SMD 全彩 LED 67-235 規格書 - 封裝尺寸 3.2x2.8x1.9mm - 電壓 1.75-3.65V - 功率 0.12W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

67-235 是一款表面黏著元件（SMD）全彩 LED，專為需要小巧尺寸、高亮度及混色功能的應用而設計。它將三個獨立的 LED 晶片（紅、綠、藍）整合在單一無色透明樹脂封裝內，能夠產生廣泛的光譜色彩。此元件採用帶有引線框架的白色 SMT 封裝，並具備六個獨立接腳，可獨立控制每個色彩通道。其主要優勢包括廣視角、低功耗及高發光強度，使其非常適合空間受限的電子設備中的背光與指示燈應用。

1.1 核心特性與合規性

• 封裝：白色 SMT，無色透明樹脂。
• 晶片配置：內建 3 個 LED 晶片（紅色 RQ、綠色 GC、藍色 BJ）。
• 電氣介面：引線框架封裝，具備獨立 6 接腳。
• 光學性能：廣視角，高發光強度。
• 製造：相容於迴流焊接製程。
• 環保合規：無鉛，符合 RoHS 規範，符合歐盟 REACH 法規。
• 無鹵素：溴（Br）<900 ppm，氯（Cl）<900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm。
• 預處理條件：基於 JEDEC J-STD-020D Level 3 標準。

1.2 目標應用

此 LED 非常適合空間、效率及色彩能力至關重要的應用。典型用例包括遊樂設備、資訊看板與標誌、數位相機或行動電話的閃光燈模組，以及小型電子設備的一般照明。其設計特別適合與導光管搭配使用。

2. 技術參數：深入客觀解讀

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。不保證在此條件下或超出此條件操作。

• 反向電壓（VR）：紅色（RQ）為 12V，綠色（GC）與藍色（BJ）為 5V。
• 順向電流（IF）：RQ 為 50mA，GC 與 BJ 為 30mA。
• 峰值順向電流（IFP）：100mA（工作週期 1/10 @1KHz）。
• 功率消耗（Pd）：RQ 為 120mW，GC/BJ 為 110mW。
• 溫度極限：最高接面溫度（Tj）125°C。操作溫度（Topr）範圍 -40°C 至 +100°C。儲存溫度（Tstg）範圍 -40°C 至 +110°C。
• 熱阻（Rth）：接面至環境為 500 K/W（RQ）和 600 K/W（GC/BJ）。接面至焊點為 300 K/W（RQ）和 400 K/W（GC/BJ）。
• ESD 耐受度：RQ 為 2000V，GC/BJ 為 500V（推測為人體放電模型）。
• 焊接溫度：迴流焊接最高峰值溫度 260°C，最長 30 秒。手工焊接最高烙鐵溫度 350°C，每個焊點最長 3 秒。

2.2 電氣光學特性（Ta=25°C）

這些是在標準測試條件下（順向電流 IF=20mA）測得的典型性能參數。

• 發光強度（Iv）：紅色（RQ）：450-1400 mcd。綠色（GC）：1120-2240 mcd。藍色（BJ）：225-450 mcd。
• 視角（2θ1/2）：120 度（典型值）。
• 波長：峰值波長（λp）：RQ~632nm，GC~518nm，BJ~468nm。主波長（λd）：RQ 617.5-629.5nm，GC 525-535nm，BJ 465-475nm。
• 頻譜頻寬（Δλ）：RQ~20nm，GC~35nm，BJ~25nm。
• 順向電壓（VF）：RQ：1.75-2.75V。GC/BJ：2.75-3.65V。
• 反向電流（IR）：所有晶片在額定 VR 下 ≤10 μA。

公差說明：發光強度 ±11%，主波長 ±1nm，順向電壓 ±0.1V。

3. 分級系統說明

產品根據關鍵性能參數進行分級，以確保量產的一致性。設計師在下單時必須指定所需的分級代碼。

3.1 發光強度分級

在 IF=20mA 下測量。代碼範圍從低強度到高強度。

• 紅色（RQ）：U1（450-560 mcd）、U2（560-710）、V1（710-900）、V2（900-1120）、AA（1120-1400）。
• 綠色（GC）：AA（1120-1400 mcd）、AB（1400-1800）、BA（1800-2240）。
• 藍色（BJ）：S2（225-285 mcd）、T1（285-360）、T2（360-450）。

