SMD 全彩 LED 67-135-BYGRRTNW-M101520-2T8-CS 規格書 - 封裝尺寸 - 電壓 2.4-3.4V - 功率 0.082-0.102W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明 67-135-BYGRRTNW-M101520-2T8-CS 的規格，這是一款表面黏著元件（SMD）全彩 LED。此元件將三個獨立的 LED 晶片（紅、綠、藍）整合在單一白色擴散樹脂封裝內，透過加法混色原理可產生廣泛的光譜顏色。此元件專為需要緊湊尺寸、高發光強度及寬廣視角的應用而設計。

1.1 核心優勢

此 LED 的主要優勢源於其封裝設計與材料選擇。採用無色透明樹脂搭配白色擴散 SMT 封裝，確保了優異的光線擴散效果與一致的外觀。整合式三晶片設計透過單一元件提供全彩輸出，簡化了電路設計。具有獨立六支接腳的導線架封裝，允許獨立控制每個顏色通道。此外，此元件符合主要的環境與安全標準，包括 RoHS、REACH 及無鹵素要求（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。

1.2 目標市場與應用

此 LED 非常適合空間有限且需要鮮豔、多色指示或照明的應用。其高效能與可靠性使其適用於消費性電子產品、可攜式裝置及標誌看板。典型應用包括資訊看板的背光、娛樂設備的狀態指示燈、手機相機的閃光燈模組，以及小型電子設備中的一般裝飾性或功能性照明。

2. 技術參數深入解析

以下章節根據規格書內容，對元件的關鍵技術參數提供詳細、客觀的分析。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不建議在此條件下操作 LED。關鍵額定值包括：每個顏色通道（藍/黃、綠、紅）的連續順向電流（IF）為 30 mA；在 1/10 工作週期及 1 kHz 下，每個通道的峰值順向電流（IFP）為 60 mA；功率消耗（Pd）依晶片不同，範圍為 82 mW 至 102 mW。最高接面溫度（Tj）為 115°C，操作溫度範圍（Topr）為 -40°C 至 +85°C。此元件可承受 2000V 的 ESD 等級。

2.2 電光特性

這些特性是在 Ta=25°C 下量測，定義了元件在指定測試條件下的典型性能。

2.2.1 發光強度與視角

發光強度（Iv）依顏色而異。在藍光 IF=10mA、綠光 IF=15mA、紅光 IF=20mA 的測試條件下，典型值為：藍光：140-355 mcd，綠光：900-2240 mcd，紅光：450-1120 mcd。混合白光輸出的典型強度為 1400-3550 mcd。視角（2θ1/2）為寬廣的 120 度，這對於需要廣泛照明或可見度的應用非常有利。

2.2.2 波長與光譜特性

峰值波長（λp）典型值為 460 nm（藍光）、520 nm（綠光）及 630 nm（紅光）。主波長（λd）範圍為：藍光：460-475 nm，綠光：520-535 nm，紅光：617.5-629.5 nm。光譜輻射頻寬（Δλ）約為：藍光 23 nm，綠光 30 nm，紅光 18 nm。這些參數對於顯示或照明應用中的色彩準確性與一致性至關重要。

2.2.3 電氣參數

藍光與綠光晶片在各自測試電流下的順向電壓（VF）範圍為 2.40V 至 3.40V。紅光晶片在 20mA 下的順向電壓範圍較低，為 1.75V 至 2.75V。此元件還包含一個用於保護的整合齊納二極體，在測試電流（IZ）為 5mA 時，其齊納電壓（VZ）介於 5.30V 至 7.00V 之間。

3. 分級系統說明

為確保生產中的色彩與亮度一致性，LED 會進行分級篩選。

3.1 發光強度分級

混合白光輸出根據最小與最大發光強度值進行分級。分級代碼為 AB（1400-1800 mcd）、BA（1800-2240 mcd）、BB（2240-2800 mcd）及 CA（2800-3550 mcd）。發光強度的容差為 ±11%。

3.2 色度座標分級

透過在 CIE 1931 色度圖上進行分級，精確控制色彩輸出。定義了九個分級區（S1 至 S9），每個分級區代表 x,y 座標平面上的一個小四邊形區域。規格書中提供了這些分級區各頂點的座標。色度座標的容差為 ±0.01，確保了對於需要精確色彩匹配的應用，能進行嚴格的色彩控制。

4. 性能曲線分析

規格書包含數個特性曲線，用以說明元件在不同條件下的行為。

4.1 光譜分佈與輻射圖案

典型的光譜分佈曲線顯示了每個晶片在不同波長下發出的相對光強度，並疊加了標準人眼響應曲線 V(λ)。輻射特性圖則說明了光強度的空間分佈，這與 120 度的視角相關。

4.2 電流-電壓（I-V）特性

BY（藍光）、GR（綠光）及 RTN（紅光）晶片各自有獨立的曲線，繪製順向電流對順向電壓的關係。由於此關係是非線性（指數）的，這些曲線對於為每個通道設計適當的限流電路至關重要。

