目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 特性
- 1.3 應用
- 2. 封裝尺寸與機械資訊
- 2.1 封裝外型
- 2.2 焊接圖案
- 3. 技術參數
- 3.1 25°C下的電氣/光學特性
- 3.2 絕對最大額定值
- 4. 分檔系統
- 4.1 順向電壓分檔
- 4.2 發光強度分檔
- 4.3 主波長分檔
- 5. 典型光學特性曲線
- 6. 包裝資訊
- 6.1 載帶與捲軸尺寸
- 6.2 標籤規格
- 6.3 防潮包裝
- 6.4 可靠性測試條件
- 6.5 失效標準
- 7. SMT迴焊焊接說明
- 7.1 迴焊曲線
- 7.2 烙鐵焊接與修復
- 7.3 注意事項
- 8. 操作注意事項
- 8.1 環境考量
- 8.2 熱設計
- 8.3 清潔
- 8.4 儲存條件
- 8.5 靜電防護
- 9. 應用設計考量
- 9.1 電路設計
- 9.2 熱管理
- 9.3 材料相容性
- 10. 工作原理
- 11. 技術比較
- 12. 常見技術問題
- 13. 實際應用案例
- 14. 發展趨勢
- 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
1.1 一般說明
此紅色LED採用AlGaInP技術，封裝於PLCC4封裝中，尺寸為3.50mm x 2.80mm x 1.85mm。它專為車內外照明設計，並符合AEC-Q101應力測試認證指南，適用於汽車級分立半導體。
1.2 特性
- PLCC4封裝
- 超廣視角：120度
- 適用於所有SMT組裝和焊接製程
- 提供編帶與捲軸包裝（2000顆/捲）
- 濕度敏感等級：2級
- 符合RoHS與REACH規範
- 基於AEC-Q101的汽車級認證
1.3 應用
車用照明：車內氛圍燈、車尾燈、煞車燈、方向燈及側邊標誌燈。
2. 封裝尺寸與機械資訊
2.1 封裝外型
LED封裝長度3.50mm，寬度2.80mm，高度1.85mm。俯視圖顯示極性標記指示陰極側。底視圖有四個焊接墊，按圖示排列。所有尺寸單位為毫米，公差±0.2mm，除非另有標註。
2.2 焊接圖案
建議的焊接墊佈局列於規格書（圖1-5）。整體佔地面積為4.60mm x 2.60mm。單一焊接墊尺寸為0.80mm x 0.70mm。正確的對位與焊墊設計可確保良好的焊接接點可靠性和熱傳導。
3. 技術參數
3.1 25°C下的電氣/光學特性
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 順向電壓 | VF | 2.0 | 2.3 | 2.6 | V |
| 逆向電流（VR=5V） | IR | - | - | 10 | µA |
| 發光強度（IF=50mA） | IV | 1800 | 2900 | 3500 | mcd |
| 主波長 | Wd | 617.5 | 621 | 625 | nm |
| 視角 | 2θ1/2 | - | 120 | - | 度 |
| 熱阻 | RthJ-S | - | - | 180 | °C/W |
3.2 絕對最大額定值
- 功率消耗：196 mW
- 順向電流：70 mA（峰值100 mA，1/10責任週期，10ms）
- 逆向電壓：5 V
- 靜電放電（HBM）：2000 V
- 工作溫度：-40 至 +100 °C
- 儲存溫度：-40 至 +100 °C
- 接面溫度：120 °C
4. 分檔系統
4.1 順向電壓分檔
在IF=50mA下，順向電壓分為以下檔位：C1（2.0-2.1V）、C2（2.1-2.2V）、D1（2.2-2.3V）、D2（2.3-2.4V）、E1（2.4-2.5V）、E2（2.5-2.6V）。
4.2 發光強度分檔
發光強度檔位：N1（1800-2300 mcd）、N2（2300-2800 mcd）、O1（2800-3500 mcd）。
4.3 主波長分檔
波長檔位：D2（617.5-620 nm）、E1（620-622.5 nm）、E2（622.5-625 nm）。
5. 典型光學特性曲線
規格書提供了25°C下的數條特性曲線。圖1-7顯示順向電壓與順向電流的關係：電流在閾值約2.0V後指數上升。圖1-8顯示相對強度與順向電流的關係：強度隨電流增加至70mA。圖1-9顯示焊接溫度與相對強度的關係：在100°C時強度降至約80%。圖1-10顯示焊接溫度與順向電流降額的關係：最大電流從25°C的70mA降至100°C的約40mA。圖1-11顯示順向電壓隨溫度下降（約-2mV/°C）。圖1-12為120°視角的輻射模式。圖1-13顯示主波長隨電流略增（約2nm偏移）。圖1-14顯示中心波長為621nm的光譜。
