頂視白光 LED 67-21/T2C-ZV1W2E/2T - P-LCC-2 封裝 - 2.75-3.65V - 110mW - 技術資料手冊

1. 產品概述

本文件詳述一款高效能白光發光二極體（LED）的規格，其採用藍光LED晶片結合螢光粉塗層技術。該元件封裝於緊湊的P-LCC-2（塑料引腳晶片載體）表面黏著封裝內，專為頂部發光（光線垂直於安裝平面）的應用而設計。其核心技術在於利用藍光LED激發黃色螢光粉；混合產生的藍光與黃光從而形成白光發射。此為從固態光源產生白光的標準方法，並在效率與色彩調節方面具有優勢。

The LED is characterized by its high luminous intensity and efficiency. It is constructed using lead-free (Pb-free) materials and complies with major environmental regulations including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). The device is preconditioned according to the moisture sensitivity level 3 standard (JEDEC J-STD-020D), indicating its robustness for standard surface-mount assembly processes.

技術參數深度解析

2.1 絕對最大額定值

為防止永久性損壞，裝置不得在超出這些限制的條件下操作。關鍵額定值包括最大反向電壓(VR)為5V、連續順向電流(IF)為30mA，以及在脈衝條件下（1kHz、1/10工作週期）的峰值順向電流(IFP)為100mA。最大功耗(Pd)為110mW。操作溫度範圍為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍稍寬，為-40°C至+90°C。在焊接方面，可承受峰值溫度260°C持續10秒的回流焊曲線，或350°C持續3秒的手動焊接。靜電放電(ESD)耐受電壓為1000V（人體模型）。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數定義於標準測試條件下測量：環境溫度25°C，順向電流20mA。發光強度(Iv)的典型範圍從最小值715毫燭光(mcd)到最大值2240 mcd，指定容差為±11%。視角(2θ1/2)定義為半強度的全角，通常為120度，提供寬廣的光束模式。在20mA下，順向電壓(VF)範圍為2.75V至3.65V，容差為±0.05V。當施加5V反向偏壓時，反向電流(IR)規定最大為50µA。

3. 分級系統說明

為確保生產一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。這使得設計師能夠選擇符合特定應用在亮度和電氣特性方面要求的元件。

3.1 發光強度分級

發光輸出分為五個不同的等級：V1 (715-900 mcd)、V2 (900-1120 mcd)、W1 (1120-1420 mcd)、W2 (1420-1800 mcd) 以及 BA (1800-2240 mcd)。所有測量均在 IF=20mA 條件下進行。

3.2 順向電壓分級

順向電壓在總類別「V」下分為三個等級：E5 (2.75-3.05V)、6 (3.05-3.35V) 以及 7 (3.35-3.65V)。此分級的容差為 ±0.1V。

3.3 色度座標分級

白光顏色根據其在 CIE 1931 色度圖上的座標進行精確控制與分級。等級標示（例如 A0-1、A0-2、A0+1、A0+2 等）並定義了 x,y 色彩空間中的特定四邊形區域。這些座標的容差為 ±0.01。通常會提供圖表在色度圖上視覺化這些等級，以確保發出的白光落在所需的色溫與色調範圍內。

4. 性能曲線分析

圖形化數據能更深入地洞察LED在不同條件下的行為表現。

• 順向電流 vs. 順向電壓 (IV曲線)： 此曲線顯示了電流與電壓之間的非線性關係，對於設計限流電路至關重要。
• 相對發光強度 vs. 順向電流： 此圖表展示了光輸出如何隨電流增加，通常在較高電流時，由於效率下降，會呈現次線性增長。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度： 這條關鍵曲線顯示了隨著接面溫度升高，光輸出會降低。理解這種降額特性對於應用中的熱管理至關重要。
• 順向電流降額曲線： 此圖定義了在環境溫度變化下，為維持在功率耗散限制內所允許的最大順向電流。
• 光譜分佈： 相對強度對波長的關係圖，顯示了寬廣的黃色螢光粉發射峰與較窄的藍光LED發射峰結合的特徵。
• 輻射圖： 一個極座標圖，用以說明光強度的空間分佈，確認了120度的視角。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

P-LCC-2 封裝有詳細的機械圖紙，標明其長度、寬度、高度、引腳尺寸以及建議的 PCB 焊墊圖形。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為 ±0.1mm。該封裝具有兩個用於電氣連接的引腳，並帶有明確的極性指示標記（通常為凹口或標記的陰極）。

5.2 極性辨識

標籤說明圖指示了 LED 頂部的產品標記如何對應其性能分級：一個代碼代表發光強度等級 (CAT)，一個代表主波長/色度等級 (HUE)，一個代表順向電壓等級 (REF)。

6. 焊接與組裝指南

The device is suitable for standard SMT assembly lines. The maximum soldering temperature ratings must be strictly adhered to: 260°C peak temperature for 10 seconds during reflow soldering, or 350°C for 3 seconds if hand soldering. The moisture sensitivity level (MSL) is 3, meaning the components are packaged in a moisture-barrier bag with desiccant and have a floor life of 168 hours (1 week) after the bag is opened at factory conditions (<30°C/60%RH).

