目錄
1. 產品概述
本文件詳述一款專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計的白色霧面表面黏著裝置（SMD）發光二極體（LED）之規格。此元件以其緊湊尺寸為特點，適用於空間受限的應用。其設計與高產量自動化貼裝系統及標準紅外線（IR）迴焊製程相容，並符合無鉛組裝的產業標準。
1.1 核心功能與目標市場
此LED設計具備多項關鍵功能，增強其在現代電子產品中的適用性。它符合RoHS（有害物質限制）指令。以業界標準的8mm載帶包裝於7吋捲盤上供應，便於取放機高效處理。此元件與積體電路相容，並已預處理至JEDEC Level 3濕度敏感等級，確保焊接過程中的可靠性。其主要目標市場包括電信設備、辦公室自動化裝置、家電產品及工業控制系統。典型應用範圍涵蓋狀態指示燈、前面板背光，以及訊號與符號照明。
2. 技術參數：深入客觀解讀
LED的性能由一系列在環境溫度（Ta）25°C下量測的完整電氣與光學參數所定義。
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。對於黃光LED，最大功耗為72 mW；而對於綠光LED，則為102 mW。兩種顏色共享的最大連續直流順向電流（IF）均為30 mA。在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度），允許較高的峰值順向電流80 mA。此元件額定工作溫度範圍為-40°C至+85°C，並可在-40°C至+100°C的環境中儲存。
2.2 電氣與光學特性
核心性能指標是在測試條件IF = 20mA下指定的。黃光LED的發光強度（Iv）範圍從最小值710 mcd到最大值1800 mcd。綠光LED提供更高的輸出，範圍從1120 mcd到2800 mcd。視角（2θ1/2）定義為強度降至軸向值一半時的全角，兩者通常均為120度，表示其具有寬廣、擴散的發光模式。峰值發射波長（λP）為590 nm（黃光）和524 nm（綠光），主波長（λd）分別指定在585-595 nm和518-528 nm的範圍內。順向電壓（VF）因顏色而異：黃光LED的VF介於1.8V至2.4V之間，而綠光LED在20mA時的工作電壓介於2.6V至3.4V之間。在反向電壓（VR）5V下，最大反向電流（IR）為10 μA，請注意此元件並非設計用於反向偏壓操作。
3. 分級系統說明
為確保發光輸出的穩定性，LED會根據發光強度進行分級。每個級別都有定義的最小和最大發光強度值，每個級別內的容差為 +/-11%。
3.1 發光強度分級
對於黃光LED，級別代碼為V1（710-900 mcd）、V2（900-1120 mcd）、W1（1120-1400 mcd）和W2（1400-1800 mcd）。對於綠光LED，級別為W1（1120-1400 mcd）、W2（1400-1800 mcd）、X1（1800-2240 mcd）和X2（2240-2800 mcd）。此分級制度讓設計師能選擇符合其應用特定亮度要求的元件。
4. 性能曲線分析
雖然原始文件中引用了具體的圖形數據，但此類元件的典型性能曲線通常說明順向電流與發光強度之間的關係（I-V曲線）、順向電壓隨溫度的變化，以及顯示峰值波長和光譜半寬的光譜功率分佈圖。這些曲線對於理解元件在非標準操作條件下的行為以及進行精確的電路設計至關重要。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸與接腳定義
此LED採用標準SMD封裝。白色霧面透鏡內封裝了兩個半導體晶片。接腳定義明確：接腳1和2用於綠光（InGaN）LED，接腳3和4用於黃光（AlInGaP）LED。所有尺寸圖均以毫米為單位標示尺寸，除非另有說明，一般公差為±0.2 mm。此資訊對於PCB焊墊設計至關重要。
5.2 建議的PCB焊墊佈局
文件中提供了建議用於紅外線或氣相迴焊的PCB銅焊墊圖案。遵循此佈局可確保組裝後焊點形成良好、熱管理得當以及元件機械穩定性。
6. 焊接與組裝指南
6.1 紅外線迴焊溫度曲線
提供了一個符合J-STD-020B無鉛製程的建議迴焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱溫度150-200°C、預熱時間最長120秒、峰值溫度不超過260°C，以及高於液相線（或峰值）的時間限制在最長10秒。必須強調，最佳曲線取決於特定的PCB設計、錫膏和迴焊爐，所提供的曲線應作為通用目標，並在特定組裝線上進行驗證。
6.2 手動焊接
若需使用烙鐵進行手動焊接，建議的烙鐵頭最高溫度為300°C，每個焊點的焊接時間不超過3秒。此操作應僅執行一次，以防止對LED封裝造成熱損傷。
6.3 儲存條件
正確的儲存對於維持可焊性至關重要。未開封的防潮袋（含乾燥劑）應儲存在≤30°C且≤70%相對濕度的環境中，保存期限為一年。開封後，LED應儲存在≤30°C且≤60%相對濕度的環境中。從原始包裝中取出的元件應在168小時內進行紅外線迴焊。若超過此時間窗口，建議在焊接前進行約60°C、至少48小時的烘烤，以去除吸收的水氣並防止迴焊過程中發生爆米花現象。
