SMD LED 三色白光擴散型規格書 - 封裝尺寸 3.5x3.2x1.9mm - 電壓 1.8-3.7V - 功率 0.56-0.89W

1. 產品概述
1.1 核心優勢
1.2 目標市場
2. 技術參數：深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
2.2 熱特性
2.3 電氣與光學特性
3. 分級系統說明
3.1 發光強度分級
3.2 主波長分級
4. 性能曲線分析
4.1 相對強度 vs. 波長（光譜）
4.2 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）
4.3 順向電流 vs. 環境溫度（降額曲線）
4.4 相對發光強度 vs. 順向電流
4.5 空間分佈（視角圖案）
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
5.2 接腳定義
5.3 建議 PCB 焊接墊
6. 焊接與組裝指南
6.1 建議紅外線迴焊溫度曲線
6.2 清潔
6.3 儲存條件
7. 包裝與訂購資訊
7.1 捲帶與捲盤規格
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
8.2 設計考量
9. 技術比較與差異化
10. 常見問題（基於技術參數）
10.1 我可以同時以最大電流驅動所有三種顏色嗎？
10.2 為什麼每種顏色的順向電壓不同？
10.3 如何使用此 LED 產生白光？
11. 實際應用案例
12. 工作原理簡介
13. 技術趨勢

1. 產品概述

本文件詳述一款高效能表面黏著三色 LED 的規格。此元件將紅、綠、藍三色半導體晶片整合於單一白光擴散透鏡封裝內，可透過獨立或組合操作創造出廣泛的色譜。專為自動化組裝製程設計，非常適合空間受限、需要狀態指示、背光或符號照明的應用。

1.1 核心優勢

符合 RoHS 環保標準。
以 12mm 寬捲帶包裝於 7 英吋直徑捲盤，相容於高速取放設備。
標準化 EIA 封裝佔位面積確保設計相容性。
積體電路（I.C.）相容的驅動位準。
可承受紅外線迴焊製程，適用於無鉛組裝。
預處理至 JEDEC Level 3 濕度敏感度標準，確保可靠性。

1.2 目標市場

此元件適用於廣泛的電子設備，包括但不限於通訊裝置（無線/行動電話）、可攜式運算裝置（筆記型電腦）、網路系統、家電、工業控制面板，以及需要多色指示或照明的室內標誌應用。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

所有額定值均在環境溫度（Ta）為 25°C 下指定。超過這些限制可能導致永久性損壞。

功率消耗（Pd）：依顏色而異：綠色：740 mW，紅色：560 mW，藍色：888 mW。此參數定義 LED 能以熱量形式消散的最大功率。
峰值順向電流（I_F(PEAK)）：在脈衝條件下量測（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）。綠/紅：400 mA，藍：500 mA。
連續順向電流（I_F）：最大允許直流電流。綠/紅：200 mA，藍：240 mA。
操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。

2.2 熱特性

熱管理對於 LED 效能與壽命至關重要。

最高接面溫度（T_j）：綠/藍：125°C，紅：115°C。半導體晶片不得超過此溫度。
接面至環境熱阻（R_θJA）：綠：70 °C/W，紅/藍：40 °C/W。此值表示熱量從晶片傳遞到周圍空氣的效率。數值越低表示熱性能越好。綠色晶片較高的熱阻值，在高功率應用中可能需要更謹慎的熱設計。

