Table of Contents
- 1. 產品概述
- 1.1 一般說明
- 1.2 產品特色
- 1.3 應用領域
- 2. 封裝尺寸
- 2.1 機械輪廓
- 3. 電氣與光學特性
- 3.1 25°C 下的電氣/光學參數(除非另有說明,IF=50mA)
- 3.2 絕對最大額定值(除非另有說明,Ts=25°C)
- 3.3 在 IF=50mA 下的分級資訊
- 4. 典型光學特性曲線
- 4.1 順向電壓 vs. 順向電流
- 4.2 相對強度 vs. 順向電流
- 4.3 焊接溫度 vs. 相對光通量
- 4.4 焊接溫度 vs. 順向電流降額
- 4.5 順向電壓 vs. 焊接溫度
- 4.6 輻射模式
- 4.7 主波長與順向電流之關係
- 4.8 光譜分佈
- 5. 封裝資訊
- 5.1 載帶與捲盤尺寸
- 5.2 標籤與防潮保護
- 6. 可靠性測試項目與條件
- 7. SMT 迴流焊操作說明
- 7.1 建議的迴流焊溫度曲線
- 7.2 手工焊接
- 7.3 重工
- 7.4 注意事項
- 8. 操作注意事項
- 8.1 環境相容性
- 8.2 處理與組裝
- 8.3 電路設計
- 8.4 散熱設計
- 8.5 清潔
- 8.6 儲存條件
- 8.7 靜電放電 (ESD)
- LED 規格術語
- 光電性能
- 電氣參數
- Thermal Management & Reliability
- Packaging & Materials
- Quality Control & Binning
- Testing & Certification
1. 產品概述
1.1 一般說明
這款黃色LED採用AlGaInP(磷化鋁鎵銦)磊晶層,生長於基板上並封裝於PLCC4(塑膠引腳晶片載體)結構中。其緊湊型封裝尺寸為3.50mm x 2.80mm x 1.85mm(長x寬x高),適合空間受限的應用場景。該元件發射主波長約為590nm的黃光,專為需要高亮度與高可靠性的通用照明及車用照明應用而設計。
1.2 產品特色
- PLCC4封裝,便於SMT組裝。
- 極寬的120度視角(半強度時),可實現廣泛的光線分佈。
- 相容於所有標準SMT組裝與迴流焊製程。
- 採用編帶與捲盤包裝,適用於自動化取放作業。
- 依據JEDEC標準,濕度敏感等級為2 (MSL 2)。
- 符合RoHS(危害性物質限制指令)及REACH(化學品註冊、評估、授權與限制法規)規範。
- 通過AEC-Q101應力測試認證,符合車用級離散式半導體之品質要求。
1.3 應用領域
- 車內照明(例如:儀表板指示燈、氛圍燈)。
- 車外照明(例如:方向燈、煞車燈、後組合燈)。
- 一般指示與標示。
- 任何需要高亮度黃光SMD LED且具有寬光束角度的應用。
2. 封裝尺寸
2.1 機械輪廓
此LED封裝的整體尺寸為3.50mm(長)× 2.80mm(寬)× 1.85mm(高)。除非另有說明,所有尺寸公差為±0.2mm。俯視圖顯示一個矩形本體,右上角有一個極性標記(倒角)。側視圖顯示總高度為1.85mm。底視圖顯示四個焊墊:焊墊1和2(陰極/陽極)位於下方,而焊墊3和4位於上方。詳細排列請參閱顯示連接方式的極性圖。同時也提供了PCB上建議的焊接圖案(焊盤圖案),以優化熱性能和電氣性能。該圖案尺寸為:中央矩形區域為2.60mm × 1.60mm,外部連接的延伸焊盤總長度為4.60mm,寬度為0.80mm。此圖案可確保可靠的焊點形成和足夠的散熱。
3. 電氣與光學特性
3.1 25°C 下的電氣/光學參數(除非另有說明,IF=50mA)
| 參數 | 符號 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 順向電壓 | VF | IF=50mA | 2.0 | 2.3 | 2.6 | V |
| 反向電流 | IR | VR=5V | — | — | 10 | μA |
| 發光強度 | IV | IF=50mA | 1800 | 2300 | 3500 | mcd |
| Dominant Wavelength | λD | IF=50mA | 584.5 | 590 | 594.5 | nm |
| 視角(半功率) | 2θ1/2 | IF=50mA | — | 120 | — | deg |
| 熱阻(接面至焊點) | RthJS | IF=50mA | — | — | 180 | K/W |
3.2 絕對最大額定值(除非另有說明,Ts=25°C)
| 參數 | 符號 | 額定值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 功率耗散 | PD | 182 | mW |
| 順向電流 | IF | 70 | mA |
| 峰值順向電流(1/10 工作週期,10ms 脈衝) | IFP | 100 | mA |
| 反向電壓 | VR | 5 | V |
