PLCC-2 側視黃光LED規格書 - 封裝尺寸3.2x2.8x1.9mm - 電壓2.2V - 功率0.11W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款採用PLCC-2（塑膠引腳晶片載體）表面黏著封裝的高性能黃光側視LED規格。此元件專為嚴苛環境設計，具備堅固結構、高發光強度與寬廣視角，是空間受限且可靠性至關重要的背光與指示燈應用的理想選擇。

1.1 核心優勢與目標市場

此LED元件的核心優勢包括其緊湊的側視外形，可從PCB邊緣發光、在同等封裝尺寸下擁有優異的發光輸出，以及通過了增強可靠性的認證。它專為需要長期耐用性與性能穩定性的市場設計。其主要目標應用為汽車內裝照明，例如開關背光、儀表板指示燈與控制面板。其認證使其亦適用於其他需要抵抗硫化物及高工作溫度等環境因素的應用。

2. 深入技術參數分析

透徹理解電氣、光學與熱參數，對於正確的電路設計與確保長期可靠性至關重要。

2.1 光度學與光學特性

LED的核心性能定義於順向電流（I_F）為50mA的標準測試條件下。

• 典型發光強度（I_V）：2800毫燭光（mcd）。此為特定方向上的感知亮度量測值。最低保證值為2240 mcd，最高可達4500 mcd，顯示了分級系統所涵蓋的單元間潛在差異。
• 視角（2θ_½）：120度。此寬廣視角確保了在大面積上的均勻照明，對於需要橫向發散光線的側視應用至關重要。
• 主波長（λ_d）：591奈米（典型值），範圍從588奈米至594奈米。此參數定義了黃光的感知顏色。嚴格的公差（±1奈米）確保了不同生產批次間一致的色彩輸出。

光通量量測的公差為±11%，所有量測均參考焊墊溫度25°C。

2.2 電氣與熱參數

• 順向電壓（V_F）：在50mA下為2.20V（典型值），範圍從1.75V至2.75V。此參數對於設計限流電路至關重要。量測公差為±0.05V。
• 順向電流（I_F）：此元件額定連續順向電流範圍為5毫安培（最低工作電流）至70毫安培（絕對最大值）。典型工作電流為50毫安培。
• 熱阻：提供兩個數值：
  • 實際R_thJS:85 K/W（典型值），100 K/W（最大值）。此代表從半導體接面到焊點的實際熱阻。
  • 電氣R_thJS:60 K/W（典型值），85 K/W（最大值）。此值通常由電氣量測方法推導得出，通常低於實際值。設計師應使用實際R_thJS值（85 K/W）進行準確的熱管理計算，以確保接面溫度（T_J）不超過其最大額定值。

3. 絕對最大額定值與可靠性

超過這些限制可能會對元件造成永久性損壞。

• 功率耗散（P_d）：192毫瓦。
• 接面溫度（T_J）：125°C。
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +110°C。此寬廣範圍對於汽車應用至關重要。
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +110°C。
• ESD敏感度（HBM）：2千伏。這表示具有中等程度的靜電放電保護。組裝期間仍應遵循適當的ESD處理程序。
• 突波電流（I_FM）：對於脈衝寬度≤10微秒且工作週期極低（D=0.005）的情況，可承受100毫安培。
• 抗硫化物能力：A1等級。此認證表示LED的樹脂與材料能夠抵抗含硫大氣引起的腐蝕，這是某些工業與汽車環境中的常見問題。
• 焊接：可承受260°C迴焊30秒。
• 符合性：此元件符合RoHS、REACH規範，且為無鹵素（溴<900 ppm，氯<900 ppm，溴+氯<1500 ppm）。

4. 性能曲線分析

規格書提供了數張圖表，說明元件在不同條件下的行為。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)

此圖顯示了LED典型的指數關係。在建議的50毫安培工作點，電壓約為2.2V。設計師必須確保驅動電路能夠在此電壓窗口內提供穩定的電流。

4.2 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，但在較高電流（接近70毫安培）時開始出現飽和跡象。在50毫安培下工作，可在亮度與效率/熱產生之間取得良好平衡。

4.3 溫度依存性

三張關鍵圖表說明了熱效應：相對發光強度 vs. 接面溫度：光輸出隨溫度升高而降低。在最高接面溫度125°C時，輸出約為25°C時的60-70%。在高溫環境的亮度計算中必須考慮此因素。相對順向電壓 vs. 接面溫度：順向電壓具有負溫度係數，約以每°C 2毫伏的速率下降。此特性有時可用於間接溫度感測。相對波長 vs. 接面溫度：主波長隨溫度輕微偏移（約+0.1奈米/°C）。對於黃色指示燈應用通常可忽略不計，但在對色彩要求嚴格的應用中需注意。

4.4 順向電流降額曲線

這是可靠性的關鍵圖表。它顯示了最大允許連續順向電流與焊墊溫度（T_S）的函數關係。例如，在焊墊溫度110°C時，最大允許電流降至55毫安培。在絕對最高焊墊溫度時，電流必須降至5毫安培。必須使用此曲線來確保LED在其工作溫度下不會過度驅動。

4.5 允許脈衝處理能力

此圖定義了LED在不同工作週期下，可承受的極短持續時間（微秒至毫秒）最大單脈衝電流。它允許設計需要短暫、高強度閃爍的應用。

5. 分級系統說明

為管理製造差異，LED會根據性能進行分級。料號可能包含指定其關鍵參數分級的代碼。

5.1 發光強度分級

提供的表格列出了廣泛的分級結構，從L1（11.2-14 mcd）到GA（18000-22400 mcd）。典型元件為2800 mcd，屬於CA分級（2800-3550 mcd）。設計師必須指定所需的強度分級，以確保產品中所有單元的亮度一致。