4.3 主波長 vs. 順向電流

這些曲線顯示了每個晶片的主波長如何隨著順向電流的變化而輕微偏移。對於需要在不同亮度等級下保持穩定色彩輸出的應用，此資訊非常重要。

4.4 相對發光強度 vs. 順向電流

在建議的操作範圍內，此關係通常是線性的，顯示光輸出如何隨著電流增加而增加。設計人員利用此關係來達到所需的亮度等級。

4.5 最大允許順向電流 vs. 溫度

此降額曲線對於可靠性至關重要。它顯示了隨著環境溫度升高，最大安全連續順向電流必須如何降低。在此曲線上方操作可能導致過熱並縮短使用壽命。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此元件具有特定的 SMD 佔位面積。封裝尺寸圖提供了所有關鍵尺寸，包括長度、寬度、高度、焊墊尺寸及接腳間距。除非另有說明，所有公差均為 ±0.1mm。測量單位為毫米（mm）。此資訊對於 PCB 佈局設計至關重要，以確保正確的安裝與焊接。

5.2 焊墊設計與極性識別

六支接腳的導線架允許為三個 LED 晶片各自提供獨立的陽極/陰極連接。規格書的尺寸圖清楚地標示了接腳配置，顯示哪些焊墊對應於紅、綠、藍晶片的陽極和陰極。組裝時必須注意正確的極性，以確保功能正常。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊接參數

建議的焊接方法是迴流焊接。最高焊接溫度（Tsol）為 260°C，持續時間為 10 秒。必須遵守此溫度曲線，以防止對 LED 封裝、焊點及內部打線造成熱損壞。

6.2 手工焊接（若適用）

雖然迴流焊接是首選，但規格書亦指定手工焊接為替代方案，但有更嚴格的限制：最高溫度為 350°C，僅限 3 秒。必須極度小心以局部加熱並避免長時間暴露。

6.3 預處理與濕度敏感性

此元件根據 JEDEC J-STD-020D Level 3 進行預處理。這表示元件在焊接前對濕氣吸收的敏感性。為了確保可靠的組裝，特別是如果元件已長時間暴露在環境空氣中，應在進行迴流焊接前，按照 JEDEC 標準執行適當的烘烤程序。

6.4 儲存條件

儲存溫度範圍（Tstg）為 -40°C 至 +100°C。元件應儲存在乾燥、受控的環境中，最好存放在帶有乾燥劑的原廠防潮袋中，直到準備使用。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

每個顏色通道都需要一個串聯的限流電阻。電阻值使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - VF) / IF，其中 VF 是特定晶片在所需電流（IF）下的順向電壓。由於每個顏色的 VF 和建議 IF 值不同，通常需要三個不同的電阻值。可以使用微控制器或專用的 LED 驅動 IC 進行脈衝寬度調變（PWM），以控制亮度並創造色彩混合效果。

7.2 設計考量

• 熱管理：確保足夠的 PCB 銅箔面積或散熱孔，特別是在接近最大電流或高環境溫度下操作時，以散發熱量並將接面溫度維持在限制範圍內。
• 電流控制：務必使用恆流驅動或限流電阻。直接連接到電壓源將導致過量電流並損壞 LED。
• 光學設計：寬廣的 120 度視角使其適合直接觀看。對於導光管應用，需考慮耦合效率以及導光體內潛在的色彩混合效果。
• ESD 防護：雖然此元件具有 2000V 的 ESD 等級，但在終端產品的敏感線路上實施額外的 ESD 防護，是提高產品穩健性的良好做法。

8. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以將三個晶片都以相同的 20mA 電流驅動嗎？

答：雖然可行，但根據測試條件並不建議。規格書針對已發布的光度數據，指定了最佳測試電流：藍光 10mA、綠光 15mA、紅光 20mA。以 20mA 驅動藍光和綠光晶片會增加光輸出，但也會增加功率消耗和接面溫度，可能影響使用壽命和色彩穩定性。請務必參考絕對最大額定值。

問：如何獲得純白光？

答：純白光需要混合正確強度的紅、綠、藍光來達成。由於人眼感知和晶片效率的差異，所需的電流並不相同。典型的混合白光強度數據（1400-3550 mcd）是在特定的電流比例（藍光：10mA，綠光：15mA，紅光：20mA）下量測的。要達到期望的白點（例如冷白光、暖白光），可能需要透過 PWM 或類比電流調整進行微調。

問：整合齊納二極體的用途是什麼？

答：齊納二極體與 LED 晶片並聯連接，可能採用反向偏壓方向。它作為一個電壓箝位器，保護敏感的 LED 接面免受可能造成損壞的瞬態電壓突波或靜電放電（ESD）事件的影響。

9. 工作原理

此元件基於半導體材料中的電致發光原理運作。三個整合晶片由不同的半導體化合物製成：紅光晶片使用 AlGaInP，綠光和藍光晶片使用 InGaN。當順向電壓施加於晶片的 p-n 接面時，電子和電洞重新結合，以光子（光）的形式釋放能量。半導體材料的特定能隙決定了發射光的波長（顏色）。透過獨立控制這三原色（紅、綠、藍）的強度，可以直接在元件的擴散封裝內，透過加法混色產生大量的二次色。