| ESD (人體放電模型) | ESD | 2000 | V |
| 操作溫度範圍 | TOPR | -40 至 +100 | °C |
| 儲存溫度範圍 | TSTG | -40 至 +100 | °C |
| 接面溫度 | TJ | 120 | °C |
3.3 在 IF=50mA 下的分級資訊
這些LED根據順向電壓(VF)、發光強度(IV)和主波長(λD). 分級範圍如下:
順向電壓分級: C1 (2.0-2.1V)、C2 (2.1-2.2V)、D1 (2.2-2.3V)、D2 (2.3-2.4V)、E1 (2.4-2.5V)、E2 (2.5-2.6V)。
發光強度分級: N1 (1800-2300 mcd)、N2 (2300-2800 mcd)、O1 (2800-3500 mcd)。
主波長分級: A2 (584.5-587 nm)、B1 (587-589.5 nm)、B2 (589.5-592 nm)、C1 (592-594.5 nm)。
分級代碼標示於產品標籤上,可用於選擇應用所需的特定性能範圍。
4. 典型光學特性曲線
4.1 順向電壓 vs. 順向電流
當順向電流從 0 mA 增加到 70 mA 時,順向電壓會從約 1.9V 上升至 2.6V。此曲線遵循典型的指數型二極體特性。在 50 mA 的測試條件下,順向電壓典型值為 2.3V。
4.2 相對強度 vs. 順向電流
相對發光強度在順向電流達 70 mA 前,幾乎呈線性增加。在 50 mA 時,相對強度約為 70 mA 時最大值的 90%。此特性允許在額定範圍內透過調整驅動電流來微調亮度。
4.3 焊接溫度 vs. 相對光通量
隨著焊錫溫度(Ts)從25°C升高到120°C,相對光通量會下降。在100°C時,光通量約降至25°C時數值的75%。因此,熱管理對於維持穩定的光輸出至關重要。
4.4 焊接溫度 vs. 順向電流降額
為將接面溫度控制在限制範圍內,最大允許順向電流必須隨著環境/焊錫溫度升高而進行降額。在Ts=100°C時,最大順向電流降至約40 mA,相較於25°C時的70 mA。
4.5 順向電壓 vs. 焊接溫度
順向電壓會隨著溫度升高而略微下降。在25°C至120°C的範圍內,順向電壓約下降0.2V。在設計定電流或定電壓驅動器時,應考慮此負溫度係數。
4.6 輻射模式
此輻射圖案近似於朗伯分佈,具有寬達120°的半形角。相對強度在0°(軸向)時最大,並在±60°時降至50%。該圖案對稱,可在預期應用中提供均勻的光線分佈。
4.7 主波長與順向電流之關係
當順向電流從0 mA增加到70 mA時,主波長會略微向較長波長偏移(紅移)。在整個電流範圍內,偏移量約為1 nm,對大多數應用而言可忽略不計,但在對色彩要求嚴格的設計中則需納入考量。
4.8 光譜分佈
此光譜顯示出一個以590 nm為中心的單一峰值,其半高全寬(FWHM)約為20 nm。發射光位於可見光譜的黃色區域,且無顯著的二次峰值。光譜純度高,使此LED適用於需要特定黃色光的應用。
5. 封裝資訊
5.1 載帶與捲盤尺寸
LED 採用間距 4.00 mm、寬度 8.00 mm 的載帶包裝。載帶設有可容納 3.5×2.8mm 封裝的凹槽,並以覆蓋帶保護。每捲盤含 2000 顆。捲盤外徑為 330 mm,輪轂直徑為 100 mm,主軸孔徑為 13 mm。載帶進給方向由捲盤上的箭頭標示。
5.2 標籤與防潮保護
每個捲盤均標示有料號、規格編號、批號、分 bin 代碼、光通量代碼(或強度)、色度 bin、順向電壓代碼、波長代碼、數量及日期代碼。捲盤置入防潮袋中,內含乾燥劑與濕度指示卡。隨後密封防潮袋以維持低濕環境。外部紙箱則裝載多個捲盤以利運送。
6. 可靠性測試項目與條件
| 測試項目 | Reference Standard | 條件 | 持續時間 / 循環次數 | 樣本數量 | 允收/拒收 (c=0) |
|---|---|---|---|---|---|
| 迴流焊接 | JESD22-B106 | 溫度:最高260°C,時間T=10秒 | 2次通過 | 20件 | 0/1 |
| 濕度敏感等級2 (MSL2) | JESD22-A113 | 85°C/60%RH | 168 hours | 20件 | 0/1 |
| Thermal Shock | JEITA ED-4701 300307 | -40°C 15min ↔ 125°C 15min, transition <10s | 1000 cycles | 20件 | 0/1 |
| 壽命測試 | JESD22-A108 | Ta=100°C, IF=50mA | 1000 hours | 20件 | 0/1 |
| 高溫高濕壽命測試 | JESD22-A101 | 85°C/85%RH, IF=50mA | 1000 hours | 20件 | 0/1 |
