目錄
- 1. 產品概述
- 2. 深度技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣光學特性
- 3. Binning System 說明
- 3.1 發光強度分檔
- 3.2 主波長分檔
- 3.3 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析 數據手冊參考了典型的電光特性曲線。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類曲線通常闡明正向電流與發光強度、正向電壓與溫度以及光譜功率分布之間的關係。分析這些曲線對於理解非標準條件下的性能至關重要，例如不同的驅動電流或環境溫度，這些因素會影響輸出亮度和器件壽命。 5. Mechanical and Package Information
- 5.1 包裝尺寸
- 5.2 極性辨識
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴焊溫度曲線
- 6.2 手工焊接
- 6.3 儲存與處理
- 7. 封裝與訂購資訊
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 關鍵設計考量
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題解答 (FAQs)
- 11. 實際應用案例研究
- 12. 運作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概述
The 15-215 是一款專為高密度電子組裝設計的表面黏著元件 (SMD) LED。其主要發光顏色為亮紅色，此顏色是透過封裝於透明樹脂外殼中的 AlGaInP 晶片實現。此元件的核心優勢包括其微型佔位面積、與自動化組裝製程的相容性，以及符合 RoHS、REACH 與無鹵要求等現代環境與安全標準。
本產品主要針對需要可靠、緊湊的指示燈或背光照明之應用。其小巧尺寸能顯著減少PCB佔用面積與最終產品體積，而輕量化結構使其適用於可攜式與微型裝置。
2. 深度技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
在超出這些極限的條件下操作器件可能導致永久性損壞。關鍵額定值包括最大反向電壓 (VR) 5V 和連續順向電流 (IF) 25mA。器件在脈衝條件下（工作週期 1/10 @ 1kHz）可承受 60mA 的峰值順向電流 (IFP)。最大功耗 (Pd) 為 60mW。工作溫度範圍規定為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍略寬，為 -40°C 至 +90°C。此元件額定可承受 260°C 迴流焊接 10 秒。
2.2 電氣光學特性
關鍵性能參數定義於標準測試電流5mA與環境溫度25°C下測得。發光強度(Iv)具有典型範圍，其具體最小與最大值定義於分檔表中。該元件具備非常寬廣的140度視角(2θ1/2)，可提供寬廣且均勻的照明。主波長(λd)位於紅色光譜內，具體介於617.5 nm至633.5 nm之間，典型峰值波長(λp)約為632 nm。順向電壓(VF)相對較低，在5mA下介於1.70V至2.20V之間，有助於提升能源效率。
3. Binning System 說明
產品會進行分檔以確保關鍵參數的一致性。這讓設計師能夠選擇符合特定應用需求的元件，以滿足亮度、色彩及電氣行為的要求。
3.1 發光強度分檔
發光強度分為四個檔位：M2、N1、N2 及 P1。P1 檔位代表最高亮度組別，在 5mA 電流下，其強度範圍為 45.0 mcd 至 57.0 mcd。每個檔位內允許 ±11% 的容差。
3.2 主波長分檔
顏色以主波長定義，分為四個等級：E4、E5、E6和E7。E4等級涵蓋較短波長的紅色（617.5-621.5 nm），而E7等級涵蓋較長波長的紅色（629.5-633.5 nm）。容差為±1nm。
3.3 順向電壓分級
順向電壓分為四個等級：19、20、21 和 22。例如，等級 19 涵蓋 VF 從 1.70V 到 1.80V。此分級有助於設計一致的電流驅動電路，特別是在串聯使用多個 LED 時。公差為 ±0.05V。
4. 性能曲線分析
數據手冊參考了典型的電光特性曲線。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類曲線通常說明正向電流與發光強度、正向電壓與溫度以及光譜功率分佈之間的關係。分析這些曲線對於理解非標準條件下的性能至關重要，例如不同的驅動電流或環境溫度，這些條件會影響輸出亮度和設備壽命。
5. 機械與封裝資訊
5.1 包裝尺寸
該LED採用緊湊型SMD封裝。關鍵尺寸約為長度2.0mm、寬度1.25mm、高度0.8mm（公差±0.1mm）。封裝包含兩個陽極和兩個陰極端子，以確保焊接穩定性。
5.2 極性辨識
封裝設有極性指示標記，通常為凹口或切角，以確保組裝時方向正確。錯誤放置將導致LED無法發光，並可能使其承受反向電壓應力。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
對於無鉛焊接，必須遵循特定的溫度曲線：預熱區間為150-200°C，持續60-120秒；液相線以上（217°C）時間為60-150秒；峰值溫度不得超過260°C，且持續時間最長10秒。同時規定了最高升溫與降溫速率以防止熱衝擊。迴焊次數不應超過兩次。
6.2 手工焊接
