全彩顶视LED 67-23系列 - 封装3.2x2.8x1.9mm - 正向电压2.0-4.0V - 功率60-130mW - 中文技术规格书

1. 产品概述

67-23系列是一类专为表面贴装应用设计的全彩顶视发光二极管（LED）。该系列LED采用紧凑型P-LCC-4（塑料有引线芯片载体，4引脚）封装，并配有透明无色窗口，可提供宽广且均匀的光发射模式。其核心设计理念旨在为背光和导光管（光导管）系统实现最佳性能，使其成为空间和能效要求苛刻应用的理想选择。

本系列的核心优势在于其极宽的视角，这得益于封装设计和集成的内部反射器。此特性确保了在广阔区域内亮度的一致性，这对于指示灯和背光应用至关重要。此外，该器件专为低电流工作而设计，典型正向电流为20mA，并可低至2mA运行。这种低功耗特性使其特别适用于电池供电的便携式电子产品以及其他优先考虑降低能耗的设备。该系列提供多种发光颜色，包括深红、亮黄绿和蓝色，可实现多样化的设计应用。

2. 技术参数深度解析

2.1 光电特性

每种LED颜色型号的性能由在25°C环境温度和20mA正向电流（I_F）的标准条件下测量的特定光电参数定义。

• 发光强度（I_V）：此参数表示LED的感知亮度。深红（SDR）型号提供最高的典型强度，为112 mcd（毫坎德拉）。亮黄绿（SYG）和蓝色（UB）型号的典型强度分别为20 mcd和18 mcd。设计人员在确定达到特定亮度目标所需的LED数量时，必须考虑这些数值。
• 波长特性：发射光颜色有精确定义。深红LED的典型峰值波长（λ_p）为650 nm，主波长（λ_d）为639 nm。黄绿LED的发射波长为575 nm（峰值）和573 nm（主波长）。蓝色LED的工作波长为468 nm（峰值）和470 nm（主波长）。影响色纯度的光谱带宽（Δλ），对于红色和黄绿色LED约为20 nm，对于蓝色LED约为26 nm。
• 视角（2θ_1/2）：本系列的一个关键特性是其120度视角。这种宽视角确保了从广泛的角度范围都能看到LED，这对于用户观看位置可能变化的面板指示灯和背光应用至关重要。

2.2 电气与热学参数

理解电气极限和热行为对于可靠的电路设计至关重要。

• 正向电压（V_F）：LED工作时的电压降。红色和黄绿色LED的典型V_F为2.0V（最大2.4V），而蓝色LED需要更高的典型V_F，为3.5V（最大4.0V）。这种差异必须在驱动电路中予以考虑，尤其是在多色设计中。
• 绝对最大额定值：这些是任何条件下都不得超越的应力极限，以防止永久性损坏。关键极限包括所有颜色的反向电压（V_R）为5V。红色/黄绿色的最大连续正向电流（I_F）为25mA，蓝色为30mA。对于脉冲工作（1kHz频率下占空比1/10），红色/黄绿色的峰值正向电流（I_FP）更高，为60mA，蓝色为100mA。红色/黄绿色的最大功耗（P_d）为60mW，蓝色为130mW，这与热管理直接相关。
• 工作与存储温度：器件的工作温度范围（T_opr）额定为-40°C至+85°C，存储温度范围（T_stg）为-40°C至+100°C，确保在恶劣环境下也能正常工作。
• 静电放电（ESD）：红色和黄绿色LED的人体模型（HBM）ESD耐受电压为2000V，蓝色LED为1000V。建议在组装过程中遵循正确的ESD处理程序。

3. 分档系统说明

产品采用分档系统，根据关键性能参数对LED进行分类，确保生产批次内的一致性。卷带上的标签标示了三个主要分档：

• CAT（发光强度等级）：此代码根据测量的发光强度对LED进行分组。设计人员可以选择特定的CAT档位，以保证其应用所需的最低亮度水平，这对于实现多LED阵列外观均匀性至关重要。
• HUE（主波长等级）：此分档根据LED的主波长进行分类，主波长定义了精确的色点。对于需要精确颜色匹配的应用，例如状态指示灯或颜色一致性至关重要的多色显示器，选择严格的HUE档位至关重要。
• REF（正向电压等级）：此代码根据LED的正向压降进行排序。使用相同REF档位的LED可以简化限流电阻设计，并有助于确保多个LED并联时电流分配均匀，从而延长寿命并保持亮度一致。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据，但典型的光电特性曲线通常会说明关键参数之间的关系。这些曲线通常包括：