失效標準: 測試後,適用以下限制:順向電壓變化 ≤ 上限規格值(USL)的1.1倍。逆向電流 ≤ USL的2.0倍。光通量 ≥ 下限規格值(LSL)的0.7倍。
7. SMT 迴流焊操作說明
7.1 建議的迴流焊溫度曲線
此LED適用於無鉛迴流焊接。應使用以下曲線:
- 預熱:150°C 至 200°C,持續60‑120秒。
- 從Tsmax升溫至TL(217°C),升溫速率 ≤ 3°C/s。
- 高於217°C的時間(tL):60‑120秒。
- 峰值溫度(TP):260°C,且在峰值溫度5°C範圍內(tp)的最長時間為10秒。
- 從峰值降溫至25°C,降溫速率 ≤ 6°C/s。
- 從25°C升至峰值的總時間:≤ 8分鐘。
不可超過兩次迴流焊循環。若兩次迴流焊操作間隔超過24小時,LED必須進行烘烤以避免濕氣損壞。加熱期間請勿對LED施加機械應力。
7.2 手工焊接
若需手工焊接,請使用設定溫度低於300°C的烙鐵,並在3秒內完成焊接。僅允許進行一次手工焊接操作。
7.3 重工
不建議在焊接後進行重工。若無法避免,請使用雙頭熱風工具同時加熱兩個焊點,並小心移除元件。請確認重工不會損壞LED的特性。
7.4 注意事項
- LED封裝膠體為矽膠,表面較軟。請避免在頂部表面施加過大壓力,以免影響可靠性。請使用合適的吸嘴並控制取放力道。
- 請勿將LED安裝在翹曲的PCB上。焊接完成後,請避免彎曲PCB。
- 焊接後的冷卻過程中,請勿施加機械力或震動。請勿急速冷卻元件。
8. 操作注意事項
8.1 環境相容性
與LED接觸的材料不得含有超過100 ppm的硫化物。周圍材料中溴與氯的總含量應低於1500 ppm,且各別元素含量均低於900 ppm。揮發性有機化合物(VOCs)會滲入矽膠封裝體,並在受熱與光照下導致變色。因此,燈具結構中僅應使用相容材料。Refond建議在使用前,先於預定環境中測試所有化學品與黏合劑。
8.2 處理與組裝
務必使用鑷子或適當工具夾取LED的側面。避免直接觸碰矽膠透鏡,以防止損壞內部電路。在取放時,應使用不會使矽膠表面變形的吸嘴。
8.3 電路設計
設計驅動電路時,應確保通過每個LED的電流不超過絕對最大額定值(70 mA DC)。需包含一個串聯電阻以限制電流並補償電壓波動。請勿對LED施加反向電壓,否則可能導致遷移現象與永久性損壞。在操作與組裝過程中,應提供ESD防護(HBM最高2 kV)。
8.4 散熱設計
由於LED的特性會隨著接面溫度升高而劣化(例如亮度降低、色偏),因此適當的熱管理至關重要。請確保PCB具有足夠的銅面積與散熱導孔以利散熱。接面溫度不得超過120°C。
8.5 清潔
若焊接後需要清潔,建議使用異丙醇。其他溶劑必須經過驗證,確保不會侵蝕封裝或樹脂。不建議使用超音波清洗,因為可能損壞LED。
8.6 儲存條件
| 條件 | 溫度 | 濕度 | 最長時間 |
|---|---|---|---|
| 打開真空袋前 | ≤30°C | ≤75% RH | 自日期代碼起1年 |
| 開袋後(建議使用期限) | ≤30°C | ≤60% RH | ≥24 小時 |
| 烘烤(若存放時間過長或濕度指示劑已變色) | 60±5°C | — | ≥24 小時 |
若防潮包裝袋破損或濕度指示劑顯示濕氣過高,請在使用前將LED於60±5°C下烘烤至少24小時。
8.7 靜電放電 (ESD)
此LED對ESD敏感。超過90%的元件可承受2000 V HBM。然而,在操作與組裝過程中,仍須採取適當的ESD防護措施(如接地工作檯、防靜電手環、導電容器),以避免潛在損壞。
LED 規格術語
LED技術名詞完整說明
光電性能
| 術語 | 單位/表示方式 | 簡易說明 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效率 | lm/W(每瓦流明) | 每瓦電力的光輸出,數值越高代表越節能。 | 直接決定能源效率等級與電費成本。 |
| 光通量 | lm(流明) | 光源發出的總光量,通常稱為「亮度」。 | 判斷光線是否足夠明亮。 |
| 發光角度 | °(度),例如 120° | 光強度衰減至一半時的角度,決定光束寬度。 | 影響照明範圍與均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (克氏溫標),例如:2700K/6500K | 光線的暖冷感,數值越低偏黃/暖,越高偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位,0–100 | 準確呈現物體顏色的能力,Ra≥80 即為良好。 | 影響色彩真實性,應用於商場、博物館等高需求場所。 |
| SDCM | MacAdam 橢圓階數,例如「5 階」 | 色彩一致性指標,階數越小表示色彩越一致。 | 確保同一批LED燈具的顏色均勻一致。 |
| Dominant Wavelength | nm(奈米),例如:620nm(紅色) | 彩色LED燈泡顏色對應的波長。 | 決定紅、黃、綠單色LED的色調。 |