若必須進行手工焊接，烙鐵頭溫度必須低於350°C，且每個端子的接觸時間不應超過3秒。建議使用低功率烙鐵（≤25W），並在焊接每個端子之間留有足夠的冷卻時間，以避免過熱。
6.3 儲存與處理
元件以含乾燥劑的防潮袋包裝。在準備使用零件前，請勿打開包裝袋。若包裝袋已打開，LED在受控條件下（≤30°C，≤60% RH）具有一年的「車間壽命」。若超過儲存時間或乾燥劑變色，使用前需進行60±5°C、24小時的烘烤預處理。
7. 封裝與訂購資訊
LED以8毫米寬的載帶供應，捲繞在直徑7英寸的捲盤上。每捲盤包含2000件。包裝標籤包含關鍵資訊：產品編號（P/N）、數量（QTY），以及光強度（CAT）、主波長（HUE）和順向電壓（REF）的特定分檔代碼。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
此LED非常適合用於汽車儀表板與開關的背光應用、通訊設備（電話、傳真機）的指示燈與背光、LCD與符號的平面背光，以及一般狀態指示。
8.2 關鍵設計考量
Current Limiting: 必須使用外部限流電阻。LED是電流驅動元件；正向電壓的微小變化可能導致電流大幅改變，可能引發立即失效（燒毀）。電阻值必須根據電源電壓和所需正向電流（通常為5-20mA，不超過25mA）計算。
熱管理： 雖然封裝尺寸小，但確保足夠的PCB銅箔面積或散熱孔有助於散熱，特別是在較高電流或較高環境溫度下工作時，從而維持性能和可靠性。
ESD 防護： 儘管此元件的 HBM ESD 等級為 2000V，仍建議在處理與組裝時採取標準的 ESD 防護措施。
9. 技術比較與差異化
相較於傳統的插件式 LED，15-215 SMD LED 在尺寸、重量以及對自動化取放組裝的適用性上具有顯著優勢，從而降低了大量生產的製造成本。其 140 度的寬視角，相較於窄視角元件能提供更均勻的光線分佈，因此更適合用於區域照明。其特定的 AlGaInP 材料系統在紅色光譜中能提供高效率與良好的色彩純度。
10. 常見問題解答 (FAQs)
Q: 我可以直接使用3.3V或5V邏輯電源驅動這個LED嗎？
A: 不行。您必須始終使用一個串聯的限流電阻。所需電阻值(R)的計算公式為 R = (Vsupply - VF) / IF。例如，使用5V電源、VF為2.0V且目標IF為20mA時：R = (5 - 2) / 0.02 = 150 歐姆。
Q: 「water clear」樹脂顏色代表什麼意思？
A: 這表示封裝透鏡是透明的，非擴散或帶有顏色。這使得AlGaInP晶片（亮紅色）的真實色彩可以直接被看見，通常會呈現更飽和且強烈的顏色外觀。
Q: 我該如何解讀料號 15-215/R6C-AM2P1VY/2T？
A: 雖然完整的解碼方式可能屬於專有資訊，但區段通常表示系列（15-215）、可能包含顏色/亮度代碼（R6C），以及對應數據手冊中所述發光強度、波長和電壓分檔的特定分檔代碼（A、M2、P1、VY、2T）。
11. 實際應用案例研究
情境：為網路路由器設計狀態指示燈面板。
該面板需要多顆亮紅色LED來指示電源、網路活動和系統錯誤。選用P1亮度分檔的15-215 LED以實現高可見度。設計採用常見的3.3V電源軌。以保守的15mA驅動電流和典型VF值1.9V（取自分檔20）計算，電阻值為（3.3V - 1.9V）/ 0.015A = 93.3歐姆。選用標準100歐姆電阻，產生的正向電流約為14mA，符合規格要求，在確保長期可靠性的同時提供充足的亮度。140度的寬廣視角確保從裝置周圍不同角度均可看見狀態指示。
12. 運作原理
此LED為一種半導體光源。當在陽極與陰極之間施加超過其特性順向電壓（VF）的順向電壓時，電子與電洞會在AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片的發光區域內復合。此復合過程以光子的形式釋放能量，而AlGaInP材料的特定能隙決定了發射光的波長，在此例中為亮紅色。其水清環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶粒、塑造光輸出光束，並增強晶片的光取出效率。
13. 技術趨勢
如15-215這類SMD LED的發展，是電子產品朝向微型化、更高可靠性及自動化製造這一更廣泛趨勢的一部分。半導體材料（如AlGaInP）的進步，持續提升了發光效率（每單位電能輸入的光輸出）以及隨時間與溫度變化的色彩穩定性。未來的趨勢可能聚焦於進一步提升效率、為超高密度應用開發更小的封裝尺寸，以及增強熱性能以在緊湊空間內支援更高的驅動電流。產業也持續強調環保合規，推動有害物質的消除並提升可回收性。
LED規格術語
LED技術術語完整解釋
光電性能
| 術語 | Unit/Representation | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W (流明每瓦) | 每瓦電力所產生的光輸出，數值越高代表能源效率越好。 | 直接決定能源效率等級與電費成本。 |
| Luminous Flux | lm (流明) | 光源發出的總光量，通常稱為「亮度」。 | 決定光線是否足夠明亮。 |
| 視角 | ° (度)，例如：120° | 光強度降至一半時的角度，決定了光束寬度。 | 影響照明範圍與均勻度。 |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin)，例如：2700K/6500K | 光線的暖/冷調，數值越低越偏黃/暖，越高越偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| CRI / Ra | Unitless, 0–100 | 準確呈現物體顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓步階，例如「5步階」 | 色彩一致性指標，步階數值越小代表色彩一致性越高。 | 確保同一批次LED的色彩均勻一致。 |
