P-LCC-2 藍光 LED 規格書 - 封裝尺寸 3.2x2.8x1.9mm - 順向電壓 2.7-3.5V - 發光強度最高 285mcd - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款採用 P-LCC-2 封裝的表面黏著元件 (SMD) LED 的規格。此元件的主要功能是作為光學指示器或背光源。其核心優勢來自於其緊湊的白色封裝與無色透明視窗，這促成了 120 度的廣視角。此設計採用優化的內部反射器進行光耦合，使其特別適用於導光板與光導管的應用。目標市場包括通訊設備（用於電話/傳真機的指示燈）、用於 LCD 背光的消費性電子產品、開關照明，以及任何需要可靠、穩定光輸出的通用指示用途。

2. 技術參數深度解析

2.1 絕對最大額定值

本元件設計為在以下絕對極限內可靠運作，超出此範圍可能導致永久性損壞。最大逆向電壓 (V_R) 為 5V。連續順向電流 (I_F) 不得超過 25mA，而在脈衝條件下（工作週期 1/10，頻率 1kHz）則允許 100mA 的峰值順向電流 (I_FP)。最大功耗 (P_d) 為 95mW。元件可承受人體放電模型 (HBM) 下 2000V 的靜電放電 (ESD)。其工作溫度範圍 (T_opr) 為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度 (T_stg) 則介於 -40°C 至 +90°C 之間。焊接溫度限制定義為迴焊（260°C 持續 10 秒）與手工焊接（350°C 持續 3 秒）。

2.2 電氣-光學特性

這些參數是在標準測試條件 I_F = 20mA 與環境溫度 (T_a) 25°C 下量測。發光強度 (I_V) 有一個典型的範圍，根據分級系統定義，最小值為 90 毫燭光 (mcd)，最大值為 285 mcd。藍光型號的主波長 (λ_d) 指定在 464 nm 至 472 nm 之間，典型峰值波長 (λ_p) 約為 468 nm。典型頻譜頻寬 (Δλ) 為 25 nm。在 20mA 驅動 LED 所需的順向電壓 (V_F) 範圍從最小值 2.70V 到最大值 3.50V。註明公差：發光強度為 ±11%，順向電壓為 ±0.1V，峰值波長為 ±1nm。

3. 分級系統說明

為確保生產的一致性，LED 會根據關鍵性能參數進行分級。

3.1 發光強度分級

發光輸出分為五個等級 (Q2, R1, R2, S1, S2)，最小值範圍從 90 mcd (Q2) 到 225 mcd (S2)，最大值範圍從 112 mcd (Q2) 到 285 mcd (S2)，所有量測均在 I_F=20mA 下進行。

3.2 主波長分級

藍光 (F 組) 進一步細分為四個波長等級：AA1 (464-466 nm)、AA2 (466-468 nm)、AA3 (468-470 nm) 和 AA4 (470-472 nm)。這讓設計師能夠選擇具有非常特定色點的 LED。

3.3 順向電壓分級

順向電壓在整體 2.70V 至 3.50V 範圍內分為四個等級 (10, 11, 12, 13)，每個等級涵蓋 0.2V 的跨度（例如，等級 10：2.70-2.90V）。這對於設計高效的限流電路以及確保多 LED 陣列的亮度均勻性至關重要。

4. 性能曲線分析

規格書提供了數條特性曲線，說明元件在不同條件下的行為。

4.1 相對發光強度 vs. 順向電流

此曲線顯示光輸出隨順向電流增加而增加，但並非線性關係。它有助於設計師了解當驅動電流高於或低於標準 20mA 時的效率權衡。

4.2 相對發光強度 vs. 環境溫度

發光強度隨著環境溫度升高而降低。此曲線對於在高溫環境下運作的應用至關重要，因為它指出了為維持性能和壽命所需的降額。

4.3 順向電流降額曲線

此圖表定義了最大允許連續順向電流與環境溫度的函數關係。為防止過熱並確保可靠性，當在 25°C 以上運作時，必須降低電流。

4.4 順向電流 vs. 順向電壓

IV 曲線描繪了電流與電壓之間的指數關係，這是選擇適當驅動器拓撲（恆流 vs. 基於電阻）的基礎。

頻譜圖確認了以 468 nm 為中心、具有定義頻寬的單色藍光輸出，這對於色彩敏感的應用很重要。

4.6 輻射圖

此極座標圖直觀地確認了具有 120° 視角的寬廣、類似朗伯分佈的發射模式，顯示了光強度在空間中的分佈情況。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

P-LCC-2 封裝具有緊湊的佔位面積。關鍵尺寸包括本體長度約 3.2mm、寬度約 2.8mm，高度為 1.9mm。陰極由封裝上的凹口或綠色標記識別。詳細圖紙指定了 PCB 設計的焊墊佈局建議，包括焊墊圖案和防焊層定義，除非另有說明，標準公差為 ±0.1mm。

5.2 捲帶與載帶尺寸

元件以 8mm 載帶供應，適用於自動化取放組裝。提供了捲帶尺寸和載帶凹槽規格，以確保與標準 SMT 設備的相容性。每捲包含 2000 個元件。

6. 焊接與組裝指南

此 LED 相容於氣相迴焊、紅外線迴焊和波峰焊接製程。迴焊焊接的關鍵參數是峰值溫度 260°C，最長持續時間 10 秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度不應超過 350°C，每個焊墊的接觸時間應限制在 3 秒內。在焊接期間和之後避免對封裝施加機械應力至關重要。本元件符合無鉛與 RoHS 規範。

