目錄
1. 產品概述
本文件提供一款高亮度側發光表面黏著元件（SMD）LED的完整技術資料。此元件採用先進的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體晶片以產生黃光輸出。其設計與現代自動化組裝製程相容，包括取放設備與紅外線迴焊，適用於大量生產。元件以8mm載帶包裝，捲繞於7英吋直徑的捲盤上，符合EIA標準包裝規範，以利高效處理。
2. 技術規格
2.1 絕對最大額定值
為防止永久性損壞，不得在下列限制之外操作本元件。所有額定值均在環境溫度（Ta）25°C下指定。
- 功率消耗（Pd）：75 mW
- 峰值順向電流（IFP）：80 mA（於脈衝條件下：1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）
- 連續順向電流（IF）：30 mA DC
- 逆向電壓（VR）：5 V
- 操作溫度範圍：-30°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C
- 紅外線迴焊條件：最高峰值溫度260°C，持續10秒。
2.2 電氣與光學特性
下列參數定義了LED在標準測試條件下的典型性能（除非註明，Ta=25°C，IF=20mA）。
- 發光強度（Iv）：28.0 mcd（最小值），80.0 mcd（典型值）。使用近似CIE明視覺響應曲線的感測器/濾波器量測。
- 視角（2θ1/2）：130度。此為發光強度降至軸向（中心）值一半時的全角。
- 峰值發射波長（λP）：588 nm。
- 主波長（λd）：587 nm。此為人眼感知、定義顏色的單一波長，由CIE色度圖計算得出。
- 光譜線半寬度（Δλ）：15 nm。此表示發射光的光譜純度。
- 順向電壓（VF）：2.0 V（最小值），2.4 V（典型值）。
- 逆向電流（IR）：10 μA（最大值），於VR = 5V時。
3. 分級系統
LED的發光強度被分選至特定級別以確保一致性。級別代碼是產品識別的一部分。每個強度級別的容差為 +/- 15%。
- 級別代碼 N：28.0 mcd（最小值）至 45.0 mcd（最大值）
- 級別代碼 P：45.0 mcd（最小值）至 71.0 mcd（最大值）
- 級別代碼 Q：71.0 mcd（最小值）至 112.0 mcd（最大值）
- 級別代碼 R：112.0 mcd（最小值）至 180.0 mcd（最大值）
4. 機械與包裝資訊
4.1 封裝尺寸
此LED採用側發光封裝設計。規格書中提供詳細的機械圖面，所有尺寸均以毫米為單位。除非另有說明，公差通常為±0.10 mm。透鏡為水清色。
4.2 建議焊墊佈局與方向
規格書包含建議的焊墊圖案（焊墊尺寸）供PCB設計使用，以確保可靠的焊點與正確對位。提供清晰的建議焊接方向標示，以協助自動化組裝與極性識別。
4.3 載帶與捲盤規格
元件以壓紋載帶供應，並以封蓋膠帶密封。
- 載帶寬度：8 mm
- 捲盤直徑：7 英吋
- 每捲數量：4000 顆
- 最小訂購量（針對餘料）：500 顆
- 包裝符合ANSI/EIA-481規範。
5. 組裝與操作指南
5.1 焊接製程
此LED與紅外線（IR）迴焊製程相容，這對於無鉛組裝至關重要。提供建議的迴焊溫度曲線，通常遵循JEDEC標準。
- 迴焊：
- 預熱溫度：150–200°C
- 預熱時間：最長 120 秒
- 峰值溫度：最高 260°C
- 峰值時間：最長 10 秒（最多允許兩次迴焊循環）。
- 手動焊接（如必要）：
- 烙鐵溫度：最高 300°C
- 焊接時間：最長 3 秒（僅限一次）。
注意：最佳溫度曲線取決於特定的PCB設計、錫膏與迴焊爐。建議針對特定應用進行製程特性分析。
5.2 清潔
若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑，以避免損壞LED封裝。可接受的方法包括：
