什麼是 PLCC LED?PLCC-2 與 PLCC-4、3528 尺寸、頂視型與側視型

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PLCC LED 3528 頂視型與側視型 SMD LED 封裝

PLCC LED 是採用 Plastic Leaded Chip Carrier(塑膠導線晶片載體)封裝的表面黏著型 LED 的通稱:以塑膠射出成型的本體,在 LED 晶片四周形成反射杯,金屬導線腳彎折到本體下方或側邊,供回焊(reflow)焊接。PLCC-2 表示封裝有兩支腳(一支陽極、一支陰極);PLCC-4 有四支腳,用於雙晶片或較高功率的產品。最常見的 PLCC-2 本體尺寸是 3528,也就是 3.5 x 2.8 mm。PLCC LED 分為頂視型(Top View,光線垂直於電路板射出)與側視型(Side View,光線平行於電路板射出)兩種。

PLCC 是什麼的縮寫?

PLCC 是 Plastic Leaded Chip Carrier 的縮寫,直譯為塑膠導線晶片載體。這個名稱最早用在四邊都有 J 型腳的積體電路封裝上。LED 產業借用了這個詞,指的是採用相同概念的 SMD LED:塑膠外殼、導線架,以及焊在電路板表面焊墊上、而不是穿過通孔的導線腳。

在 PLCC LED 內部,晶片坐落在由導線架與白色塑膠本體構成的小杯裡。這個杯體就是反射杯,讓更多光線從封裝頂部射出。反射杯正是 PLCC LED 與一般晶片型 LED(chip LED,例如 0603 或 1206)最主要的物理差異:晶片型 LED 沒有反射杯,也沒有導線腳。如果你對 SMD 的名詞還不熟,可以先看我司之前整理的 什麼是 SMD?跟 SMT、SMC、SMA 有何不同?,PLCC LED 也沿用同一套命名系統。

PLCC-2、PLCC-4 與 PLCC-6 的差別

PLCC 後面的數字是封裝的腳數。它告訴你這顆零件有幾個電氣連接點,也間接說明這個封裝設計來容納幾顆晶片、承受多少熱量。

封裝腳數典型用途常見本體尺寸
PLCC-22(陽極、陰極)單色指示燈、背光、看板3528(3.5 x 2.8 mm)
PLCC-44一個本體裝兩顆晶片(雙色),或單晶片加額外導線腳幫助散熱3528 及更大
PLCC-66三顆晶片(RGB)各自獨立控制5050(5.0 x 5.0 mm)

PLCC-2 是主力規格。一顆晶片、兩支腳、成本最低。3528 本體的白光、紅光、綠光、藍光、黃光與琥珀光 PLCC LED 大多是 PLCC-2。

PLCC-4 多了兩支腳。廠商用這兩支腳的方式有兩種:一是在一個封裝裡放兩顆晶片,讓零件能顯示兩種顏色;二是給單顆較高電流的晶片一條更寬的金屬導熱路徑到電路板,讓它運作時溫度較低。比較規格書時,請確認四支腳是各自獨立的電氣接點,還是其中兩支是散熱墊。最保險的做法是:規格書沒寫清楚,就在畫 PCB 之前先問,這會直接影響佈線。

PLCC-6 是 RGB 的格式。三顆晶片、六支腳,通常用 5050 本體。想進一步了解 RGB 封裝、驅動 IC 與 RGBW 選項,請看 什麼是 RGB SMD LED?SMD LED 封裝與全系列 RGB LED 比較表。

PLCC-2、PLCC-4、PLCC-6 LED 封裝腳位示意圖:PLCC-2 一顆晶片兩支腳(陽極、陰極),PLCC-4 兩顆晶片或一顆晶片加兩支散熱腳,PLCC-6 三顆晶片(RGB)
PLCC 後面的數字就是腳數:2 腳是一顆晶片,4 腳是兩顆晶片或多了散熱腳,6 腳是 RGB 三顆晶片各自控制。

PLCC LED 尺寸:為什麼 3528 是經典的 PLCC 封裝

SMD LED 的尺寸代碼是本體的長與寬,單位是十分之一公釐。所以 3528 就是長 3.5 mm、寬 2.8 mm。這個尺寸之所以成為 PLCC-2 的標準,是因為它大到足以容納反射杯與導線架,又小到能讓打件機每小時打上數千顆。5050(5.0 x 5.0 mm)則是 RGB 用的 PLCC-6 標準尺寸。更小的 PLCC 本體也存在,用於指示燈與側視型產品,下面列的尺寸就是從這裡來的。

