67-21系列頂視LED技術規格書 - PLCC-2封裝 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.35V最大 - 50mA - 柔和橙色

1. 產品概述

67-21系列代表了一款採用緊湊型PLCC-2（塑膠引腳晶片載體）封裝的頂視LED家族。此元件特點為白色封裝本體與無色透明視窗透鏡。其關鍵設計特色在於封裝內部整合了光線反射結構，用以優化光耦合與輸出效率。此設計造就了極廣的視角，使得此LED特別適合搭配導光管使用或需要寬廣照明模式的應用。其低順向電流需求進一步提升了其在功耗敏感應用（例如可攜式電子裝置）中的吸引力。

此LED的主要功能是作為光學指示燈或背光源。其封裝設計相容於現代化、大批量的組裝製程，包括氣相迴焊、紅外線迴焊與波峰焊接。它亦相容於自動貼片設備，並以8mm載帶與捲盤包裝供應，以實現高效率的自動化組裝。

此元件採用無鉛材料製造，並符合相關RoHS（有害物質限制）指令，確保其滿足當代電子元件的環保與法規標準。

2. 技術規格與客觀解讀

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應力極限。不保證在此極限下或超過此極限的操作，電路設計中應避免。

• 逆向電壓 (V_R):5V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 順向電流 (I_F):50mA 直流。連續直流電流不應超過此值。
• 峰值順向電流 (I_FP):100mA。此僅允許在脈衝條件下（1kHz，1/10工作週期）。
• 功率消耗 (P_d):120mW。此為最大允許功率消耗，計算方式為 V_F* I_F.
• 操作溫度 (T_opr):-40°C 至 +85°C。可靠操作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (T_stg):-40°C 至 +100°C。
• 靜電放電 (ESD):2000V（人體放電模型）。需要遵循適當的ESD處理程序。
• 焊接溫度:對於迴焊，規定峰值溫度為260°C，持續時間最長10秒。對於手工焊接，極限為350°C，持續3秒。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在標準測試條件下測量：環境溫度25°C，順向電流 (I_F) 為20mA，除非另有說明。

• 發光強度 (I_V):範圍從最小值450毫燭光 (mcd) 到最大值1120 mcd。典型值落在此範圍內。適用±10%的公差。
• 視角 (2θ_1/2):120度（典型值）。此為發光強度降至峰值一半時的全角，證實了廣視角的宣稱。
• 峰值波長 (λ_p):591 nm（典型值）。此為光譜功率分佈達到最大值的波長。
• 主波長 (λ_d):586 nm 至 594 nm。此波長定義了感知的顏色（柔和橙色）。規定了±1 nm的嚴格公差。
• 光譜頻寬 (Δλ):20 nm（典型值）。這表示發射光的光譜純度。
• 順向電壓 (V_F):在20mA下為1.75V至2.35V。公差為±0.1V。此參數對於計算串聯電阻值與功率消耗至關重要。
• 逆向電流 (I_R):在逆向電壓5V下，最大10 µA。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED會根據關鍵參數進行分級。

3.1 主波長分級 (色調)

定義顏色一致性。適用於柔和橙色的67-21系列歸類於代碼F，並有四個子級別：

• DD1: 586 - 588 nm
• DD2: 588 - 590 nm
• DD3: 590 - 592 nm
• DD4: 592 - 594 nm

3.2 發光強度分級 (亮度)

定義亮度輸出。在 I_F=20mA 下定義了四個級別：

• U1: 450 - 565 mcd
• U2: 565 - 715 mcd
• V1: 715 - 900 mcd
• V2: 900 - 1120 mcd

3.3 順向電壓分級 (參考)

定義電氣特性以簡化電路設計。群組B在 I_F=20mA 下有三個級別：

• 0: 1.75 - 1.95 V
• 1: 1.95 - 2.15 V
• 2: 2.15 - 2.35 V

特定的組合（例如，亮度: V2, 色調: DD3, 參考: 1）會標示在產品標籤與捲盤上。

4. 性能曲線分析

規格書提供了數個特性曲線，對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。

4.1 相對發光強度 vs. 順向電流

此曲線顯示光輸出隨電流增加而增加，但並非線性關係。它有助於設計師選擇一個能平衡亮度、效率與元件應力的工作點。

4.2 順向電流降額曲線

此關鍵圖表顯示最大允許連續順向電流隨環境溫度變化的關係。隨著溫度升高，必須降低最大電流以維持在120mW功率消耗極限內並防止過熱。例如，在85°C時，最大 I_F顯著低於50mA。