2.3 電氣與光學特性

在 Ta=25°C 及指定測試電流下量測（紅：150mA，綠/藍：120mA）。

發光強度（I_v）：感知亮度。綠：8000-17000 mcd，紅：5500-13000 mcd，藍：1500-3200 mcd。人眼對藍光較不敏感，導致相近輻射功率下 mcd 值較低。
視角（2θ_1/2）：通常為 120 度。此寬廣視角由擴散透鏡實現，提供均勻、非定向的光輸出，適合面板照明。
主波長（λ_d）：定義感知顏色。綠：515-530 nm，紅：615-630 nm，藍：448-463 nm。
峰值發射波長（λ_p）：光譜功率分佈達到最大值時的波長。通常：綠：521 nm，紅：631 nm，藍：445 nm。
光譜線半高寬（Δλ）：發射光的頻寬。通常：綠：30 nm，紅：20 nm，藍：25 nm。
順向電壓（V_F）：在測試電流下 LED 兩端的電壓降。綠/藍：2.7-3.7 V，紅：1.8-2.8 V。紅色晶片通常基於 AlInGaP，其能隙較低，因此順向電壓低於基於 InGaN 的綠色和藍色晶片。
逆向電流（I_R）：在 V_R=5V 時最大 10 μA。此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅供測試用途。

3. 分級系統說明

LED 根據關鍵光學參數進行分級，以確保生產批次內的顏色與亮度一致性。

3.1 發光強度分級

單位：mcd @ 指定測試電流。每個分級代碼（L1-L8）定義每種顏色的最小/最大範圍。例如，綠色的 L1 級涵蓋 8000-12000 mcd，而 L5 級涵蓋 12000-17000 mcd。每個亮度分級內的容差為 +/-11%。

3.2 主波長分級

單位：nm @ 指定測試電流。分級代碼 D1-D9 定義每種顏色的窄波長範圍（例如，綠色的 D1：515-520 nm，D7：525-530 nm）。每個主波長分級的容差為 +/- 1 nm，允許精確的色彩匹配。

4. 性能曲線分析

4.1 相對強度 vs. 波長（光譜）

光譜分佈曲線顯示每種顏色晶片有明顯且相對狹窄的峰值，確認了紅、綠、藍發光的純度。半高寬值表示光譜純度，其中紅色最窄。

4.2 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）

I-V 曲線展示了典型的二極體指數關係。綠色和藍色的曲線由於其相似的 InGaN 材料系統和較高的能隙而緊密對齊，而紅色曲線則偏移至較低的電壓。

4.3 順向電流 vs. 環境溫度（降額曲線）

此圖顯示最大允許連續順向電流隨著環境溫度升高而降低。此降額對於防止接面溫度超過其最大額定值至關重要。由於熱阻和最高接面溫度的差異，不同顏色間的曲線略有不同。

4.4 相對發光強度 vs. 順向電流

光輸出隨電流增加而增加，但在較高電流下呈現次線性行為，主要歸因於熱效應和效率下降。這凸顯了在指定範圍內驅動 LED 以獲得最佳效率和壽命的重要性。

4.5 空間分佈（視角圖案）

極座標圖確認了類似朗伯分佈的發光圖案，全視角約為 120 度，這是擴散透鏡的特徵，可散射光線以產生寬廣、均勻的照明。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

SMD 封裝尺寸約為 3.5mm（長）x 3.2mm（寬）x 1.9mm（高）。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為 ±0.2mm。應參考詳細的尺寸圖以獲取確切的焊接墊佈局和禁區。

5.2 接腳定義

此 6 接腳封裝為每個顏色晶片分配了獨立的陽極和陰極：接腳 1 & 6：藍色，接腳 2 & 5：紅色，接腳 3 & 4：綠色。此配置允許獨立控制每種顏色。

5.3 建議 PCB 焊接墊

提供了焊墊圖案設計，以確保正確焊接、機械穩定性以及從 LED 導出最佳熱傳導。遵循此建議對於組裝良率和長期可靠性至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 建議紅外線迴焊溫度曲線

指定了符合 J-STD-020B 無鉛製程的詳細迴焊溫度曲線。此曲線包括預熱、均熱、迴焊（峰值溫度）和冷卻階段，並定義了時間和溫度限制，以防止對 LED 封裝和內部晶片造成熱損壞。

6.2 清潔

若焊接後需要清潔，僅建議在常溫下浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。未指定的化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

6.3 儲存條件

Sealed Package:密封包裝：
儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度（RH）。元件在帶有乾燥劑的防潮袋中，其車間壽命為一年。已開封包裝：