我司的頂視型 PLCC 系列是 OPS-L3528 正面發光(Top View)PLCC LED,產品頁標示尺寸為 2.8 x 3.2 x 1.9 mm,共七種發光顏色:黃光、白光、黃綠光、橙光、琥珀光、純綠光與藍光。全系列驅動電流皆為 20 mA。典型順向電壓:黃綠光與橙光 2.0 至 2.4 V,黃光與琥珀光 2.1 至 2.4 V,白光 3.2 至 3.4 V,純綠光 3.2 至 3.7 V,藍光 3.3 至 3.7 V。典型發光強度從 112.5 mcd(黃綠光)到 2250 mcd(白光)。換句話說,全系列驅動電流一樣,但電壓分兩群:黃綠、橙、黃、琥珀在 2.0 至 2.4 V,白光、純綠、藍光在 3.2 至 3.7 V。這裡建議各位把這兩群分開規劃電源和限流電阻。

頂視型與側視型 PLCC LED 的差別

頂視型(Top View)PLCC LED 的光線垂直於電路板往上射出。當觀看者或導光板位在 PCB 上方時,它就是正確的選擇:狀態指示燈、由下往上打光的鍵盤與面板背光、看板與燈條。

側視型(Side View)PLCC LED 是同一種封裝概念轉了 90 度。反射杯與出光窗朝向側面,光線平行於電路板射出。當 LED 必須裝在 PCB 邊緣、把光打進薄型導光板時,就會用側視型 LED,例如小型 LCD 的側光式背光、按鍵導光板,或前面板上的指示燈導光柱。當機構太薄、放不下「頂視型 LED 加上方導光板」的組合時,側視型也是標準解法。

頂視型與側視型 LED 出光方向比較示意圖:頂視型光往上打到面板或透鏡,側視型光往側邊射進薄導光板
頂視型光往上(指示燈、按鍵背光、看板、燈條);側視型光往側邊射進薄導光板(LCD 側光、薄型產品)。

因為側視型 LED 在面向導光板的方向必須很薄,所以側視型 PLCC 封裝都是細長形。尺寸的第一個數字是面向導光板的厚度,第二個是沿 PCB 邊緣的長度,第三個是離板高度。側視型 PLCC LED 我司有四種尺寸:

型號封裝尺寸(mm)發光顏色驅動電流典型發光強度
OPS-L03100.3 x 1.0 x 0.55藍光、紅光、純綠光、白光20 mA112.5 mcd(藍光、紅光)、560 mcd(純綠光)、200 mcd(白光)
OPS-L03180.35 x 1.8 x 1.0藍光、紅光、純綠光、白光20 mA(白光:5 mA)71.5 mcd(藍光)、112.5 mcd(紅光)、180 mcd(純綠光)、230 mcd(白光)
OPS-L0828(背光用)0.8 x 2.8 x 1.2白光、紅光、藍光、純綠光20 mA2500 mcd(白光)、1000 mcd(紅光)、180 mcd(藍光)、1125 mcd(純綠光)
OPS-L06380.6 x 3.8 x 1.0白光、紅光、藍光、純綠光20 mA2685 mcd(白光)、900 mcd(紅光)、450 mcd(藍光)、1800 mcd(純綠光)

最小的兩款 OPS-L0310 與 OPS-L0318,用於板面空間以十分之一公釐計算的精巧裝置裡的薄型導光板。OPS-L0828 與 OPS-L0638 是亮度較高的背光級產品,適合每顆 LED 需要 1000 mcd 以上才餵得飽導光板的 LCD 與按鍵背光。實務上可以從導光板倒推:先量導光板厚度和機構內可用的高度,四款通常就只剩一、兩款可選,最後才比亮度。

OPS-L0318 側視型 SMD LED 放在台幣 10 元硬幣旁比較尺寸
OPS-L0318 放在 10 元硬幣旁。這麼小的零件,通常是先由導光板厚度決定。

PLCC LED 與晶片型 LED:該選哪一種?

