側視藍光LED 57-11-UB0200H-AM 規格書 - PLCC-2封裝 - 3.1V - 20mA - 355mcd - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款專為汽車內裝照明應用設計之高可靠性側視藍光LED的技術規格。元件採用緊湊型PLCC-2（塑膠引線晶片載體）表面黏著封裝，提供寬廣的120度視角，非常適合需要從多角度觀看的背光與指示燈功能。其主要優勢包括符合嚴格的AEC-Q101汽車認證標準，確保在車輛內裝典型的嚴苛環境條件下仍具備優異性能與使用壽命。此LED亦符合RoHS與REACH環保指令。目標市場為需要為儀表板開關、控制面板及其他內裝照明需求提供堅固、可靠且緊湊照明解決方案的汽車電子製造商。

2. 深入技術參數分析

2.1 光學與電氣特性

核心性能定義於標準測試條件下，順向電流（I_F）為20mA。典型發光強度為355毫燭光（mcd），保證最小值為224 mcd，最大值為560 mcd。順向電壓（V_F）典型值為3.10V，範圍從最小值2.75V到最大值3.75V。此V_F範圍代表99%的輸出容差帶。主波長（λ_d）中心值為468 nm（藍色光譜），具有±1 nm的嚴格容差，確保一致的色彩輸出。視角（φ）定義為強度降至峰值一半時的離軸角度，為120度，容差為±5度。

2.2 絕對最大額定值與熱管理

為確保元件完整性，絕對不可超過絕對最大額定值。最大連續順向電流為30 mA，峰值突波電流（t ≤ 10 μs）能力為300 mA。最大功耗為112 mW。接面溫度（T_J）不得超過125°C，工作環境溫度範圍為-40°C至+110°C。提供兩個熱阻值：從接面到焊點的實際熱阻（R_{thJS real}）≤ 180 K/W，而以電氣方法導出的數值（R_{thJS el}）≤ 140 K/W。這些數值對於計算工作時的接面溫升以防止熱失控並確保發光輸出穩定性至關重要。

2.3 可靠性與環境規格

本元件符合AEC-Q101標準認證，確認其適用於汽車應用。其靜電放電（ESD）敏感度等級為8 kV（人體放電模型），提供良好的操作穩健性。濕度敏感等級（MSL）為第2級，表示在儲存於≤ 30°C/60%相對濕度下時，車間壽命為一年。最高迴焊溫度為260°C，持續30秒。

3. 性能曲線分析

3.1 順向電流 vs. 順向電壓（IV曲線）

IV曲線顯示了LED典型的指數關係。在25°C時，順向電壓隨電流增加而增加。此圖表對於設計限流電路以確保LED在其指定的電壓和電流範圍內工作至關重要。

3.2 相對發光強度 vs. 順向電流

此曲線顯示在中低電流範圍內，光輸出與電流大致呈線性關係。它有助於設計師理解驅動電流與光輸出之間的權衡，特別是在考慮功耗與熱管理時。

3.3 溫度依賴特性

數個圖表說明了性能隨接面溫度（T_J）的變化。順向電壓具有負溫度係數，約以2 mV/°C遞減。發光強度也隨溫度升高而降低，這是在高溫汽車環境中保持亮度一致性的關鍵因素。主波長會隨溫度輕微偏移，這對於色彩要求嚴格的應用很重要。

3.4 順向電流降額曲線

這是熱設計的重要圖表。它顯示了最大允許連續順向電流作為焊墊溫度（T_S）的函數。例如，在T_S為110°C時，最大I_F需降額至22 mA。不建議在5mA以下操作。必須使用此曲線以防止超過最大接面溫度。

3.5 光譜分佈與輻射圖案

相對光譜分佈圖顯示在藍色波長區域（~468 nm）有一個峰值。輻射圖案圖直觀地確認了寬廣、類似朗伯分佈的120度視角。

4. 分級系統說明

此LED提供特定的性能分級，讓設計師可以選擇符合其應用對亮度和色彩要求的元件。

4.1 發光強度分級

一個完整的分級表列出了從L1（11.2-14 mcd）到GA（18000-22400 mcd）的組別。此特定料號（57-11-UB0200H-AM）標示的分級為T1，對應的發光強度範圍為280至355 mcd。這與特性表中所述的典型值355 mcd相符。

4.2 主波長分級

波長分級表包含各種顏色範圍的代碼。此藍光LED的相關分級為7175，涵蓋主波長從471 nm到475 nm。這包含了典型的468 nm值，確認了該元件屬於藍色光譜分級。

5. 機械與封裝資訊

5.1 機械尺寸

此LED採用標準PLCC-2表面黏著封裝。規格書包含詳細的尺寸圖，標明了封裝長度、寬度、高度、引腳間距及其他關鍵機械公差。此資訊對於PCB焊墊設計及確保在組裝中的正確配合是必要的。