6. 包裝資訊
6.1 載帶與捲軸尺寸
LED包裝於載帶中，尺寸如圖2-1所示。捲軸直徑330mm，輪轂直徑100mm，寬度8.0mm。每捲數量為2000顆。
6.2 標籤規格
每個捲軸上貼有標籤，標明零件編號、規格編號、批號、分檔代碼（光通量、色度、順向電壓、波長）、數量和日期碼。
6.3 防潮包裝
捲軸密封於防潮袋內，附有乾燥劑和濕度指示卡。濕度敏感等級為2級，符合JEDEC標準。
6.4 可靠性測試條件
依據JEDEC標準的可靠性測試包括：MSL2預處理（85°C/60%RH，168小時）、熱衝擊（-40°C至125°C，1000次循環）、壽命測試（100°C，50mA，1000小時）以及高溫高濕（85°C/85%RH，50mA，1000小時）。允收標準：0/1。
6.5 失效標準
可靠性測試中，失效定義為：順向電壓 > 規格上限的1.1倍、逆向電流 > 規格上限的2倍、光通量<低於規格下限之0.7倍。
7. SMT迴焊焊接說明
7.1 迴焊曲線
典型的無鉛迴焊曲線：預熱從150°C至200°C，持續60-120秒；以最大3°C/s升溫至217°C；高於217°C的時間最多60秒；峰值溫度260°C，最多10秒。冷卻降溫最大6°C/s。從25°C至峰值的總時間最長8分鐘。僅允許兩次迴焊。若兩次迴焊間隔超過24小時，則需進行烘烤。
7.2 烙鐵焊接與修復
手動焊接：溫度<300°C，時間<3秒，僅一次。應避免修復；若有需要，請使用雙頭烙鐵以避免損壞。
7.3 注意事項
焊接時請勿對矽膠透鏡施加壓力。避免安裝於翹曲的PCB上。迴焊後請勿施加機械應力或快速冷卻。
8. 操作注意事項
8.1 環境考量
工作環境與接觸材料中的硫含量必須低於100 ppm。溴單一含量低於900 ppm，氯低於900 ppm，總滷素低於1500 ppm。治具產生的揮發性有機物可能使矽膠變色；請僅使用經過測試的相容材料。
8.2 熱設計
適當的熱管理至關重要。熱量會降低發光效率並使顏色偏移。接面溫度不得超過120°C。請使用足夠的PCB銅箔面積或散熱片。
8.3 清潔
建議使用異丙醇進行清潔。不建議超音波清洗。確保溶劑不會侵蝕矽膠封裝。
8.4 儲存條件
開封前：儲存於<30°C，<75% RH，最多一年。開封後：<30°C，<60% RH，24小時內使用。若超過時限，請在60±5°C下烘烤超過24小時。
8.5 靜電防護
此LED對靜電敏感（2000V HBM）。請採取適當的靜電防護措施：接地腕帶、離子風扇及導電工作台。
9. 應用設計考量
9.1 電路設計
每個LED應搭配限流電阻驅動，使電流保持在70 mA以下。順向電壓會隨溫度和分檔而變化；請考慮最差情況的VF。避免逆向電壓。
9.2 熱管理
設計PCB以從LED焊接點散熱。使用熱導孔和銅平面有助於散熱。請遵循降額曲線（圖1-10）來確定實際工作溫度下的最大電流。
9.3 材料相容性
使用免清洗助焊劑，並避免使用會侵蝕矽膠的化學物質。確保治具材料不含高硫或高滷素。
10. 工作原理
AlGaInP（鋁鎵銦磷）是一種直接能隙半導體材料，用於高效率紅色LED。在順向偏壓下，電子與電洞在主動區複合，發射能量對應於能隙的光子。主波長621nm對應深紅色。PLCC4封裝容納LED晶片並提供電氣連接和機械保護。
11. 技術比較
與GaAsP或GaP紅色LED相比，AlGaInP LED提供更高的發光效率（可達100 lm/W以上）、更佳的溫度穩定性及更長的使用壽命。AEC-Q101認證確保在嚴苛汽車環境下的可靠性，使其優於商業級LED。
12. 常見技術問題
問：典型順向電壓是多少？
答：在50 mA下為2.3 V，但分檔範圍為2.0-2.6 V。
問：可以連續以70 mA驅動嗎？
答：可以，但需有足夠散熱；確保接面溫度<不超過120°C。
問：主波長的容差是多少？
答：±2.25 nm（最小值617.5至最大值625）。
問：可以進行幾次迴焊？
答：最多兩次。
13. 實際應用案例
考慮一個車尾燈使用20顆此LED，配置為兩串並聯，每串10顆串聯。每串由一個串聯電阻驅動，電流為50 mA。採用鋁基PCB及熱導孔確保有效散熱。廣視角提供均勻照明。LED以共形塗層密封以防潮。此設計滿足汽車對亮度和可靠性的要求。
14. 發展趨勢
汽車LED產業正朝向更高效率、更小封裝及更高工作溫度發展。晶片級封裝與覆晶技術正在興起。驅動電流可能隨著熱管理的改善而增加。PLCC4封裝因其堅固性和易於組裝而仍受歡迎。符合AEC-Q101等汽車標準已成為強制要求。
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。 |