| 光譜分佈 | 波長與強度曲線 | 顯示強度在不同波長上的分佈情況。 | 影響色彩還原度與品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓 | Vf | 點亮LED所需的最低電壓,類似「啟動門檻」。 | 驅動器電壓必須 ≥ Vf,串聯LED時電壓會累加。 |
| 順向電流 | 如果 | LED正常運作時的電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 可短時間承受的峰值電流,用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED 可承受的最大逆向電壓,超過可能導致崩潰。 | 電路必須防止反接或電壓突波。 |
| 熱阻 | Rth (°C/W) | 從晶片到焊點的熱傳導阻力,數值越低越好。 | 高熱阻需要更強的散熱能力。 |
| 靜電放電耐受度 | V (HBM),例如 1000V | 承受靜電放電的能力,數值越高代表越不易受損。 | 生產過程中需採取防靜電措施,特別是對靜電敏感的LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部的實際運作溫度。 | 每降低10°C可能使壽命延長一倍;溫度過高會導致光衰、色偏。 |
| 流明衰減 | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需的時間。 | 直接定義LED的「使用壽命」。 |
| 流明維持率 | %(例如 70%) | 經過一段時間後保留的亮度百分比。 | 表示長期使用下的亮度維持狀況。 |
| 色偏 | Δu′v′ 或 MacAdam ellipse | 使用期間的顏色變化程度。 | 影響照明場景中的色彩一致性。 |
| Thermal Aging | 材料劣化 | 長期高溫導致的劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色改變或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片的外殼材料,提供光學/熱介面。 | EMC:耐熱性佳、成本低;陶瓷:散熱更好、壽命更長。 |
| 晶片結構 | 正面、覆晶 | 晶片電極排列 | 覆晶:更好的散熱效果,更高的效能,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、Silicate、Nitride | 覆蓋藍光晶片,將部分光轉換為黃光/紅光,混合成白光。 | 不同的螢光粉會影響效率、色溫(CCT)與演色性指數(CRI)。 |
| 透鏡/光學元件 | 平面、微透鏡、TIR | 表面上的光學結構,用於控制光線分佈。 | 決定視角與光線分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分檔內容 | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼,例如 2G、2H | 按亮度分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同批產品亮度均勻。 |
| Voltage Bin | 代碼範例:6W、6X | 依順向電壓範圍分組。 | 有助於驅動器匹配,提升系統效率。 |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | 依據色坐標進行分組,確保範圍緊湊。 | 保證色彩一致性,避免燈具內出現不均勻色差。 |
| 色溫分類 | 2700K、3000K 等 | 依據色溫分組,每組皆有對應的坐標範圍。 | 符合不同場景的CCT需求。 |
Testing & Certification
| 術語 | 標準/測試 | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持率測試 | 在恆溫下長期點燈,記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命(搭配TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。 | 提供科學化的壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 業界公認的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保不含有害物質(鉛、汞)。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效率認證 | 照明產品的能源效率與性能認證。 | 用於政府採購、補貼計畫,提升競爭力。 |