白光 LED 3.5x2.8x1.84mm，3.1V，30mA，91mW - PLCC2 封裝規格

1. 產品概述

此款白光LED採用藍光晶片搭配螢光粉封裝以產生白光，並以緊湊的PLCC2封裝形式提供，尺寸為3.50mm x 2.80mm x 1.84mm（長 x 寬 x 高）。該元件專為一般照明應用設計，特別適用於車內照明與開關，並符合車用級分立半導體的AEC-Q101應力測試認證規範。主要特點包括極寬的視角、適用於所有SMT組裝與焊接製程，以及提供捲帶包裝。其濕度敏感等級依據JEDEC標準為Level 2，且元件符合RoHS與REACH法規要求。

2. 技術參數分析

2.1 Optical & Electrical Characteristics (Ts=25°C)

在3mA測試電流下，順向電壓 (VF) 範圍為2.5V至3.1V，典型值約在2.7V至3.1V之間。在VR=5V時，逆向電流 (IR) 最大值為10 µA，確保低漏電。在3mA下的發光強度 (IV) 介於23 mcd至53 mcd之間，視分 bin 而定。視角 (2θ1/2) 典型值為120度，提供寬廣的光線散射。從接面到焊點的熱阻 (RTHJ-S) 額定最大值為300 °C/W。

2.2 絕對最大額定值

該元件可承受高達91 mW的功率耗散 (PD)。最大順向連續電流為30 mA，而峰值順向電流 (1/10 工作週期，10ms脈衝) 可達100 mA。逆向電壓限制為5V。靜電放電承受能力 (HBM) 為2000V。操作與儲存溫度範圍皆為 -40°C 至 +100°C，接面溫度最大值為120°C。設計者必須確保功率耗散不超過絕對最大額定值，並應使用適當的電阻器限制電流，以防止熱失控。

3. 分級系統

3.1 順向電壓與發光強度分檔 (IF=3mA)

LED 會根據順向電壓與發光強度進行分級。電壓分級包含 E2（2.5-2.6V）、F1（2.6-2.7V）、F2（2.7-2.8V）、G1（2.8-2.9V）、G2（2.9-3.0V）、H1（3.0-3.1V）。發光強度分級則為 C20（23-28 mcd）、D10（28-35 mcd）、D20（35-43 mcd）、E10（43-53 mcd）。此分級方式讓客戶能根據特定應用，選用電氣與光學特性一致的 LED。

3.2 色度分檔

LED 也會根據 CIE 1931（x,y）色度座標進行分級。主要定義了四個分級：M02、M03、P02、P03。每個分級在色度圖中皆有一個矩形區域，以確保色彩一致性。例如，M02 涵蓋 x=0.2766-0.2866、y=0.2397-0.2477；M03 涵蓋 x=0.2857-0.2957、y=0.2557-0.2637；P02 涵蓋 x=0.2674-0.2820、y=0.2317-0.2397；P03 涵蓋 x=0.2766-0.2911、y=0.2477-0.2557。這些分級對應於相關色溫落在暖白到自然白範圍內的白光。

4. 性能曲線分析

4.1 順向電壓 vs. 順向電流 (IV 曲線)

典型的順向電壓與順向電流特性（圖1-7）呈現指數增長：在2.5V時電流趨近於零，升至2.7V時約為5mA，2.9V時約為15mA，3.1V時則達到30mA。此曲線對驅動電路設計至關重要，因為微小的電壓變化會導致大幅度的電流變動。建議串聯電阻以進行電流調節。

4.2 相對強度與順向電流之關係

相對發光強度隨順向電流呈次線性增加（圖1-8）。在3mA時，強度約為100%；在1mA時，強度降至約40%；在5mA時，強度則達到約170%。在較高電流下操作可提升亮度，但也會產生更多熱量，因此熱管理至關重要。

4.3 溫度相依性

圖1-9至1-11顯示了焊接溫度（Ts）對性能的影響。相對發光強度隨溫度升高而略微下降：在100°C時，強度降至約25°C時的90%。最大順向電流必須隨溫度升高而降低額定值。順向電壓也隨溫度下降（約-2mV/°C），這會影響功耗。溫度引起的色偏（圖1-13）顯示色度圖上有輕微移動；從25°C到105°C，x座標增加約0.005，y座標減少約0.005。

