必須≥Vf,串聯LED時電壓會疊加。 |
| 順向電流 | If | LED正常運作時的電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間可承受的峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED 可承受的最大反向電壓,超過可能導致擊穿。 | 電路必須防止反接或電壓突波。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 從晶片到焊點的熱傳導阻抗,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強的散熱措施。 |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | 耐受靜電放電的能力,數值越高代表越不易受損。 | 生產過程中需採取防靜電措施,尤其針對敏感型LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部的實際運作溫度。 | 每降低10°C可能使壽命延長一倍;溫度過高會導致光衰、色偏。 |
| 流明衰減 | L70 / L80 (小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需的時間。 | 直接定義LED的「使用壽命」。 |
| 流明維持率 | %(例如70%) | 經過一段時間後仍保留的亮度百分比。 | 表示長期使用下的亮度保持能力。 |
| 色偏 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用期間內的色彩變化程度。 | 影響照明場景中的色彩一致性。 |
| 熱老化 | 材料劣化 | 長期高溫導致的劣化。 | 可能導致亮度衰減、色偏或開路失效。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片的外殼材料,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性佳、成本低;陶瓷:散熱更好、壽命更長。 |
| 晶片結構 | 正面、覆晶 | 晶片電極排列。 | 覆晶:散熱更佳、效率更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋藍光晶片,將部分光轉換為黃光/紅光,混合後形成白光。 | 不同的螢光粉會影響效率、色溫(CCT)與演色性指數(CRI)。 |
| 透鏡/光學元件 | 平面、微透鏡、TIR | 控制光線分佈的表面光學結構。 | 決定視角與光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分檔內容 | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼,例如:2G、2H | 按亮度分組,每組有最低/最高流明值。 | 確保同一批次的亮度均勻。 |
| 電壓分檔 | 代碼,例如:6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 促進駕駛員配對,提升系統效率。 |
| 色域分級 | 5-step MacAdam ellipse | 依據色坐標分組,確保範圍緊湊。 | 保證色彩一致性,避免燈具內出現色差。 |
| CCT 分級 | 2700K、3000K 等 | 按CCT分組,每組皆有對應的座標範圍。 | 滿足不同場景的CCT需求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫下進行長時間點亮,記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命(搭配TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的使用壽命。 | 提供科學化的壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 業界公認的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保不含鉛、汞等有害物質。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效率認證 | 照明設備的能源效率與性能認證。 | 應用於政府採購與補助計畫,有助提升競爭力。 |