目錄
- 1. 產品概述
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級代碼系統說明
- 3.1 順向電壓分級 (D-Codes)
- 3.2 發光強度分級 (T/U/V-Codes)
- 3.3 主波長分級 (AP/AR-Codes)
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 元件尺寸
- 5.2 極性識別與PCB焊墊佈局
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴流焊接溫度曲線
- 6.2 手工焊接
- 7. 包裝與處理
- 7.1 載帶與捲盤規格
- 7.2 濕度敏感性與儲存
- 8. 應用備註與設計考量
- 8.1 驅動方法
- 8.2 熱管理
- 8.3 清潔
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題 (FAQ)
1. 產品概述
本文件詳述一款專為現代電子應用設計的高性能表面黏著綠色LED規格。此元件採用氮化銦鎵 (InGaN) 技術，以產生明亮的綠色光源。其主要設計目標在於相容於自動化組裝製程、確保迴流焊接的可靠性，並符合環境標準。此LED以符合EIA標準的格式封裝於8mm載帶上，並以7英吋捲盤供應，非常適合大量生產線使用。
2. 深入技術參數分析
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。在此條件下操作不保證其性能。
- 功率損耗 (Pd)：80 mW。此為LED在環境溫度 (Ta) 25°C下，所能散發的最大熱功率。超過此限制可能導致半導體接面熱損壞。
- 峰值順向電流 (IFP)：100 mA。此為最大允許的脈衝電流，在嚴格的1/10工作週期與0.1ms脈衝寬度下定義。此值顯著高於直流額定值，以允許短暫的高強度脈衝。
- 直流順向電流 (IF)：20 mA。此為標準操作下建議的連續工作電流，亦是測量大多數光學特性的條件。
- 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。元件可在未通電的情況下，於此較寬的溫度範圍內儲存。
2.2 電氣與光學特性
這些參數在Ta=25°C且IF=20mA的條件下測量（除非另有說明），代表典型的操作性能。
- 發光強度 (IV)：280 至 900 mcd (毫燭光)。此寬廣範圍表示元件提供多種亮度等級。強度是使用經過濾波以匹配人眼明視覺反應 (CIE曲線) 的感測器進行測量。
- 視角 (2θ1/2)：120 度。這是一個非常寬廣的視角，定義為發光強度降至其軸向峰值一半時的全角。適合需要廣角照明或可視性的應用。
- 峰值發射波長 (λP)：518 nm。此為LED光譜輸出強度達到最大值時的波長。
- 主波長 (λd)：520 至 535 nm。這是人眼感知光線顏色時所對應的單一波長，源自CIE色度圖。它是顏色規格的關鍵參數。
- 光譜線半高寬 (Δλ)：35 nm。此參數亦稱為半高全寬 (FWHM)，描述了光的光譜純度。35nm是綠色InGaN LED的典型值。
- 順向電壓 (VF)：2.8V 至 3.8V。此為LED在20mA操作時的跨壓。此範圍容納了正常的製造變異，並由分級代碼進一步定義。
- 逆向電流 (IR)：10 μA (最大值) 於 VR=5V。此為漏電流規格。重要注意事項：規格書明確指出，此元件並非設計用於逆向操作。施加逆向電壓可能損壞LED。
3. 分級代碼系統說明
為確保生產批次的一致性，LED會根據關鍵參數被分類到不同的等級中。這使得設計師能為其應用選擇特性嚴格控制的元件。
3.1 順向電壓分級 (D-Codes)
分級確保電路中的LED具有相似的壓降，促進並聯配置下的電流均流。每個等級的公差為±0.1V。
- D7: 2.80V - 3.00V
- D8: 3.00V - 3.20V
- D9: 3.20V - 3.40V
- D10: 3.40V - 3.60V
- D11: 3.60V - 3.80V
3.2 發光強度分級 (T/U/V-Codes)
此分級控制亮度輸出。每個等級的公差為±11%。
- T1: 280.0 - 355.0 mcd
- T2: 355.0 - 450.0 mcd
- U1: 450.0 - 560.0 mcd
- U2: 560.0 - 710.0 mcd
- V1: 710.0 - 900.0 mcd
3.3 主波長分級 (AP/AR-Codes)
此分級確保精確的顏色一致性。每個等級的公差為±1nm。
- AP: 520.0 - 525.0 nm
- AQ: 525.0 - 530.0 nm
- AR: 530.0 - 535.0 nm
4. 性能曲線分析
雖然規格書引用了特定圖表（圖1、圖5），但亦指出提供典型的特性曲線，通常包括：
- 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨電流增加，通常在較高電流下因發熱和效率下降而呈現次線性增長。
- 順向電壓 vs. 順向電流：展示二極體的指數型I-V關係。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度：說明光輸出隨接面溫度上升而下降，這是熱管理的關鍵因素。
- 光譜分佈：相對強度對波長的圖表，顯示峰值約在518nm處以及35nm的半高全寬。
- 視角分佈圖：顯示光強度角度分佈的極座標圖，確認120度視角。
5. 機械與封裝資訊
5.1 元件尺寸
此LED符合標準EIA封裝外形。關鍵尺寸公差為±0.2mm（除非另有規定）。封裝採用透明透鏡，可最大化光提取效率並提供規定的寬廣視角。