3.2 主波長分級

定義每個晶片的色點。

• 紅色（RQ）：E4（617.5-621.5 nm）、E5（621.5-625.5）、E6（625.5-629.5）。
• 綠色（GC）：Y（525-530 nm）、Z（530-535）。
• 藍色（BJ）：X（465-470 nm）、Y（470-475）。

3.3 順向電壓分級

對於驅動器設計與電源管理非常重要。

• 紅色（RQ）：0（1.75-1.95V）、1（1.95-2.15）、2（2.15-2.35）、3（2.35-2.55）、4（2.55-2.75）。
• 綠色（GC）/ 藍色（BJ）：5（2.75-3.05V）、6（3.05-3.35）、7（3.35-3.65）。

4. 性能曲線分析

規格書提供了典型的特性曲線，對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。

4.1 頻譜分佈

曲線顯示了每個晶片的相對光輸出與波長的函數關係。紅色晶片（RQ）具有以 632nm 為中心的窄頻寬（~20nm）。綠色晶片（GC）具有以 518nm 附近為中心的較寬頻寬（~35nm），而藍色晶片（BJ）具有以 468nm 附近為中心的中等頻寬（~25nm）。此數據對於混色計算與濾光片設計至關重要。

4.2 輻射模式圖

該圖說明了光的空間分佈，確認了 120 度的廣視角。在中央視角錐內強度相對均勻，這對於需要均勻照明的應用非常有益。

4.3 電流-電壓（I-V）關係

RQ、GC 和 BJ 的獨立曲線顯示了順向電流（IF）與順向電壓（VF）之間的非線性關係。曲線展示了二極體的典型指數特性。與綠色和藍色晶片（~2.8V）相比，紅色晶片具有較低的導通電壓（~1.8V）。這在電路設計中必須加以考慮，特別是當從共同電壓源驅動晶片時。

4.4 波長 vs. 電流與強度 vs. 電流

主波長 vs. 順向電流圖顯示隨著電流增加，波長偏移極小，表明良好的色彩穩定性。相對發光強度 vs. 順向電流圖在建議的工作範圍內大致呈線性，但在較高電流下會因熱效應而飽和。

4.5 降額與熱管理

最大允許順向電流 vs. 溫度圖對於可靠性至關重要。它顯示了隨著環境或焊點溫度升高，最大安全工作電流必須如何降低。例如，在 100°C 時，允許的電流顯著低於 25°C 時。為了維持性能與使用壽命，需要適當的 PCB 佈局以利散熱。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 具有緊湊的 SMD 佔位面積。關鍵尺寸（單位 mm，公差 ±0.1mm，除非另有說明）為：總長 3.2mm，寬度 2.8mm，高度 1.9mm。詳細圖紙指定了焊盤位置、元件外型以及接腳識別（1 至 6）。接腳 1 通常是紅色晶片的陰極，其他接腳則分配給綠色和藍色晶片的陽極與陰極。確切的接腳配置必須從尺寸圖中驗證，以確保正確的 PCB 佈局。

6. 焊接與組裝指南

6.1 焊接參數

• 迴流焊接（推薦）：最高峰值溫度 260°C，最長 30 秒。標準無鉛迴流溫度曲線適用。
• 手工焊接：如有必要，烙鐵溫度不應超過 350°C，每個焊點的接觸時間應限制在 3 秒內。

6.2 操作與儲存注意事項

• 這些元件對靜電放電（ESD）敏感。在操作和組裝過程中請使用標準 ESD 防護措施。
• 儲存在乾燥環境中。濕度敏感等級（MSL）由 JEDEC J-STD-020D Level 3 預處理條件暗示，通常對應於 MSL 3。這意味著封裝在需要進行迴流前烘烤之前，最多可暴露在車間環境中 168 小時。
• 在放置過程中避免對透鏡施加機械應力。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 防潮包裝

元件以防潮包裝（例如捲帶包裝）供應，以保持保存期限並防止吸濕。

7.2 標籤說明

捲帶標籤包含用於追溯與驗證的關鍵資訊：客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、包裝數量（QTY），以及發光強度（CAT）、主波長（HUE）和順向電壓（REF）的特定分級代碼。批號（LOT No.）提供製造追溯性。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

每個色彩通道應使用恆流源或與電壓源串聯的限流電阻獨立驅動。由於順向電壓不同，如果使用共同的電壓供應，紅色通道與合併的綠/藍通道需要單獨的電流設定電阻。脈衝寬度調變（PWM）是推薦的調光與混色方法，因為它能維持恆定的順向電流，從而保持穩定的色彩座標。

