目錄
1. 產品概述
本文件詳述一款採用 PLCC-2 封裝的表面黏著元件 (SMD) 中功率 LED 的規格。此元件採用 AIGaInP 晶片，發射遠紅光譜，使其適用於一般照明以外的特殊照明應用。其緊湊的外型、寬廣的視角以及符合環保標準（無鉛、RoHS）是其主要特色。
1.1 核心優勢與目標市場
此 LED 的主要優勢包括在其功率等級中具有高光效，以及 120 度的寬廣視角，確保了廣泛且均勻的光線分佈。緊湊的 PLCC-2 封裝便於設計整合到各種照明燈具中。目標市場高度專業化，專注於需要特定光譜的應用，例如營造氛圍效果的裝飾照明、舞台和攝影棚的娛樂照明，以及日益重要的農業照明，其中遠紅光波長已知會影響植物生理、光形態建成和開花反應。
2. 技術參數深入解析
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致永久損壞的操作極限。此元件的連續順向電流 (IF) 額定值為 60 mA，在脈衝條件下（工作週期 1/10，脈衝寬度 10ms）允許的峰值順向電流 (IFP) 為 120 mA。最大功耗 (Pd) 為 135 mW。操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍稍寬，為 -40°C 至 +100°C。從接面到焊接點的熱阻 (Rth J-S) 規定為 50 °C/W，這對於熱管理設計至關重要。最大允許接面溫度 (Tj) 為 115°C。提供了焊接指南：迴流焊在 260°C 下 10 秒或手動焊接在 350°C 下 3 秒。一個重要注意事項強調了元件對靜電放電 (ESD) 的敏感性，需要適當的處理程序。
2.2 電光特性
這些參數是在標準測試條件下測量的（焊接點溫度 = 25°C，IF= 60mA）。關鍵性能指標是輻射功率 (Iv)，範圍從最小值 15 mW 到最大值 50 mW，典型值在此範圍內，容差為 ±11%。順向電壓 (VF) 範圍從 1.5V 到 2.2V，容差為 ±0.1V。視角 (2θ1/2) 通常為 120 度。反向電流 (IR) 在反向電壓 (VR) 為 5V 時，最大值規定為 1.5 µA。
3. 分級系統說明
為確保一致性並允許精確選擇，LED 根據關鍵參數被分類到不同的分級區間。
3.1 輻射功率分級
輻射輸出被分類為標記為 A3 到 B2 的區間。A3 區間涵蓋 15-20 mW，A4 涵蓋 20-25 mW，A5 涵蓋 25-30 mW，B1 涵蓋 30-40 mW，B2 涵蓋 40-50 mW，所有測量均在 IF=60mA 下進行。
3.2 順向電壓分級
順向電壓以 0.1V 為步進進行分級。分級代碼 22 到 28 分別對應電壓範圍從 1.5-1.6V 到 2.1-2.2V（在 IF=60mA 下）。
3.3 峰值波長分級
這是光譜應用的關鍵分級。遠紅光發射按峰值波長分級：FA3 (720-730 nm)、FA4 (730-740 nm) 和 FA5 (740-750 nm)。主/峰值波長的測量容差為 ±1nm。
4. 性能曲線分析
規格書提供了幾張圖表，說明元件在不同條件下的行為。
4.1 光譜分佈
光譜圖顯示了從大約 645nm 到 795nm 波長範圍內的相對發光強度，在遠紅光區域 (720-750nm) 有一個明顯的峰值，確認了 AIGaInP 晶片的發射特性。
4.2 熱與電氣特性
圖 1：順向電壓偏移 vs. 接面溫度顯示 VF隨著接面溫度 (Tj) 從 25°C 增加到 115°C 而線性下降，這是半導體接面的典型行為。
圖 2：相對輻射功率 vs. 順向電流展示了驅動電流與光輸出之間的非線性關係，表明在較高電流下效率會下降。
圖 3：相對發光強度 vs. 接面溫度繪製了歸一化光輸出對 Tj的關係，顯示隨著溫度升高，光效降低，凸顯了熱管理的重要性。
圖 4：順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)描繪了在 25°C 下的基本二極體特性。
圖 5：最大驅動順向電流 vs. 焊接溫度是一條降額曲線，表示根據給定的 Rth j-s為 50°C/W，隨著環境/焊接點溫度升高，必須降低最大安全工作電流。
圖 6：輻射圖是一個極座標圖，說明了空間強度分佈，確認了寬廣、類似朗伯體的發射模式。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
提供了 PLCC-2 封裝的詳細尺寸圖。關鍵尺寸包括總長度和寬度、LED 晶片腔的尺寸和位置，以及陽極/陰極焊盤位置。除非另有說明，圖紙規定了 ±0.1 mm 的標準公差。封裝使用水清樹脂。
6. 焊接與組裝指南
絕對最大額定值規定了焊接條件：迴流焊 260°C 10 秒或手動焊接 350°C 3 秒。使用注意事項部分強烈建議與 LED 串聯使用限流電阻，因為二極體的指數型 I-V 特性意味著微小的電壓變化可能導致巨大的、可能具有破壞性的電流浪湧。對於儲存，關鍵是在準備在生產線上使用元件之前不要打開防潮屏障袋，以防止吸濕，這可能在迴流焊過程中導致爆米花現象。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 包裝規格