4.4 輻射場型

輻射圖（圖1-12）顯示出近乎朗伯發射模式，相對強度在約±60°時降至50%，確認了120°的視角。這種寬廣的分佈非常適合需要在大面積上提供均勻照明的應用。

4.5 光譜

光譜（圖1-14）顯示出InGaN晶片在450nm附近的藍光峰值，以及螢光粉在550nm附近的寬廣黃光峰值，從而產生白光發射。光譜分佈涵蓋400-700nm。

5. Mechanical & Packaging Information

5.1 封裝尺寸

LED封裝長3.50mm、寬2.80mm、高1.84mm（俯視圖）。底部視圖顯示中央陽極焊墊（2.50mm x 2.18mm）和陰極焊墊（0.75mm x 2.00mm）。封裝上標有極性標記。建議的焊接圖案（焊盤圖案）尺寸為：陰極2.40mm x 1.25mm，整體4.45mm x 2.40mm。除非另有說明，公差為±0.2mm。

5.2 捲帶包裝

LED 採用間距 8mm 的載帶包裝，每捲 2000 顆。捲盤尺寸：直徑 178±1mm，寬度 60±1mm，輪轂直徑 13.0±0.5mm。載帶具有極性標記與上蓋帶。標籤內容包含料號、規格編號、批號、分 bin 代碼、光通量（或亮度）、色度 bin、順向電壓、波長代碼、數量與日期代碼。

5.3 防潮包裝

The reels are placed in moisture barrier bags with a humidity indicator and desiccant. After opening, LEDs should be used within 24 hours if stored at ≤30°C/≤60%RH. If storage exceeds recommended time, baking at 60±5°C for >24 hours is required.

6. 焊接指南

6.1 迴流焊溫度曲線

建議的迴流焊曲線（圖 3-1、表 3-1）規定：平均升溫速率 ≤3°C/s；預熱區從 150°C 至 200°C，持續 60-120 秒；高於 217°C (TL) 的時間最長 60 秒；峰值溫度 (TP) 260°C，最長 10 秒；冷卻速率 ≤6°C/s。從 25°C 升至峰值的總時間最長 8 分鐘。僅允許兩次迴流焊循環；若兩次循環間隔超過 24 小時，則在第二次迴流焊前需進行烘烤。

6.2 手焊與維修

Hand soldering: iron temperature <300°C, time <3s, one time only. Repair after reflow is not recommended, but if necessary, use a double-head iron. Avoid mechanical stress on the silicone encapsulant during heating.

6.3 特殊考量

LED 封裝體為矽膠材質，質地柔軟。在取放過程中，應避免對頂部表面施加過大壓力。請勿安裝於翹曲的 PCB 上，亦不可在焊接後彎曲電路板。冷卻期間請勿施加外力或震動。迴流焊後不允許快速冷卻。

7. Ordering & Storage Information

7.1 包裝數量

標準包裝數量為每捲2000件。若為較大數量，則將捲盤裝入紙箱中。標籤格式依照資料表所示。

7.2 儲存條件

Unopened moisture barrier bags: temperature ≤30°C, humidity ≤75%, shelf life 1 year from date of manufacture. After opening: recommended use within 24 hours at ≤30°C/≤60%RH. If not used within 24 hours, bake at 60±5°C for >24 hours before use. The desiccant should remain blue; if it has faded, baking is required.

8. 應用建議

8.1 典型應用

這款白光LED非常適合車內照明應用，例如車頂燈、地圖燈、氛圍燈以及儀表板背光。它也適用於汽車和消費性電子產品中的開關與指示燈。寬廣的發光角度與緊湊的尺寸，使其在空間受限的設計中極具靈活性。

8.2 設計考量

Thermal management is critical: a proper PCB pad and heat sink should be used to keep junction temperature ≤120°C. Use current-limiting resistors; do not exceed 30mA continuous forward current. For pulse applications, limit peak current to 100mA with 10% duty cycle. ESD protection measures are required as the device can be damaged by discharges >2000V (HBM). Avoid exposing the LED to environments with sulfur >100ppm or halogens (Br<900ppm, Cl<900ppm, total <1500ppm) to prevent corrosion or discoloration. Cleaning is recommended with isopropyl alcohol; ultrasonic cleaning may damage the LED.