8.2 熱設計

考慮到功率消耗（最高 120mW）與熱阻，PCB 是主要的散熱途徑。使用足夠的銅箔面積（散熱焊盤）連接到 LED 的焊點，並考慮使用熱通孔連接到內層或底層以改善散熱，特別是在高電流或高環境溫度的應用中。

8.3 光學設計

廣視角使此 LED 適合需要寬廣照明的應用。對於導光管應用，確保導光管入口正確對齊並調整尺寸以捕捉發出的光錐。當晶片靠近擴散表面時，透明樹脂能實現良好的混色效果。

9. 技術比較與差異化

67-235 在其同類產品中的關鍵差異在於，將三個不同的高性能晶片（紅色採用 AlGaInP，綠色與藍色採用 InGaN）整合在非常緊湊的 3.2x2.8mm 封裝中，並結合了 120 度的廣視角。與較簡單的兩接腳 RGB LED 相比，六接腳配置允許完全獨立地控制每種顏色，從而實現更廣泛的色域和更複雜的照明效果。其符合嚴格的環保標準（RoHS、REACH、無鹵素），使其適合法規嚴格的全球市場。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我可以用同一個限流電阻驅動所有三種顏色嗎？

不行。紅色晶片的順向電壓（VF）（1.75-2.75V）顯著低於綠色和藍色晶片（2.75-3.65V）。從共同電壓源使用單一電阻會導致流經紅色晶片的電流過大，或綠色/藍色晶片的電流不足，從而導致色彩平衡錯誤和潛在的過度應力。請為每個通道使用獨立的電流控制。

10.2 分級代碼（CAT、HUE、REF）的含義是什麼？

這些是品質分類代碼。CAT 指的是發光強度分級（例如 U1、AA）。HUE 指的是主波長分級（例如 E4、Y）。REF 指的是順向電壓分級（例如 0、5）。指定分級可確保您收到的 LED 具有緊密分組的電氣與光學特性，這對於多 LED 陣列或色彩關鍵應用中的性能一致性至關重要。

10.3 如何使用此 RGB LED 產生白光？

白光是通過以特定的強度比例混合三原色（紅、綠、藍）而產生的。確切的比例取決於目標白點（例如冷白、暖白）以及各個 LED 分級的特定頻譜輸出。這通常需要校準和能夠微調每個通道電流的驅動電子設備。若沒有適當的控制電路，這並非簡單的即插即用白光解決方案。

11. 實務設計與使用案例

案例：可攜式設備的狀態指示燈

一位設計師需要為手持醫療設備設計一個多色狀態指示燈。空間極其有限。選擇了 67-235 LED。紅色通道被程式設計為指示低電量警告（閃爍），綠色指示正常操作（恆亮），藍色顯示藍牙連線狀態（脈衝）。一個帶有三個 PWM 輸出的小型微控制器通過簡單的電晶體開關驅動 LED。廣視角確保從各個角度都能看到狀態，無需複雜的透鏡。每個通道的低功耗（典型值 20mA）有助於節省電池壽命。六接腳設計允許微控制器獨立控制每種顏色，無需額外的多工電路。

12. 工作原理簡介

發光二極體（LED）是一種當電流通過時會發光的半導體元件。這種現象稱為電致發光。在 67-235 中，使用了三種不同的半導體材料：紅色晶片使用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦），綠色和藍色晶片使用 InGaN（氮化銦鎵）。這些材料的特定成分決定了半導體的能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）。當施加順向偏壓時，電子和電洞在半導體的主動區域復合，以光子的形式釋放能量。透明的環氧樹脂封裝用於保護精密的半導體晶片，作為透鏡來塑造光輸出，並且可能含有螢光粉（儘管在此透明版本中沒有）以改變顏色。

13. 技術趨勢與背景

67-235 代表了 SMD RGB LED 領域的成熟技術。當前的產業趨勢正同時朝著幾個方向發展：1)提升效率與亮度：新的磊晶結構和封裝技術持續提高每瓦流明輸出（光效）。2)微型化：更小的封裝尺寸（例如 2.0x1.6mm、1.6x1.6mm）在超緊湊設備中變得越來越普遍。3)改善顯色性與色域：螢光粉轉換 LED 和直接發射材料的發展旨在擴大顯示器的色域，並為照明實現更高的顯色指數（CRI）。4)整合智慧功能：市場上內建控制 IC 的 LED（可定址 RGB LED）正在增長，簡化了系統設計。雖然 67-235 是一個分立元件，但了解這些趨勢有助於為具有前瞻性的設計選擇合適的技術，平衡成本、性能和整合度。