6.4 清潔
若需在焊接後進行清潔，僅應使用指定的醇類溶劑，如乙醇或異丙醇。LED應在常溫下浸泡少於一分鐘。使用未指定的化學品可能會損壞封裝材料或透鏡。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 載帶與捲盤規格
LED包裝在8mm寬的壓紋載帶中，並捲繞在直徑7吋（178mm）的捲盤上。每捲包含2000顆元件。載帶以頂蓋密封。包裝遵循ANSI/EIA 481規範，該規範規定了口袋間距和捲盤尺寸等參數，以確保與自動化設備的相容性。對於剩餘訂單，最小包裝數量為500顆。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
此雙色LED非常適合需要從單一元件佔位面積實現多狀態指示的應用。例如：電源/充電狀態指示燈（例如，綠光表示開啟或已充滿，黃光表示待機或充電中）、消費性電子產品上的模式選擇回饋，以及控制面板上符號或圖示的背光。其寬廣的視角使其適用於離軸角度可見性很重要的應用。
8.2 設計考量
電流驅動：LED是電流驅動元件。當使用電壓源驅動時，必須為每個顏色通道使用一個串聯的限流電阻。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - VF_LED) / IF，其中VF_LED是特定LED顏色在所需電流（例如20mA）下的順向電壓。使用規格書中的最大VF值進行計算，可確保即使元件存在變異，電流也不會超過限制。
熱管理：雖然功耗較低，但確保散熱焊墊（如有）周圍有足夠的PCB銅箔面積或適當的走線寬度，有助於散熱，從而維持LED的性能與使用壽命，特別是在高環境溫度的應用中。
電路佈局：保持兩個顏色驅動電路的獨立性，以便進行獨立控制。
9. 技術比較與差異化
此元件的關鍵差異化特點在於將兩種不同的LED顏色（綠光和黃光）整合在一個緊湊的白色霧面封裝內。與使用兩個獨立的單色LED相比，這節省了PCB空間。霧面透鏡提供的120度寬廣視角，提供了均勻的照明，非常適合面板指示燈。此元件與標準SMD組裝製程（JEDEC Level 3 MSL、無鉛迴焊）的相容性，確保其可直接導入現有的高產量製造線，無需特殊處理或製程變更。
10. 常見問題（基於技術參數）
問：我可以同時以最大電流驅動兩個LED顏色嗎？
答：不行。絕對最大額定值分別指定了每個顏色的功耗限制（黃光72mW，綠光102mW）。同時以30mA直流驅動兩者，總功耗很可能超過封裝的熱承受能力，可能導致過熱並縮短使用壽命。請參考降額曲線（如有提供），或在同時使用時以較低電流操作。
問：峰值波長和主波長有什麼區別？
答：峰值波長（λP）是發射光功率最高的波長。主波長（λd）是單色光的波長，對於標準人眼觀察者而言，其顏色與LED的輸出顏色相同。λd是從CIE色度圖推導出來的，通常與顏色規格更為相關。
問：順向電壓範圍相當寬（例如，綠光為2.6V-3.4V）。這對我的電路設計有何影響？
答：由於半導體製造公差，這種變異在LED中很典型。您的限流電路必須設計為能處理最壞情況。在計算電阻時使用最大VF（3.4V），以確保即使您收到具有最高VF的LED，電流也永遠不會超過期望值（例如20mA）。這將導致VF較低的LED亮度稍暗，但這是安全的設計方法。
11. 實際應用案例分析
情境：為可攜式裝置設計雙狀態充電指示燈。
一個常見的應用案例是指示燈在充電時顯示紅色，接近充滿時顯示黃色，充滿時顯示綠色。雖然此特定LED不包含紅色，但設計原理相似。兩個獨立的驅動電路（例如，來自微控制器的GPIO接腳搭配串聯電阻）將分別控制黃光和綠光LED。韌體將依序控制顏色：在主動充電期間，綠光關/黃光亮；然後在充電完成時切換為綠光亮/黃光關。白色霧面透鏡確保光線均勻混合並可從寬廣角度看見，提供清晰的用戶回饋。SMD封裝使得此功能得以在裝置密集的PCB上以極小的佔位面積實現。
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。此現象稱為電致發光。當順向電壓施加於p-n接面時，來自n型材料的電子與來自p型材料的電洞復合，以光子（光）的形式釋放能量。光的特定顏色由所使用的半導體材料的能隙決定。在此元件中，綠光由氮化銦鎵（InGaN）晶片產生，黃光由磷化鋁銦鎵（AlInGaP）晶片產生。白色霧面環氧樹脂透鏡封裝了晶片，提供機械保護，將光輸出光束塑造成寬廣角度，並擴散光線以減少眩光並創造均勻的外觀。
13. 產業趨勢與發展
用於指示燈應用的SMD LED趨勢持續朝向更高效率（每單位電功率產生更多光輸出）、更小的封裝尺寸以適應日益密集的電子產品，以及更高的整合度發展。單一封裝內的多色和RGB LED變得越來越普遍，實現了全彩可編程性。同時，業界也專注於改善顏色一致性並收緊分級規格，以滿足色彩匹配至關重要的應用需求。此外，封裝材料的進步旨在提高在高溫迴焊曲線下的可靠性，並改善長期流明維持率。本文所述的元件透過在標準化、可靠的SMD格式中提供雙色功能，適合自動化、高可靠性的製造，符合這些更廣泛的趨勢。
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。 |