| Dominant Wavelength | nm（奈米），例如：620nm（紅色） | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅色、黃色、綠色單色LED的色調。 |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | 顯示跨波長的強度分佈。 | 影響色彩呈現與品質。 |
Electrical Parameters
| 術語 | Symbol | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓 | Vf | 點亮LED所需的最低電壓，例如「啟動閾值」。 | 驅動器電壓必須≥Vf，串聯LED的電壓會相加。 |
| Forward Current | 如果 | 正常LED運作時的電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | 短時間可承受的峰值電流，用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | LED可承受的最大反向電壓，超過此值可能導致擊穿。 | 電路必須防止反接或電壓突波。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 晶片至焊料的熱傳導阻力，數值越低越好。 | 高熱阻需要更強的散熱能力。 |
| ESD 抗擾度 | V (HBM)，例如：1000V | 承受靜電放電的能力，數值越高表示越不易受損。 | 生產過程中需採取防靜電措施，特別是對於敏感的LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED晶片內部實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；溫度過高會導致光衰和色偏。 |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (hours) | 亮度降至初始值70%或80%所需的時間。 | 直接定義LED的「使用壽命」。 |
| 光通維持率 | % (例如：70%) | 經過一段時間後保留的亮度百分比。 | 表示長期使用下的亮度保持能力。 |
| Color Shift | Δu′v′ 或 MacAdam 橢圓 | 使用期間的顏色變化程度。 | 影響照明場景中的顏色一致性。 |
| Thermal Aging | Material degradation | 因長期高溫導致的劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, Ceramic | 保護晶片、提供光學/熱介面的外殼材料。 | EMC：良好的耐熱性，成本較低；陶瓷：散熱效果更佳，使用壽命更長。 |
| Chip Structure | 正面，覆晶 | 晶片電極排列。 | 覆晶：散熱更佳、效能更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG, Silicate, Nitride | 覆蓋藍色晶片，將部分轉換為黃色/紅色，混合成白色。 | 不同的螢光粉會影響光效、CCT和CRI。 |
| Lens/Optics | 平面、微透鏡、全內反射 | 控制光分佈的表面光學結構。 | 決定視角與光分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | Binning Content | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼，例如 2G、2H | 依亮度分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | 依順向電壓範圍分組。 | 便於驅動器匹配，提升系統效率。 |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | 依據色彩座標分組，確保緊密範圍。 | 確保色彩一致性，避免燈具內部出現色彩不均勻。 |
| CCT Bin | 2700K, 3000K etc. | 依相關色溫分組，每組有對應的座標範圍。 | 滿足不同場景的相關色溫要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通維持測試 | 恆溫長期點亮，記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命（配合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。 | 提供科學化的使用壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電學、熱學測試方法。 | 業界認可的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環境認證 | 確保不含危害物質（鉛、汞）。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效率認證 | 照明設備的能源效率與性能認證。 | 用於政府採購、補貼計畫，提升競爭力。 |