• 相对发光强度与正向电流关系（I-V曲线）：此曲线显示光输出如何随驱动电流增加而增加。它通常是非线性的，在最大电流附近工作可能带来亮度收益递减，同时增加器件的热量和应力。
• 正向电压与正向电流关系：此图描述了二极管的开启特性。达到阈值电压后，电压随电流呈对数增长。
• 发光强度与环境温度关系：LED的光输出通常随着结温升高而降低。理解这种降额对于在高温环境下运行的应用至关重要，以确保维持所需的亮度。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示了每种颜色型号的发射光谱形状和宽度。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与布局

LED采用P-LCC-4封装，整体尺寸约为长3.2mm、宽2.8mm、高1.9mm（不包括圆顶透镜）。封装具有四个引脚。顶视图清晰地显示了单个封装内三个颜色芯片（红、绿、蓝）各自的阳极和阴极连接，这对于正确的PCB焊盘设计和组装方向至关重要。提供了推荐的焊盘图形（焊盘设计），以确保在回流焊接过程中形成可靠的焊点。

5.2 极性识别

规格书包含指示每个芯片极性的图示。正确识别红色、绿色和蓝色二极管的阳极和阴极对于防止工作期间反向偏置至关重要，反向偏置可能损坏LED。

6. 焊接与组装指南

这些SMD LED兼容标准的自动贴装设备和焊接工艺。

• 回流焊接：器件适用于气相和红外回流焊接。推荐的最大焊接温度曲线峰值温度为260°C，持续时间不超过10秒。必须严格遵守此温度曲线，以防止对塑料封装和内部引线键合造成热损伤。
• 手工焊接：如果需要手动焊接，烙铁头温度不应超过350°C，每个引脚的接触时间应限制在3秒或更短。可以在焊点和封装体之间的引脚上使用散热器。
• 存储与处理：LED采用防潮包装运输。在准备使用元件之前，不应打开包装袋。开封前，存储条件应为30°C/90%RH或更低。开封后，元件有指定的车间寿命（暴露于工厂环境条件的时间）为168小时（7天）。如果超过此时间，在回流焊接前可能需要进行烘烤程序，以防止焊接过程中出现“爆米花”现象或分层。

7. 包装与订购信息

LED以卷带形式供应，便于自动组装。载带宽度为8mm。每标准卷包含2000片。卷带标签包含关键信息，包括元件型号（CPN）、数量（QTY）、批号（LOT NO）以及该卷带上LED的具体分档代码（CAT、HUE、REF）。防潮包装包括将卷带放入铝箔防潮袋中，并配有干燥剂和湿度指示卡，以在存储和运输过程中保护元件。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 汽车内饰：仪表盘仪表组、控制开关和信息娱乐系统按钮的背光。
• 通信设备：桌面电话、移动设备和传真机中的状态指示灯和键盘背光。
• 消费电子产品：家电中LCD显示器的背光、控制面板上符号的平面照明以及通用指示灯。
• 导光管/导光系统：宽视角和内部反射器设计使这些LED在将光耦合到亚克力或聚碳酸酯导光板中时特别有效，能够从边缘照亮标签、按钮或图形覆盖层。

8.2 设计考虑与注意事项

• 电流限制：必须在每个LED或LED串中串联使用外部限流电阻。LED的正向电压具有负温度系数和制造公差。没有串联电阻时，电源电压的轻微增加可能导致正向电流大幅、甚至破坏性的增加。电阻值可以使用欧姆定律计算：R = (V电源_{- V}) / I_F热管理：_F.
• 虽然功耗较低，但确保热焊盘（如适用）或引脚周围有足够的PCB铜箔面积有助于散热，尤其是在高环境温度下或以接近最大电流驱动时。这有助于维持光输出和长期可靠性。ESD保护：
• 在处理和组装过程中实施标准ESD预防措施。如果应用处于易产生静电放电的环境，可考虑在敏感线路上添加瞬态电压抑制（TVS）二极管或其他保护电路。9. 可靠性与质量保证

规格书概述了一套全面的可靠性测试，以确保产品在各种环境和操作应力下的稳健性。这些测试以90%的置信水平和10%的批允许不合格品率（LTPD）进行。关键测试项目包括：

回流焊接耐受性（260°C）

• 温度循环（-40°C至+100°C）
• 热冲击（-10°C至+100°C）
• 高温存储（100°C）
• 低温存储（-40°C）
• 直流工作寿命（20mA下1000小时）
• 高温/高湿存储（85°C/85% RH）
• 通过这些严格的测试验证了LED适用于要求苛刻的应用，包括汽车和工业用途。