4.3 順向電壓 vs. 順向電流

此IV曲線說明了二極體的指數關係。電壓隨電流增加而增加，且此關係與溫度相關（圖中顯示了25°C下的曲線）。

4.4 光譜分佈

圖表顯示一個以591 nm為中心的單一峰值，證實了具有典型20 nm頻寬的單色橙色發光。

4.5 輻射模式圖

極座標圖直觀地證實了120°的廣視角，顯示出近乎朗伯分佈的發光特性，適合廣區域照明。

5. 機械與包裝資訊

5.1 封裝尺寸

PLCC-2封裝的本體尺寸約為2.0mm（長）x 1.25mm（寬）x 1.1mm（高）。引腳間距為1.0mm。提供了帶有公差（通常為±0.1mm）的詳細尺寸圖，用於PCB焊墊設計。封裝包含明確的陰極標識（通常在圖中以凹口或綠色標記表示）。

5.2 捲盤與載帶包裝

元件以8mm載帶供應，用於自動化組裝。捲盤尺寸已標準化。每捲包含2000顆元件。載帶尺寸確保了元件的適當固定與供料。

5.3 濕度敏感性與儲存

元件包裝在防潮鋁箔袋中，並附有乾燥劑以防止吸濕，這對於防止迴焊過程中的爆米花效應至關重要。袋上標有相關產品資訊。

6. 焊接與組裝指南

此元件適用於標準SMD焊接製程。

• 迴焊:建議採用峰值溫度不超過260°C，持續時間最長10秒的溫度曲線。
• 手工焊接:如有必要，可使用烙鐵頭溫度最高350°C，每引腳焊接時間最長3秒。
• 它相容於紅外線與氣相迴焊技術。
• 遵循尺寸圖中推薦的焊墊圖案，對於形成可靠的焊點以及在迴焊過程中的自對位至關重要。

7. 應用建議與設計考量

7.1 典型應用場景

• 汽車內裝:儀表板儀器、控制開關與狀態指示燈的背光。
• 通訊設備:電話、傳真機與網路硬體中的狀態指示燈與鍵盤背光。
• 消費性電子產品:可攜式裝置、家電與影音設備中的電源指示燈、按鍵背光與狀態燈。
• 通用面板指示燈:任何需要明亮、廣角視覺指示燈的應用。

7.2 導光管應用

廣視角以及內部反射結構優化的光耦合，使得此LED非常適合與導光管搭配使用。其設計能有效捕捉LED晶片發出的光線，並以最小損耗導入導光管，從而能在遠離實際LED位置處實現明亮且均勻的照明。

7.3 電路設計考量

• 限流電阻:必須使用串聯電阻。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F計算其值。使用分級或規格書中的最大 V_F值，以確保在所有條件下都有足夠的電流。
• 功率消耗:確保乘積 V_F* I_F不超過120mW，特別是在高環境溫度下（請參閱降額曲線）。
• ESD保護:如果LED可能接觸到使用者，應在PCB走線上實施基本的ESD保護，因為其2kV HBM等級相對較低。

8. 可靠性測試

產品經過標準可靠性測試以確保品質與壽命。測試計畫基於90%信心水準，LTPD（批容許不良率）為10%。其中一項指定測試是迴焊耐受性，樣品需承受260°C±5°C的溫度，持續至少5秒，共進行6個循環。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：對於5V電源，我應該使用多大的電阻？

答：使用最大 V_F值2.35V與目標 I_F值20mA：R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5Ω。標準的130Ω或150Ω電阻是合適的。請務必使用實際測量的 V_F.

值來驗證實際電流。

問：我可以用3.3V微控制器引腳驅動此LED嗎？_F答：有可能，但取決於LED的實際 V_F值。如果 V_F值接近2.35V，來自3.3V電源的限流電阻上的壓降會非常小，使得電流控制不精確且對 V_F值的變化敏感。對於3.3V系統，建議使用較低 V

值的分級或專用驅動電路。

問：溫度如何影響亮度？

答：與大多數LED一樣，發光強度會隨著接面溫度升高而降低。降額曲線間接反映了這一點，它要求在高環境溫度下降低電流以管理熱量。為了保持恆定亮度，可能需要熱管理或回饋控制。

問：這適合戶外使用嗎？

答：操作溫度範圍（-40°C至+85°C）涵蓋了大多數戶外條件。然而，此封裝並未特別針對防水或抗紫外線進行評級。對於直接暴露在戶外的應用，需要額外的環境保護（例如塗覆保護層、密封外殼）。

10. 技術比較與市場定位