- 於常溫下浸入乙醇或異丙醇中。
- 浸泡時間應少於一分鐘。
- 不得使用未指定的化學液體。
5.3 儲存條件
正確的儲存對於維持可焊性與元件可靠性至關重要。
- 密封原包裝：儲存於≤30°C且≤90%相對濕度（RH）環境。當含有乾燥劑的防潮袋完好時，元件應在一年內使用。
- 已開封包裝 / 散裝元件：儲存於≤30°C且≤60% RH環境。建議在開封後一週內完成IR迴焊製程。
- 長期儲存（離開原包裝袋）：儲存於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。
- 烘烤：若元件暴露於環境條件下超過一週，應在組裝前以約60°C烘烤至少20小時，以去除濕氣並防止迴焊時發生"爆米花效應"。
5.4 靜電放電（ESD）注意事項
LED對靜電與電壓突波敏感。為防止ESD損壞：
- 操作時使用接地腕帶或防靜電手套。
- 確保所有工作站、工具與設備妥善接地。
6. 應用資訊
6.1 預期用途
此LED設計用於標準電子設備，包括辦公室自動化設備、通訊設備與家用電器。其側面發光特性使其適用於需要在PCB側邊進行邊緣照明或狀態指示的應用。
6.2 設計考量
- 限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器，將順向電流限制在建議的20mA（或更低）以進行連續操作。超過絕對最大額定值將降低性能並縮短使用壽命。
- 熱管理：雖然功率消耗低，但確保足夠的PCB銅箔面積或散熱孔有助於管理熱量，特別是在高環境溫度或接近最大額定值驅動的情況下。
- 極性：請依照機械圖面所示的陽極/陰極方向，以確保正常運作。
7. 技術深入探討
7.1 AlInGaP技術
採用AlInGaP晶片是此LED性能的關鍵因素。相較於GaAsP等舊技術，AlInGaP材料在紅、橙、琥珀與黃光波長區域具有高效率。這使得其在驅動電流與溫度變化下，能提供更高的發光強度與更好的色彩穩定性。
7.2 性能曲線分析
典型的性能曲線（提供內容未完全詳述，但此類規格書標準包含）將包括：
- 相對發光強度 vs. 順向電流（IF）：顯示光輸出如何隨電流增加，通常呈次線性關係，突顯電流穩定的重要性。
- 順向電壓 vs. 順向電流（VF-IF）：展示二極體的指數型I-V特性。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：說明接面溫度上升時光輸出的下降，這是熱設計的關鍵考量。
- 光譜分佈：顯示各波長相對輻射功率的圖表，以588 nm峰值為中心，半寬度為15 nm。
8. 常見問題（FAQ）
問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長（λP）是發射光功率達到最大值時的波長。主波長（λd）是人眼感知、與LED顏色相符的單一波長，由CIE色度座標計算得出。對於像此黃光LED這樣的單色光源，兩者通常非常接近，如本例所示（588 nm vs. 587 nm）。
問：我可以在沒有限流電阻的情況下驅動此LED嗎？
答：不行。LED是電流驅動元件。將其直接連接到電壓源將導致過大電流流過，可能超過最大額定值並損壞元件。務必使用適當的串聯電阻或恆流驅動器。
問：為何已開封包裝的儲存條件更嚴格（60% RH vs. 90% RH）？
答：一旦防潮袋被打開，元件便暴露於環境濕度中。更嚴格的限制（60% RH）有助於防止吸收過多濕氣，這些濕氣可能在高溫迴焊製程中導致內部層狀分離或破裂（稱為"爆米花效應"）。
問："側發光"是什麼意思？
答：與光線垂直於PCB發射的頂部發光LED不同，側發光LED的光線平行於PCB表面發射。這對於邊緣照明、狹縫照明或在設備側面提供狀態指示器非常有用。
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。 |