SMD 中功率黃光 LED 67-21S 規格書 - PLCC-2 封裝 - 2.1-2.8V - 70mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款採用 PLCC-2 封裝、發射黃光之表面黏著元件（SMD）中功率 LED 的規格。此元件專為通用照明應用設計，在性能、效率與緊湊尺寸間取得平衡。其具備寬廣視角，採用無鉛材料製造，並符合 RoHS 環保標準，適用於現代電子組裝製程。

1.1 核心特性與優勢

此 LED 的主要優勢包括其高發光效率及中功率消耗特性，使其能在各種照明情境下高效運作。緊湊的 PLCC-2 外型便於整合至 PCB 設計中，而 120 度的寬廣視角則確保了均勻的光線分佈。其符合無鉛與 RoHS 指令，與全球環保法規接軌。

1.2 目標應用與市場

此 LED 設計為適用於多種照明領域的通用元件。其主要應用領域包括裝飾與娛樂照明，其中一致的色彩與亮度至關重要。它亦適用於農業照明系統。此外，其通用性使其成為消費性與工業電子產品中指示燈、背光及其他常見照明任務的可靠選擇。

2. 技術參數：深入客觀分析

本節提供在定義測試條件下，元件操作極限與性能特性的詳細、客觀解析。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。這些額定值是在焊接點溫度（T_Soldering）為 25°C 時指定的。連續順向電流（I_F）不得超過 70 mA。對於脈衝操作，在佔空比 1/10 及脈衝寬度 10 ms 的條件下，允許峰值順向電流（I_FP）為 140 mA。最大功耗（P_d）為 200 mW。元件可在 -40°C 至 +85°C 的環境溫度（T_opr）範圍內操作，並可在 -40°C 至 +100°C 之間儲存（T_stg）。從接面到焊接點的熱阻（R_th J-S）為 50 °C/W，最大允許接面溫度（T_j）為 115°C。焊接必須遵循嚴格的溫度曲線：迴流焊最高 260°C 持續最多 10 秒，或手動焊接最高 350°C 持續最多 3 秒。重要注意事項強調產品對靜電放電（ESD）敏感，需要採取適當的處理預防措施。

2.2 電光特性

電光特性是在 T_Soldering = 25°C 及測試電流（I_F）為 60 mA（代表典型工作點）下量測的。光通量（I_v）的典型範圍從 8.5 lm（最小值）到 13.0 lm（最大值）。順向電壓（V_F）通常介於 2.1 V 至 2.8 V 之間。視角（2θ_1/2），定義為半強度的全角，為 120 度。當施加 5V 反向電壓（V_R）時，保證反向電流（I_R）最大為 50 µA。重要公差說明：光通量具有 ±11% 的公差，而順向電壓在其分級值周圍具有 ±0.1V 的公差。

3. 分級系統說明

為確保生產批次的一致性，LED 會根據關鍵性能參數進行分級。這使得設計師能夠選擇符合特定應用對亮度與電氣特性要求的元件。

3.1 光通量分級

光輸出分為數個分級代碼（B7, B8, B9, L1, L2, L3），每個代碼定義了在 I_F=60mA 下量測的特定最小與最大光通量值範圍。例如，B7 級涵蓋 8.5 至 9.0 lm，而 L3 級涵蓋 12.0 至 13.0 lm。光通量的整體公差為 ±11%。

3.2 順向電壓分級

順向電壓分為代碼 28 至 34，每個代碼代表 0.1V 的步階。28 級涵蓋 2.1V 至 2.2V，而 34 級涵蓋 2.7V 至 2.8V。順向電壓的公差為相對於分級範圍的 ±0.1V。

3.3 主波長分級

黃色由其主波長定義。指定了兩個分級代碼：Y52 對應主波長範圍 585 nm 至 590 nm，Y53 對應 590 nm 至 595 nm。主波長/峰值波長的量測公差為 ±1 nm。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供了 LED 在不同操作條件下行為的深入見解，這對於穩健的電路設計與熱管理至關重要。

4.1 光譜分佈

提供的光譜曲線顯示了從約 540 nm 到 640 nm 波長範圍內的相對發光強度。曲線在黃色區域（約 585-595 nm）達到峰值，確認了主波長分級，在可見光譜的其他部分發射極少。

4.2 典型電光特性曲線

圖示了幾個關鍵關係：圖 1 顯示順向電壓偏移隨著接面溫度從 25°C 升高到 115°C 而線性下降。圖 2 描繪了相對輻射功率隨著順向電流增加以次線性方式增加。圖 3 顯示相對光通量隨著接面溫度升高而降低，這是 LED 常見的熱特性。圖 4 顯示了順向電流與順向電壓的關係，這對於驅動器設計至關重要。圖 5 提供了降額曲線，顯示最大允許順向電流隨著焊接點溫度升高而降低，這對於熱設計至關重要。圖 6 是極座標輻射圖，說明了空間強度分佈，確認了寬廣的 120 度視角。