對於從密封袋中取出的元件，儲存環境不得超過 30°C 和 60% RH。建議在暴露後 168 小時（7 天）內完成紅外線迴焊。如需更長時間儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲帶與捲盤規格

元件以 12mm 寬的凸版載帶供應，捲繞在 7 英吋（178mm）直徑的捲盤上。標準捲盤數量為 1500 件。剩餘訂單的最小包裝數量為 500 件。包裝符合 EIA-481-1-B 規範。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路_{每個顏色通道需要一個與 LED 串聯的限流電阻。電阻值計算為 R = (V}電源_F- V_F) / I_F，其中 V_F和 I

是特定顏色的目標順向電壓和電流。可使用微控制器或專用 LED 驅動 IC 進行 PWM 調光或混色。

8.2 設計考量熱管理：
確保足夠的 PCB 銅箔面積（散熱墊）和可能的通風，以管理散熱，特別是對於熱阻較高的綠色通道。電流驅動：
不得超過絕對最大直流順向電流。為延長使用壽命和穩定的色彩輸出，可考慮在最大額定值以下操作。靜電防護：

雖然未明確標示為敏感元件，但建議在組裝過程中遵循半導體元件的標準 ESD 處理預防措施。

9. 技術比較與差異化

此款白光擴散封裝的三色 LED 提供以下關鍵優勢：整合解決方案：
將三種獨立顏色整合在一個封裝中，與使用三個獨立 LED 相比，節省 PCB 空間並簡化組裝。混色能力：
透過獨立控制每個原色晶片的強度，能夠產生二次色（黃、青、洋紅）和白色。外觀均勻：
白光擴散透鏡在離軸觀看時能混合來自各個晶片的光線，在未通電時提供一致的乳白色外觀，通電時則呈現均勻的彩色光暈。高亮度：

在所有三種顏色上均提供高發光強度，適合即使在光線充足的條件下也需要良好可見度的應用。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我可以同時以最大電流驅動所有三種顏色嗎？

不行。必須考慮總功率消耗。同時驅動紅色（150mA @ ~2.3V = 345mW）、綠色（120mA @ ~3.2V = 384mW）和藍色（120mA @ ~3.2V = 384mW）將導致總內部消耗約為 1113mW，這超過了任何單一晶片的最大功率消耗額定值（藍色最大為 888mW），並會導致嚴重過熱。熱設計必須考慮所有啟動晶片產生的總熱量。

10.2 為什麼每種顏色的順向電壓不同？_F順向電壓由半導體材料的能隙能量決定。紅色 LED 通常使用能隙較低（~1.9-2.0 eV）的 AlInGaP，導致較低的 V_F.

。綠色和藍色 LED 使用能隙較高的 InGaN（綠色約 2.4 eV，藍色約 2.7 eV），導致較高的 V

10.3 如何使用此 LED 產生白光？

白光可以透過以適當強度混合紅、綠、藍光來創造。這是一個加法混色過程。具體的比例（取決於各個晶片的分級和目標白點，例如冷白、暖白）必須透過每個通道的 PWM 控制或調整電流位準來校準。

11. 實際應用案例情境：網路路由器狀態指示燈：

單個三色 LED 可以取代三個單色 LED 來指示多種設備狀態：恆亮綠色表示正常運作，閃爍藍色表示資料傳輸，恆亮紅色表示錯誤/故障。這簡化了前面板設計，減少了元件數量，並透過單一可變色發光孔實現更簡潔的美學。

12. 工作原理簡介

發光二極體（LED）是透過電致發光發射光線的半導體元件。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子和電洞在主動區複合，以光子的形式釋放能量。發射光的波長（顏色）由所用半導體材料的能隙能量決定。在此元件中，三個獨立的半導體晶片（紅：AlInGaP，綠/藍：InGaN）被安置在一起。白光擴散環氧樹脂透鏡封裝晶片，既提供保護，也散射發射光，創造出寬廣、均勻的視角。

13. 技術趨勢

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。

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