7. 包裝與訂購資訊

LED 包裝在防潮阻隔袋中並附有乾燥劑，以在儲存和運輸過程中保護其免受濕氣影響，因為它們是濕度敏感元件 (MSD)。捲帶上的產品標籤包含發光強度等級 (CAT)、主波長等級 (HUE) 和順向電壓等級 (REF) 的代碼，這些代碼直接對應於分級資訊。料號 67-11/BHC-FQ2S1F/2T 編碼了這些分級選擇（例如，F 代表波長組別，Q2/S1 代表強度等）。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

狀態指示燈：

• 適用於消費性電子產品、通訊設備和工業面板中的電源、連線或功能狀態燈。背光照明：
• 適用於小型 LCD 顯示器、鍵盤符號或薄膜開關的側光式或直下式背光。導光板/光導管：
• 廣視角和透明封裝使其成為塑膠光導管的理想點光源，可將光線引導至前面板。一般照明：
• 可用於陣列，進行低強度的裝飾性或功能性照明。8.2 設計考量

電流限制：

• 務必使用串聯電阻或恆流驅動器來設定順向電流。根據電源電壓和分級中的最大 V_F（例如 3.5V）計算電阻值，以確保在最壞情況下電流絕不超過 25mA。熱管理：
• 對於在高環境溫度或接近最大電流下連續運作，請考慮 PCB 的散熱設計，並避免在附近放置其他熱源。遵守電流降額曲線。光學設計：
• 善用 120° 視角。對於光導管應用，確保導管材料和幾何形狀的設計能有效捕捉和傳輸這種寬廣的發射模式。ESD 防護：
• 雖然元件內建 ESD 防護（2000V HBM），但仍建議在處理和組裝過程中實施標準的 ESD 預防措施。9. 技術比較

與舊式 LED 封裝（如 5mm 穿孔型）相比，此 P-LCC-2 SMD LED 具有顯著優勢：佔位面積小得多，可實現更高密度的設計；與全自動組裝相容，降低成本；以及更低的剖面高度，適用於更薄的終端產品。其廣視角是相對於窄視角 SMD LED 的關鍵區別，使其在需要離軸角度可見度而無需二次光學元件的應用中表現更優。定義明確的分級結構提供了比分級 LED 更嚴格的性能控制，確保生產批次中的顏色和亮度一致性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接用 5V 電源驅動這個 LED 嗎？

答：不行。順向電壓僅為 2.7-3.5V。直接連接到 5V 會導致過大電流，損壞 LED。您必須使用限流電阻。例如，使用 5V 電源和典型 V_F 3.2V，目標 I_F=20mA 所需的電阻為 (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω。

問：為什麼發光強度範圍這麼大（90 到 285 mcd）？

答：此範圍代表了所有生產分級的總分佈。通過在訂購時指定特定分級（例如 S1：180-225 mcd），您可以為您的應用保證在更緊湊的亮度範圍內的 LED。

問：需要散熱片嗎？

答：對於在指定溫度範圍內以 20mA 或以下電流運作的單一 LED，通常不需要專用散熱片。然而，對於陣列或在升高的環境溫度下運作，通過 PCB 銅焊墊進行熱管理就變得重要。

問：如何識別陰極？

答：陰極在封裝上有標記。請參考封裝尺寸圖，圖中顯示了識別特徵（通常是陰極側的綠點或凹口）。

11. 實際使用案例

情境：為網路路由器設計狀態指示燈面板。

面板有四個圖示（電源、網際網路、Wi-Fi、乙太網路），需要使用光導管從背後照亮。設計師選擇了此款 P-LCC-2 藍光 LED。他們選擇強度分級 S1 以確保足夠亮度，並選擇波長分級 AA2 以獲得一致的藍色調。在 PCB 上，四個 LED 直接放置在成型光導管的入口點下方。基於 3.3V 系統電源軌和所選電壓分級的最大 V_F，透過簡單的電阻計算，選擇了 18mA 的恆定電流（略低於 20mA 最大值以留餘裕）。120° 的廣視角確保了光線能有效耦合到光導管中，為圖示提供均勻照明，並具有良好的離軸可見度。SMD 封裝允許緊湊的 PCB 佈局和自動化組裝。12. 原理介紹

此 LED 基於氮化銦鎵 (InGaN) 製成的半導體晶片。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子和電洞在半導體材料的主動區域內復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。InGaN 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長（顏色）——在本例中為藍色。晶片中產生的光隨後通過封裝提取。無色透明的環氧樹脂充當透鏡，內部反射器結構（文中提及為 \"內部反射器\"）有助於將更多內部產生的光引導出封裝頂部，從而提高效率並創造廣視角。

13. 發展趨勢

像此類指示燈 LED 的趨勢持續朝向更高效率（每 mA 電流產生更多光輸出）發展，這降低了功耗和熱量產生。封裝尺寸也進一步縮小，實現更微型化的電子產品。越來越強調更嚴格的分級和更好的顏色一致性，以滿足消費性電子產品等對外觀均勻性要求嚴格的應用需求。此外，將驅動電子元件或保護功能直接整合到 LED 封裝中是一個持續發展的領域，旨在簡化終端使用者的電路設計。用於藍光 LED 的底層 InGaN 技術已成熟，但仍在不斷改進，以提升在極端溫度下的可靠性和性能。

The trend in indicator LEDs like this one continues towards higher efficiency (more light output per mA of current), which reduces power consumption and heat generation. Package sizes are also shrinking further, enabling even more miniaturized electronics. There is a growing emphasis on tighter binning and better color consistency to meet the demands of applications like consumer electronics where uniform appearance is critical. Furthermore, integration of drive electronics or protection features directly into the LED package is an ongoing area of development to simplify circuit design for end users. The underlying InGaN technology for blue LEDs is mature but continues to be refined for improved reliability and performance at extreme temperatures.