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、寬度和高度，以及焊盤間距和尺寸。圖紙指定未標註尺寸的預設公差為 ±0.15 mm。此資訊對於 PCB 焊盤設計及確保組裝過程中的正確放置至關重要。

5.2 極性識別

雖然文中未明確詳述，但標準 PLCC-2 封裝通常有標記的陰極（通常是凹口、圓點或倒角）用於極性識別。設計師必須查閱封裝圖紙以確認此特定元件的確切標記方式。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊參數

規格書明確說明了焊接的最大溫度曲線：元件在迴流焊期間可承受最高 260°C 的峰值溫度，持續時間最長 10 秒。對於手動焊接，極限為 350°C 持續 3 秒。超過這些限制可能會損壞 LED 的內部結構或塑膠封裝。

6.2 儲存與處理注意事項

此元件對濕氣敏感。防潮袋在元件準備使用前不應打開。打開前，儲存條件應為 ≤ 30°C 且 ≤ 90% RH。打開後，在 ≤ 30°C 且 ≤ 60% RH 的條件下，元件具有 168 小時（7 天）的車間壽命。任何未使用的 LED 必須重新密封在帶有乾燥劑的防潮包裝中。若超過指定的儲存時間或乾燥劑指示劑已變色，則在使用前需要進行烘烤處理，以去除吸收的濕氣並防止迴流焊過程中發生爆米花現象。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 防潮包裝

LED 以凸版載帶供應，然後捲繞到捲盤上。每捲盤的標準裝載數量為 250、500、1000、2000、3000 或 4000 件。捲盤連同內部的載帶，與乾燥劑一同密封在鋁製防潮袋內。

7.2 標籤說明

包裝標籤包含數個代碼：CPN（客戶產品編號）、P/N（產品編號）、QTY（包裝數量）、CAT（發光強度等級，對應光通量分級）、HUE（主波長等級）、REF（順向電壓等級）以及 LOT No（用於追溯的批號）。

7.3 捲盤與載帶尺寸

詳細圖紙指定了捲盤（直徑、寬度、軸心尺寸）和載帶（口袋間距、寬度、深度）的尺寸。這些對於自動貼片機的設定非常重要。除非另有說明，否則這些尺寸的公差通常為 ±0.1 mm。

8. 應用建議與設計考量

8.1 限流與驅動器設計

一個關鍵的設計注意事項是需要外部限流電阻或恆流驅動器。順向電壓具有一個範圍和負溫度係數（如圖 1 所示）。若直接由電壓源驅動，供應電壓的輕微增加或 V_F 因加熱而降低，可能導致順向電流大幅且可能具破壞性的增加。驅動器必須設計在絕對最大額定值內運作，並考慮到環境溫度升高時的降額曲線（圖 5）。

8.2 熱管理

由於熱阻（R_th J-S）為 50 °C/W，透過焊接焊盤進行有效的散熱對於維持性能與壽命至關重要。PCB 佈局應提供足夠的銅面積連接至 LED 焊盤以散熱。在高接面溫度下操作將降低光輸出（圖 3）並加速長期性能衰減。

9. 可靠性與品質保證

規格書列出了一系列全面的可靠性測試，這些測試以 90% 信心水準和 10% 批容許不良率（LTPD）執行。測試項目包括迴流焊耐性、熱衝擊、溫度循環、高溫/高濕儲存與操作、低溫儲存與操作，以及各種條件下的高溫操作壽命測試。每項測試都有特定條件（溫度、濕度、電流、持續時間）和樣本數量（22 件），並定義了允收標準（允許 0 個失效，1 個失效則拒收該批）。此數據確保了元件在典型環境與操作應力下的穩健性。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 光通量分級與主波長分級有何不同？

光通量分級（B7、L1 等）對 LED 的總可見光輸出（亮度）進行分類。主波長分級（Y52、Y53）則對黃光的感知顏色或色調進行分類。設計師必須同時指定兩者，以確保應用中多個元件在亮度與顏色上的一致性。

10.2 如何解讀順向電流 vs. 焊接溫度圖（圖 5）？

這是一條降額曲線。它顯示了 LED 能承受的最大安全連續順向電流，會隨著其焊接點溫度的升高而降低。例如，如果 PCB 設計導致 LED 的焊點達到 85°C，則最大驅動電流將顯著低於在 25°C 下指定的 70 mA 絕對最大額定值。必須使用此圖進行熱設計以防止過熱。

10.3 車間壽命是什麼意思？為什麼它很重要？

車間壽命是指濕氣敏感型 LED 在密封袋打開後，暴露於工廠環境條件下的最長時間，超過此時間則必須進行焊接或重新烘烤。超過此時間可能導致濕氣被塑膠封裝吸收。在迴流焊的高溫過程中，這些被困住的濕氣會迅速汽化，導致內部分層或裂紋（爆米花現象），從而引發立即或潛在的故障。