5.2 主波長分級

波長以3奈米為間隔進行分級。典型值591奈米對應於8891分級（588-591奈米）或9194分級（591-594奈米）。指定嚴格的波長分級對於色彩一致性至關重要，特別是在多LED陣列中。

5.3 順向電壓分級

片段顯示電壓分級代碼"1012"，範圍為1.0V至1.2V，這似乎與典型的2.2V不一致。這可能是提供文本中的錯誤，或是指不同的產品變體。通常，V_F會以0.1V或0.2V的步階進行分級（例如，2.0-2.2V，2.2-2.4V）。

6. 機械結構、封裝與組裝資訊

6.1 機械尺寸與極性

此LED採用標準PLCC-2表面黏著封裝。精確尺寸（長、寬、高）與焊墊佈局定義於機械圖面章節。封裝包含一個模製透鏡以實現120度視角。極性由封裝本體上的陰極標記指示；反向偏壓連接並非設計用於工作。

6.2 建議焊墊設計與迴焊溫度曲線

提供了建議的焊墊圖案（焊墊設計）以確保正確焊接與機械穩定性。迴焊溫度曲線規定為峰值溫度260°C，最長30秒。遵循此溫度曲線對於防止塑膠封裝與內部晶片貼合的熱損壞至關重要。

6.3 包裝資訊

LED以捲帶包裝供應，以相容於自動化取放組裝設備。捲帶規格（帶寬、口袋間距、捲盤直徑）已標準化，以適應常見的SMT組裝機。

7. 應用指南與設計考量

7.1 典型應用電路

此LED需要一個恆流源或一個與電壓源串聯的限流電阻。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_supply- V_F) / I_F。使用最大V_F（2.75V）進行此計算，可確保即使在單元間存在差異時，電流也不會超過限制。對於5V電源與50毫安培目標：R = (5V - 2.75V) / 0.05A = 45歐姆。一個47歐姆的標準電阻是合適的。電阻的額定功率應至少為P = I²R = (0.05)²* 47 = 0.1175瓦，因此1/4瓦電阻已足夠。

7.2 熱管理

有效的散熱對於維持亮度與壽命至關重要。使用實際R_thJS值85 K/W：如果LED耗散功率P_d= V_F* I_F= 2.2V * 0.05A = 0.11瓦，則從接面到焊點的溫升為ΔT = R_th* P = 85 * 0.11 ≈ 9.4°C。如果PCB焊墊溫度為80°C，則接面溫度T_J約為~89.4°C，仍在125°C的限制內。設計師必須確保PCB本身能夠散熱，以盡可能降低焊墊溫度。

7.3 使用注意事項

• 務必注意極性，以防損壞。
• 如降額曲線所示，請勿在低於5毫安培下工作。
• 在處理與組裝過程中實施適當的ESD保護。
• 精確遵循建議的迴焊溫度曲線。
• 考慮溫度對最終應用的發光強度與波長的影響。
• 對於汽車應用，確保電路設計能適應車輛電氣系統特有的負載突降及其他暫態現象。

8. 技術比較與常見問題

8.1 與標準LED的差異

此LED透過其側視外形, 、在小封裝中實現高亮度（2800mcd），以及堅固性認證（AEC-Q102、抗硫化物A1）的結合而與眾不同。與標準頂視PLCC-2 LED相比，它從側面發光，實現了獨特的光學設計。與其他側視LED相比，其AEC-Q102認證專門針對汽車電子嚴格的可靠性要求。

8.2 基於參數的常見問題

問：我可以在沒有電阻的情況下用3.3V驅動此LED嗎？

答：不行。在典型V_F為2.2V的情況下，將其直接連接到3.3V會導致過量電流流過，可能超過絕對最大額定值並損壞LED。始終需要限流電阻或穩壓器。

問：為什麼發光強度以mcd而非流明量測？

答：毫燭光（mcd）量測的是發光強度，即特定方向發出的光。流明量測的是總光通量（所有方向的光）。對於像具有定義視角的側視LED這樣的定向元件，mcd是更相關的指標。如果已知角度分佈，則可以近似估算總光通量。

問：抗硫化物能力A1等級對我的設計意味著什麼？

答：這意味著LED的封裝樹脂與材料經過配方設計，能夠抵抗硫化氫及其他含硫氣體引起的變暗或腐蝕。這在汽車（某些車廂材料可能釋放硫化物）、工業環境或高污染地點等應用中至關重要。它增強了長期可靠性並維持光輸出。

問：如何解讀料號中的分級代碼？

答：料號（例如，57-21R-UY0501H-AM）包含嵌入式代碼。雖然此處未提供完整分解，但像"UY"這樣的片段可能表示顏色（黃色），其他字元則指定發光強度分級（例如，CA代表2800mcd）和波長分級。請查閱製造商的完整訂購指南以進行精確解碼。

9. 運作原理與趨勢

9.1 基本運作原理

這是一種半導體發光二極體。當施加超過其能隙能量的順向電壓時，電子與電洞在半導體晶片（對於黃光通常基於AlInGaP等材料）的主動區複合，以光子（光）的形式釋放能量。特定的材料組成與摻雜決定了發射光的主波長（顏色）。

9.2 產業趨勢

此類元件的趨勢朝向更高效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）、在更小的封裝中實現更高的功率密度，以及增強可靠性規格以滿足汽車（AEC-Q102）、工業與戶外應用的需求。整合內建靜電保護功能，以及為色彩與光通量一致性提供更嚴格的分級也很常見。如本規格書所示，朝向無鹵素與環保合規材料的轉變，是全球法規驅動的標準產業要求。