LED 以抗濕膠帶和捲盤形式供應。規定了載帶尺寸，每捲可容納 4000 個元件。包含了捲盤和載帶的詳細圖紙，標準公差為 ±0.1mm。包裝過程包括將捲盤放入帶有乾燥劑和說明標籤的鋁製防潮袋中。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含以下欄位：客戶產品編號 (CPN)、產品編號 (P/N)、包裝數量 (QTY)、發光強度等級 (CAT)、主波長等級 (HUE)、順向電壓等級 (REF) 和批號 (LOT No)。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 裝飾與娛樂照明：用於營造深紅色環境照明、建築重點照明或舞台和攝影棚設置中的特殊效果。
- 農業照明：這是一個關鍵應用。遠紅光 (700-750nm) 與植物光受體光敏色素相互作用，影響種子發芽、避蔭反應和開花。它通常與紅光和藍光 LED 結合使用於園藝照明系統中，以優化植物的生長和發育。
- 一般用途：雖然稱為一般，但這可能指的是需要特定紅色顏色的指示燈或狀態燈，儘管遠紅光譜對於標準指示燈來說較不常見。
8.2 設計考量
設計師必須實施適當的恆流驅動或使用串聯電阻以防止過電流。熱管理至關重要；50 °C/W 的熱阻需要從焊接點到散熱器或 PCB 銅箔的有效熱路徑，以維持低接面溫度並確保長期可靠性和穩定的光輸出。光學設計必須考慮寬廣的視角以實現所需的光束模式。
9. 可靠性與測試
概述了一個全面的可靠性測試計劃，以 90% 的置信水平和 10% 的批允許不良率 (LTPD) 進行。測試包括：耐焊熱性、溫度循環 (-40°C 至 +100°C)、高溫/高濕壽命 (85°C/85% RH)、低溫壽命 (-40°C)、高溫壽命 (60°C 和 85°C)、脈衝開/關循環、熱衝擊和功率溫度循環。每項測試都有特定的條件、持續時間（最長 3000 小時）、樣本大小（8 個）和接受標準（允許 0 個失效，1 個失效則拒收該批）。
10. 技術比較與差異化
與相同 PLCC-2 封裝中的標準中功率 LED（通常用於白光）相比，此元件的主要差異在於其專門的 AIGaInP 半導體材料發射遠紅光譜。雖然標準 LED 可能使用 InGaN 用於藍/綠光或 AlGaInP 用於標準紅/琥珀光，但此特定波長目標 (720-750nm) 迎合了利基的生物和美學應用。其性能參數（光效、電壓）針對此光譜區域進行了優化。
11. 常見問題（基於技術參數）
問：為什麼必須使用限流電阻？
答：LED 的順向電壓具有負溫度係數和製造公差。沒有電阻，供應電壓的輕微增加或 VF因加熱而降低，可能導致電流呈指數級上升，超過絕對最大額定值並損壞元件。
問：如何解讀料號中的分級代碼？
答：料號可能編碼了特定訂購批次所滿足的輻射功率（例如 A3、B2）、順向電壓（例如 22、28）和峰值波長（例如 FA4）的具體分級，確保您收到特性緊密集中的 LED。
問：我可以連續以此 LED 的峰值電流 (120mA) 驅動嗎？
答：不可以。峰值順向電流額定值僅適用於脈衝操作（1/10 工作週期，10ms 脈衝寬度）。連續操作不得超過 60mA 順向電流額定值，並需考慮圖 5 在高溫下所需的降額。
12. 實際使用案例
情境：為種植光週期敏感花卉的垂直農場層架設計一個補充照明模組。
設計目標是在每日光照期結束時提供短暫的遠紅光照射以促進開花。將在金屬核心 PCB (MCPCB) 上佈置一系列此類 LED 以實現最佳散熱。將使用設定為每串 60mA 的恆流 LED 驅動器。120 度的寬廣視角確保了良好的冠層穿透性，無需複雜的二次光學元件。將根據目標植物物種的光敏色素反應選擇特定的波長分級（例如，用於 730-740nm 的 FA4）。該模組將被編程在主白光燈關閉後開啟 15 分鐘。
13. 工作原理
此 LED 是一個在順向偏壓下操作的半導體光二極體。當施加超過其順向電壓 (1.5-2.2V) 的電壓時，電子和電洞分別從 n 型和 p 型半導體層注入到主動區。在由 AIGaInP（磷化鋁鎵銦）製成的主動區內，這些電荷載子重新結合。此重新結合事件的大部分能量通過稱為電致發光的過程以光子（光）的形式釋放。AIGaInP 合金的特定能隙決定了發射光子的波長，在本例中位於光譜的遠紅光部分 (720-750 nm)。
14. 技術趨勢
使用像此遠紅光元件這樣的窄頻、特定波長 LED，在非一般照明領域是一個日益增長的趨勢。在園藝領域，研究正朝著使用藍光、紅光、遠紅光，有時是綠光或紫外光波長的精確組合來優化不同植物特性（生長速率、形態、營養成分、開花）的光配方發展。這增加了對跨越這些特定光譜帶的高效、可靠 LED 的需求。此外，半導體磊晶技術的進步允許在這些歷來更具挑戰性的較長波長上實現更緊密的波長分級和更高的光效。將此類 LED 與智慧感測器和控制系統整合，用於自適應照明系統，代表了一個關鍵的發展方向。
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。 |