5.2 建議焊墊佈局

圖表提供了PLCC-2封裝的最佳PCB焊墊圖案（焊墊幾何形狀）。遵循此建議可確保在迴焊過程中形成可靠的焊點、適當的機械強度，以及從元件到PCB的有效熱傳導。

5.3 極性識別

陰極通常透過封裝上的標記來識別，例如凹口、圓點或切角。組裝時正確的極性方向對於元件功能至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

規格書指定了峰值溫度為260°C、最長持續時間為30秒的迴焊溫度曲線。必須嚴格遵守此曲線，以防止對LED晶片、打線接合及塑膠封裝造成熱損傷。該曲線包括預熱、均熱、迴焊和冷卻階段，並定義了升溫速率及高於液相線的時間。

6.2 使用注意事項

一般操作注意事項包括避免對透鏡施加機械應力、使用接地設備防止靜電放電（ESD），以及不超過絕對最大額定值。元件不應在反向偏壓下操作。應遵守MSL-2等級規定的適當儲存條件。

7. 包裝與訂購資訊

LED以捲帶包裝供應，適用於自動化取放組裝。規格書包含包裝規格，如捲盤尺寸、帶寬、料袋間距和方向。料號57-11-UB0200H-AM遵循特定的編碼系統，可能表示封裝類型（57）、顏色/視角（11-UB代表側視藍光）和性能分級（0200H）。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

主要應用為汽車內裝照明，包括開關、按鈕、儀表板、資訊娛樂控制器的背光及氣氛照明。其側視發光與寬廣視角使其適合安裝方向與觀看表面垂直、用以照亮導光板或小孔徑的應用。

8.2 設計考量

電流驅動：建議使用恆流驅動器而非搭配串聯電阻的恆壓源，以獲得更穩定的光輸出，特別是在溫度變化時。電路必須限制I_F≤ 30 mA（連續）。
熱管理：PCB佈局應最大化焊墊周圍的銅箔面積以作為散熱片，盡可能降低焊點溫度（T_S），以最大化允許電流與發光輸出。設計時請使用降額曲線。
光學設計：設計導光板或擴散片時，請考量120度視角以確保均勻照明。

9. 技術比較與差異化

與標準商用級LED相比，此元件的關鍵差異在於其符合AEC-Q101認證的汽車級可靠性、側視封裝中的120度寬廣視角，以及其針對一致色彩與亮度的特定分級。8kV ESD等級與MSL-2分類進一步增強了其對工業與汽車製造流程的穩健性。

10. 常見問題（FAQ）

問：建議的工作電流是多少？
答：典型工作條件為20mA，可提供355 mcd。最高可驅動至30mA，但必須根據降額曲線進行熱降額。
問：如何解讀發光強度分級T1？
答：分級T1保證在I_F=20mA且T_J=25°C的條件下測量時，發光強度將介於280 mcd至355 mcd之間。
問：此LED可用於非汽車應用嗎？
答：可以，其高可靠性使其適用於需要長壽命與穩定性能的工業控制、消費性電子和家電產品，儘管其成本可能針對汽車量產進行了優化。
問：為什麼有最小電流規格（5mA）？
答：低於此最小電流操作可能導致半導體接面產生不穩定或不均勻的發光。

11. 設計與使用案例研究

情境：汽車空調控制面板背光。設計師需要照亮數個薄膜開關和一個小型旋轉編碼器。面板後方的空間極為有限。他們選擇此側視藍光LED，因其緊湊的PLCC-2封裝。多個LED沿著薄壓克力導光板的邊緣放置。120度視角能有效地將光耦合到導光板中。設計師使用一個恆流LED驅動IC，設定為每個LED 18mA，以確保壽命並考慮儀表板內可能的高環境溫度。PCB佈局包含連接到接地層的充足散熱焊墊。AEC-Q101認證讓設計師對產品在車輛整個生命週期內、跨越不同氣候條件下的使用壽命充滿信心。

12. 工作原理

這是一種半導體發光二極體。當施加超過其能隙能量的順向電壓時，電子與電洞在半導體晶片（通常基於產生藍光的InGaN材料）的主動區域中復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。半導體層的特定成分決定了發射光的主波長（顏色）。塑膠封裝包含一個模製透鏡，用以塑造輻射圖案以達到指定的120度視角。

13. 技術趨勢

汽車及一般照明LED的趨勢是朝向更高效率（每瓦更多流明），以降低功耗與熱負載。同時也追求更高的可靠性和更長的使用壽命。在封裝方面，趨勢是在維持或改善光學性能與散熱的同時實現微型化。對於側視LED，技術進步包括提高晶片的光提取效率，以及透過封裝透鏡進行更精確的光學控制，為導光板應用創造特定的光束圖案。將驅動電路和多個LED晶片整合到單一模組中也是一個持續發展的方向。