9. 技術比較

與同類型的PLCC2白光LED相比，此元件具備AEC-Q101認證，確保了汽車應用的可靠性。寬廣的發光角度（120°）比窄角度LED提供更好的光線分佈。電壓、亮度與顏色的分檔選項，可實現嚴格的公差匹配。最高工作溫度（環境）100°C與接面溫度120°C具有競爭力。然而，其相對較低的發光強度（在3mA下最大53mcd）可能需要多個元件才能滿足更高的亮度需求。其封裝高度為1.84mm，比某些超薄LED略高，但仍適用於大多數設計。

10. 常見問題

問：我能否直接以3.3V電源驅動此LED？
答：不能直接驅動；必須使用串聯電阻。在3.3V下，順向電壓可能低至2.5V，導致電流過大。計算電阻值：R = (電源電壓 - 順向電壓) / 電流。以30mA為例，假設VF=2.7V，則R = (3.3-2.7)/0.03 = 20Ω。選用最接近的標準值，並檢查功率消耗。

問：典型的色溫是多少？
答：根據色度分檔，色溫範圍約在3000K至5000K之間，視分檔而定。例如，M02與M03分檔對應暖白光，而P02與P03則稍冷。確切的CCT可透過近似公式從xy座標計算得出。

問：如何處理多顆LED的串聯或並聯？
答：串聯時，順向電壓會累加；請確保總電壓足夠。並聯分支中，每顆LED應有其專屬的串聯電阻以平衡電流。同時必須考慮熱分佈。

問：此LED是否適合戶外使用？
答：工作溫度範圍為-40至+100°C，涵蓋大多數室內與車用環境。然而，其封裝未經抗紫外線處理，若直接暴露於陽光下可能產生劣化。用於戶外應用時，可能需要額外防護（例如共形塗層）。

11. 實際使用範例

範例 1：車用頂燈
車內頂燈需要均勻照明。使用 6 顆此類白光 LED 以圓形陣列排列，每顆以 20mA 驅動，即可為車內照明提供足夠亮度。寬廣的發光視角確保無暗區。可加裝透鏡進一步擴散光線。這些 LED 焊接在鋁基 PCB 上以利散熱。

範例 2：按鍵背光照明
對於開關，將一顆 LED 置於按鍵後方。在 3mA 電流下工作，可提供約 30mcd 的亮度，足以作為小型指示燈。此 LED 以表面貼焊方式安裝於 PCB 上，並透過導光管將光線導引至按鍵。低電流可將發熱量降至最低。

12. 運作原理

白光 LED 基於螢光粉轉換原理工作。一顆藍光 InGaN/GaN LED 晶片發出約 450nm 的藍光。此藍光激發發出黃光的螢光粉（通常是 YAG:Ce），該螢光粉將部分藍光向下轉換為寬頻帶的黃光發射。剩餘的藍光與黃光混合後，人眼即感知為白光。確切的色溫由螢光粉的組成與濃度決定。LED 由順向電流驅動，將電子與電洞注入主動區，並透過複合產生光子。

13. 發展趨勢

車用與一般照明領域的白光LED，其發展趨勢朝向更高的發光效率（lm/W）與更佳的演色性。此款PLCC2封裝的未來版本，可能會採用具有更窄發射頻譜的高效率螢光粉，以實現更高的發光效率與更優異的色彩品質。此外，預期將與智慧驅動及可調色系統進行整合。AEC-Q101認證顯示了在嚴苛環境下追求更高可靠性的趨勢。微型化持續推進，更薄的封裝與更小的佔位面積相繼出現。然而，隨著功率密度的提升，熱管理仍是一項關鍵挑戰。