兩者都是 SMD LED,都用回焊焊接,所以差別不在組裝,而在光學、亮度與散熱路徑。

項目PLCC LED晶片型 LED(0402、0603、1206)
本體塑膠射出成型,含反射杯與導線架小型陶瓷或樹脂本體,無反射杯,端子在兩端
單顆光輸出較高;反射杯把光導向頂部較低;尺寸設計給指示燈與高密度陣列
視角寬視角;確切數值以規格書為準寬視角,常與 PLCC 接近,但光線較不集中
散熱路徑導線架把熱帶到電路板;PLCC-4 進一步改善受限於小端子
佔板面積頂視型 3528 及更大;側視型為細長本體從 0201 到 1206
典型用途背光、看板、照明、側視型邊緣打光狀態指示燈、七段顯示器與點矩陣顯示器

一個實用的判斷法:如果一顆 LED 要照亮一個區域或餵光給導光板,選 PLCC;如果 LED 只需要被看成一個亮點,或要把很多顆緊密排在一起,選晶片型 LED。兩種封裝的焊接注意事項,我司都整理在 LEDs / PLCC / SMD LED Display 應用手冊。

頂視型 PLCC LED(黃色螢光粉出光窗)與細長的側視型 PLCC LED 放在白色桌面上
頂視型與側視型 PLCC LED:側視型做成細長形,才能貼著導光板邊緣擺。

如何挑選 PLCC LED

  • 出光方向。觀看者在電路板上方:頂視型。LED 裝在板邊餵光給導光板:側視型。
  • 亮度。用相同驅動電流下的典型發光強度(mcd)比較。白光與純綠光通常最亮;多數系列裡藍光最低。
  • 順向電壓。紅光、橙光、黃光與琥珀光約在 2.0 至 2.6 V;白光、藍光與純綠光約在 2.9 至 3.9 V。把不同顏色串在同一顆限流電阻上是常見的設計錯誤。所以換顏色時,電阻要跟著重算,公式與算例可以參考七段顯示器串聯電阻怎麼設計。
  • 驅動電流。多數 PLCC LED 的規格電流是 20 mA。部分小尺寸白光側視型產品,例如 OPS-L0318W-5,規格電流是 5 mA,用 20 mA 驅動會過載。
  • 封裝高度。以側視型來說,離板高度從 0.55 mm 到 1.2 mm;請確認高度能塞進機構或導光板下方。
  • 腳數。單色選 PLCC-2,雙色或加強散熱選 PLCC-4,RGB 選 PLCC-6。

上面提到的發光強度、順向電壓與驅動電流,都能在各型號產品頁的規格書查到;如果不確定規格表每一欄怎麼讀,可以先看LED 規格表怎麼看?驅動電流、正向電壓、亮度 mcd、主波長一次看懂。

PLCC LED 常見問題

什麼是 PLCC LED?

PLCC LED 是採用 Plastic Leaded Chip Carrier(塑膠導線晶片載體)封裝的表面黏著型 LED:塑膠本體帶反射杯,金屬導線腳焊在 PCB 表面。它是背光、看板與照明最常見的 SMD LED 封裝家族之一。

PLCC-2 和 PLCC-4 有什麼差別?

PLCC-2 有兩支腳、一顆晶片。PLCC-4 有四支腳,用於一個封裝裝兩顆晶片(雙色),或單顆晶片加額外導線腳來改善散熱。

3528 LED 的尺寸是多少?

3528 代表 3.5 mm x 2.8 mm,是經典的 PLCC-2 本體尺寸。

側視型 LED 用在哪裡?

側視型 LED 的光線平行於 PCB 射出。它裝在板邊,把光打進導光板,用於側光式 LCD 背光、按鍵背光與前面板導光柱。

PLCC LED 跟 SMD LED 是同一種東西嗎?

每一顆 PLCC LED 都是 SMD LED,但不是每一顆 SMD LED 都是 PLCC。SMD 描述的是零件的安裝方式;PLCC 描述的是一種帶反射杯與導線腳的特定封裝結構。0603 這類晶片型 LED 是 SMD,但不是 PLCC。

展躍光電(OPTO PLUS LED)有生產 PLCC LED 嗎?

有。展躍光電(OPTO PLUS LED,台灣)生產七種顏色的 OPS-L3528 頂視型 PLCC LED,以及從 0.3 x 1.0 x 0.55 mm 到 0.8 x 2.8 x 1.2 mm 共四種尺寸的側視型 PLCC LED,另有 OPS-L2020F 內建驅動晶片的 RGB PLCC LED。規格書都在各產品頁。

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