7. 封裝與訂購資訊

LED 以壓紋載帶包裝供應，便於自動化貼裝。每捲包含 2000 顆元件。提供載帶凹槽與整體捲盤的詳細尺寸。元件密封於內含乾燥劑的鋁箔防潮袋中運送，外部貼有適當的濕度指示卡與警告標籤。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此高亮度白光 LED 適用於多種需要緊湊、高效照明的應用。主要用途包括消費性電子和工業面板中全彩液晶顯示器 (LCD) 的背光、辦公室自動化 (OA) 設備中的指示燈與狀態照明、汽車內裝照明與指示燈，以及標誌和裝飾照明中作為小型傳統白熾燈泡或螢光燈的替代品。

8.2 設計考量

電流驅動： LED是電流驅動元件。必須使用恆流源或與電壓源串聯的限流電阻，以防止熱失控並確保穩定的光輸出。設計時必須考量順向電壓分檔及其隨溫度的變化。
熱管理： 儘管LED效率高，其接面仍會產生熱量。過高的溫度會降低光輸出和使用壽命。請確保PCB提供足夠的散熱設計，特別是在以最大電流或接近最大電流驅動時。
光學設計： 120度視角提供寬廣的漫射光束。如需聚焦光線，則需要二次光學元件（透鏡、反射器）。水透明樹脂顏色最適合LED晶片本身不應帶有顏色的應用。

9. 技術比較與差異化

與早期的插件式白光LED相比，此款SMT P-LCC-2封裝在節省電路板空間、適合自動化組裝以及可能提供更好的PCB熱傳導路徑方面具有顯著優勢。指定的高發光強度分檔（W2, BA）提供適合需要小尺寸高亮度應用的性能。針對強度、電壓和色度的完整分檔系統，為設計人員提供了選擇元件的靈活性，以實現成本優化或性能關鍵的設計，確保組裝件內顏色和亮度的一致性。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：這款LED的典型工作電流是多少？
答：標準測試條件及大多數數據手冊規格均以20mA為準。它最高可工作於其絕對最大值30mA的連續電流，但應從性能曲線驗證光輸出和效率，且熱管理變得更為關鍵。

問：如何解讀色度分檔代碼（例如，A0+2）？
答：這些代碼對應數據手冊中定義的CIE色度圖上的特定區域。它們確保白點（相關色溫和色調）在受控範圍內。設計師應選擇符合其產品顏色一致性要求的分檔。

問：我可以直接用5V電源驅動這款LED嗎？
答：不可以，必須有限流機制。其正向電壓通常約為3.0-3.4V。直接連接5V會導致電流過大，超過最大額定值並損壞LED。必須使用串聯電阻或恆流驅動器。

11. 實際應用案例

情境：為工業設備設計狀態指示燈面板。 使用多個白色LED來照亮半透明圖標。為確保亮度均勻，應選用相同發光強度等級（例如W1）的LED。可以設計一個簡單的驅動電路，使用12V電源軌並為每個LED串聯一個電阻。電阻值的計算公式為 R = (V_supply - VF_LED) / I_LED。使用等級6中典型的VF值3.2V和期望電流20mA，R = (12V - 3.2V) / 0.02A = 440歐姆（使用標準的470歐姆電阻將產生約18.7mA電流，這是可接受的）。120度的寬視角確保圖標照明均勻，無熱點。

12. 運作原理介紹

這是一種螢光粉轉換型白色LED。其基本光源是一個由氮化銦鎵（InGaN）製成的半導體晶片，在正向偏壓下發出藍光（電致發光）。這束藍光部分被塗覆在晶片上的一層摻鈰釔鋁石榴石（YAG:Ce）螢光粉塗層吸收。螢光粉吸收高能量的藍色光子，並通過一種稱為光致發光的過程重新發射出能量較低的黃光。剩餘未被吸收的藍光與發射出的黃光混合。人眼將這種光譜成分的組合感知為白光。可以通過調整螢光粉的成分和厚度來調節白光的確切色調或色溫。

13. 技術趨勢

白色LED的發展一直是固態照明革命的核心。當前的趨勢集中在提高發光效率（每瓦流明）、改善顯色指數（CRI）以獲得更自然的光線，以及實現更高的可靠性和更長的使用壽命。螢光粉技術的進步，包括使用量子點或多種螢光粉混合物，使得對發射光譜的控制更加精細。同時，在保持或增加光輸出的同時實現小型化也是一個趨勢，例如微型LED（micro-LED）。此外，將控制電子元件直接整合到LED封裝中以用於智慧照明應用，也是一個不斷發展的領域。