10. 技术对比与差异化

67-23系列通过几个关键特性在市场上脱颖而出。与标准顶视LED相比，其集成的内部反射器和封装光学设计专门针对导光管耦合效率进行了优化，减少了光损失。能够在极低电流（低至2mA）下有效工作是超低功耗设计的显著优势，这一特性在竞争产品中并不总是被强调。此外，在单个紧凑的P-LCC-4封装中提供三种不同的原色，为全彩指示灯应用提供了设计灵活性，而无需为单独的单色LED占用额外的PCB空间。

11. 常见问题解答（FAQ）

问：如果我的电源精确调节在LED的典型正向电压，我可以不用限流电阻驱动这些LED吗？

答：

强烈不建议这样做，这很可能导致LED失效。正向电压随温度和不同器件而变化。即使电源电压出现微小的正向偏差，也可能导致电流过大。务必使用串联电阻或专用的恒流LED驱动器。No.问：分档代码（CAT、HUE、REF）的目的是什么？

答：分档确保了电气和光学特性的一致性。例如，如果阵列中视觉颜色均匀性至关重要，则需要指定严格的HUE档位。如果亮度一致性是关键，则指定CAT档位。使用分档部件可以防止最终产品中LED之间出现明显差异。

问：如何理解168小时的“车间寿命”？

答：防潮袋打开后，元件会从空气中吸收水分。如果它们在吸收过多水分（超过168小时车间寿命）后进行回流焊接，快速加热可能导致内部蒸汽压力，引起封装开裂（“爆米花”现象）。如果超过车间寿命，必须根据适当的IPC/JEDEC标准（例如，125°C烘烤24小时）对元件进行烘烤，以在焊接前去除水分。

12. 设计案例研究示例

场景：为医疗设备设计背光薄膜开关面板。

要求：

为多个按钮提供均匀的白色背光、超低功耗以延长电池寿命，以及可靠运行。实施方案：

设计一个由透明亚克力制成的导光板（LGP），位于图形覆盖层后面。沿LGP边缘放置数个67-23系列蓝色（UB）和黄绿色（SYG）LED。LED的120度宽视角确保了光能高效地耦合到亚克力板的边缘。然后，通过印刷在LGP上的微结构，光线被均匀地散射到按钮区域。通过以正确比例混合蓝光和黄绿光（由单独的PWM控制电路驱动），可以实现中性白色背光。低至2mA的最小工作电流允许背光在夜间使用时调至非常低的亮度，显著延长电池寿命。P-LCC-4封装允许在设备边缘进行紧凑的PCB布局。13. 工作原理

发光二极管是通过电致发光发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，来自n型材料的电子与来自p型材料的空穴在活性区复合。此复合过程以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由活性区所用半导体材料的能带隙决定。67-23系列使用不同的材料体系：红色和黄绿芯片采用AlGaInP，蓝色芯片采用InGaN/SiC。封装透镜和内部反射器则用于塑造和引导发射光，形成所需的视角模式。

14. 技术趋势与背景

像67-23系列这样的LED的发展是光电子领域更广泛趋势的一部分。业界持续推动着更高的效率（每瓦更多流明），这允许在相同功率下获得更亮的输出，或在更低功率下获得相同的输出——这两者都对便携式和注重能耗的应用有益。封装小型化是另一个关键趋势，使得LED能够集成到越来越小的设备中。此外，市场对具有精确且一致颜色特性的LED需求日益增长，以满足先进显示和信号应用的需求。对宽视角和与导光板兼容性的强调，反映了在汽车、工业和消费产品中，复杂人机界面（HMI）的重要性日益增长，其中均匀且美观的照明是关键的设计元素。

The development of LEDs like the 67-23 series is part of broader trends in optoelectronics. There is a continuous drive towards higher efficiency (more lumens per watt), which allows for either brighter output at the same power or the same output at lower power—both beneficial for portable and energy-conscious applications. Package miniaturization is another key trend, enabling LEDs to be integrated into ever-smaller devices. Furthermore, there is increasing demand for LEDs with precise and consistent color characteristics to meet the needs of advanced display and signaling applications. The emphasis on wide viewing angles and compatibility with light guides reflects the growing importance of sophisticated human-machine interfaces (HMIs) in automotive, industrial, and consumer products, where even and attractive illumination is a key design element.