5.2 極性識別與PCB焊墊佈局
規格書包含建議的印刷電路板 (PCB) 焊接墊佈局，適用於紅外線或氣相迴流焊接。此焊墊佈局旨在確保形成良好的焊點、可靠的電氣連接以及足夠的散熱。極性標示於元件本體上（通常為陰極標記），必須與PCB佈局上對應的陽極和陰極焊墊正確對齊。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊接溫度曲線
此元件相容於紅外線迴流焊接製程。建議採用符合JEDEC標準J-STD-020B的無鉛焊接溫度曲線。關鍵參數包括：
- 預熱：150°C 至 200°C。
- 預熱時間：最長 120 秒。
- 峰值溫度：最高 260°C。
- 液相線以上時間：建議遵循錫膏製造商規格與JEDEC指南，以確保可靠的焊點，同時避免LED承受過度的熱應力。
注意：必須針對生產中使用的特定PCB設計、元件組合、錫膏和爐體來定義溫度曲線。
6.2 手工焊接
若必須進行手工焊接，請務必極度小心：
- 烙鐵溫度：最高 300°C。
- 焊接時間：每個焊點最長 3 秒。
- 限制：僅限一次焊接循環。重複加熱可能損壞封裝和半導體晶片。
7. 包裝與處理
7.1 載帶與捲盤規格
LED以業界標準的凸起式載帶（8mm寬）供應，並以覆蓋帶密封，捲繞於7英吋（178mm）直徑的捲盤上。
- 每捲數量：2000 顆。
- 零頭最小訂購量 (MOQ)：500 顆。
- 包裝標準：符合 ANSI/EIA-481 規範。
- 缺件：載帶中最多允許連續兩個空袋。
7.2 濕度敏感性與儲存
LED封裝具有濕度敏感性。需要適當處理以防止迴流焊接過程中發生爆米花效應（封裝破裂）。
- 密封袋（含乾燥劑）：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% RH。請於袋密封日期起一年內使用。
- 開袋後：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH。強烈建議在暴露於空氣後的168小時（7天）內完成紅外線迴流焊接製程。
- 長期儲存（已開封）：儲存於帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃中。
- 重新烘烤：暴露超過168小時的元件，應在焊接前以約60°C烘烤至少48小時，以去除吸收的濕氣。
8. 應用備註與設計考量
8.1 驅動方法
LED是電流驅動元件。為確保一致且可靠的操作：
- 恆定電流驅動：始終使用恆流源或與電壓源串聯的限流電阻來設定順向電流 (IF)。
- 避免並聯連接：不建議將多個LED直接並聯到單一電壓源並共用一個電阻。LED之間順向電壓 (VF) 的微小差異將導致顯著的電流不平衡，造成亮度不均，甚至可能使某些元件過電流。請為每個LED使用獨立的限流電阻或分開的恆流驅動器。
- 逆向電壓保護：由於此元件並非設計用於逆向偏壓，請確保電路設計能防止任何逆向電壓施加於LED兩端。
8.2 熱管理
儘管功率損耗相對較低（80mW），適當的熱設計能延長使用壽命並維持光學性能。
- PCB佈局：使用建議的焊墊佈局，該佈局通常包含散熱連接。
- 銅箔面積：增加連接到LED散熱焊墊（如適用）或陰極/陽極焊墊的銅箔面積有助於散熱。
- 環境溫度：確保操作環境溫度保持在規定範圍內。若環境溫度接近上限，應降低最大順向電流額定值。
8.3 清潔
若需進行焊後清潔：
- 建議溶劑：僅使用酒精類清潔劑，如乙醇或異丙醇。
- 製程：在常溫下浸泡少於一分鐘。
- 避免：請勿使用未指定的化學液體，以免損壞塑膠透鏡或封裝材料。
9. 技術比較與差異化
此LED在市場上的主要區別特點包括：
- 極寬廣視角 (120°)：與光束較窄的標準LED相比，提供卓越的側面可視性，非常適合狀態指示燈和需要廣角觀看的背光應用。
- 符合RoHS與綠色產品規範：製造過程中不含鉛、汞、鎘等有害物質，符合全球環保法規。
- 完全相容於自動化組裝：載帶捲盤包裝、標準EIA焊墊佈局以及與紅外線迴流製程的相容性，使其能無縫整合到高速SMT（表面黏著技術）生產線中。
- 完整的分級系統：三參數分級 (VF, IV, λd) 允許針對需要嚴格控制亮度、顏色和電氣行為一致性的應用進行精確選擇。
10. 常見問題 (FAQ)
問：我可以用5V電源驅動這顆LED嗎？
答：可以，但必須使用串聯的限流電阻。使用公式 R = (V電源- VF) / IF計算電阻值。對於5V電源，以及在20mA下典型的VF值3.2V，R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 歐姆。為進行保守設計，確保批次中任何一顆元件的電流都不超過20mA，應使用規格書中的最大VF值 (3.8V) 進行計算。
問：峰值波長和主波長有何不同？
答：峰值波長 (λP) 是LED發射最大光功率的物理波長。主波長 (λd) 是基於CIE色度圖計算出的值，代表人眼感知到的顏色所對應的單一波長。λd是視覺應用中顏色規格的關鍵參數。
問：為什麼打開防潮袋後有168小時的車間壽命限制？
答：LED的塑膠封裝會從空氣中吸收濕氣。在高溫迴流焊接過程中，這些被吸收的濕氣會迅速汽化，產生內部壓力，可能導致封裝破裂（爆米花效應）。168小時的限制是假設封裝濕度保持在臨界水平以下的安全暴露時間。
問：我可以將此LED用於汽車內飾照明嗎？
答：其操作溫度範圍 (-40°C 至 +85°C) 涵蓋了典型的汽車內飾要求。然而，規格書註明此LED適用於一般電子設備。對於汽車應用，特別是外部或安全關鍵應用，元件通常需要通過AEC-Q102認證及特定的可靠性測試。務必諮詢製造商以獲取特定應用的可靠性數據。
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。 |