椭圆形LED灯珠3474BKRR/MS规格书 - 椭圆形 - 2.0x3.0x4.5mm - 正向电压1.6-2.6V - 亮红色 - 120mW

1. 产品概述

本文档详述了一款精密光学性能椭圆形LED灯珠的规格。其主要设计用途是乘客信息屏以及需要在特定区域内提供清晰、明确照明的类似应用。椭圆形结构和匹配的辐射模式是其关键特性，使其在与黄、蓝或绿色LED共同使用的应用中能够实现有效的色彩混合。

该器件采用抗紫外线环氧树脂材料制成，确保在阳光照射环境下具有长期可靠性。它符合关键的环境与安全标准，包括欧盟RoHS指令、欧盟REACH法规，并且作为无卤素元件制造（溴含量<900 ppm，氯含量<900 ppm，总和<1500 ppm）。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。不保证在此条件下运行。

• 反向电压 (V_R):5 V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
• 正向电流 (I_F):50 mA (连续)。
• 峰值正向电流 (I_FP):160 mA。此电流仅在占空比为1/10、频率为1 kHz的脉冲条件下允许。例如，在复用显示应用中，可实现短暂的过驱动。
• 功耗 (P_d):120 mW。这是器件内部允许的最大功率损耗，计算公式为正向电压 (V_F) * 正向电流 (I_F)。在此极限附近工作需要仔细的热管理。
• 工作温度 (T_opr):-40 至 +85 °C。该器件适用于工业温度范围。
• 储存温度 (T_stg):-40 至 +100 °C。
• 焊接温度 (T_sol):260 °C，持续5秒。这定义了回流焊接曲线的耐受度。

2.2 光电特性 (T_a=25°C)

这些是在标准测试条件下测得的典型性能参数。

• 发光强度 (I_v):1205-2490 mcd (典型值：1605 mcd)，测试条件为 I_F=20mA。此高输出亮度适用于日光下可读的标识。
• 视角 (2θ_1/2):110° (X轴) / 60° (Y轴)。椭圆形辐射模式提供了宽广的水平扩散和更聚焦的垂直光束，非常适合从不同水平角度观看的标识。
• 峰值波长 (λ_p):632 nm (典型值)。这是光功率输出最大的波长。
• 主波长 (λ_d):619-629 nm (典型值：621 nm)。这定义了人眼感知的光的颜色，位于亮红色区域。
• 光谱辐射带宽 (Δλ):20 nm (典型值)。衡量发射光光谱纯度的指标。
• 正向电压 (V_F):1.6 - 2.6 V，测试条件为 I_F=20mA。这是LED导通时的压降。设计驱动器时必须考虑此范围。
• 反向电流 (I_R):10 μA (最大值)，测试条件为 V_R=5V。这是关断状态下极低的漏电流。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED会根据关键参数进行分档。

3.1 发光强度分档

分档以标称档位值的±10%容差定义。档位代码 (RA, RB, RC, RD) 代表在20mA电流下递增的最低发光强度等级。

• RA:1205 - 1445 mcd
• RB:1445 - 1730 mcd
• RC:1730 - 2075 mcd
• RD:2075 - 2490 mcd

3.2 主波长分档

波长分档确保感知的红色保持一致，具有±1nm的严格容差。在颜色均匀性至关重要的应用中，这些分档有助于匹配LED。

• R1:619 - 624 nm
• R2:624 - 629 nm

4. 性能曲线分析

规格书提供了几条特性曲线，对于理解器件在不同工作条件下的行为至关重要。

4.1 光谱分布

该相对强度 vs. 波长曲线显示了典型的窄发射光谱，中心波长约632 nm，这是AlGaInP材料技术的特征，可产生高效率红光。

4.2 IV曲线与效率

该正向电流 vs. 正向电压曲线呈现标准的二极管指数关系。相对强度 vs. 正向电流曲线在正常工作范围（最高至50mA）内基本呈线性，表明效率稳定。设计人员必须确保驱动器提供稳定的电流而非电压，以保持恒定的光输出。

4.3 热特性

该相对强度 vs. 环境温度和正向电流 vs. 环境温度曲线对于热管理至关重要。发光强度通常随结温升高而降低。正向电压也具有负温度系数（随温度升高而降低），在恒压驱动方案中必须考虑这一点以避免热失控。对于大电流或高环境温度工作，建议提供足够的PCB铜箔面积或散热措施。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED遵循标准表面贴装封装外形。关键尺寸包括引脚间距（2.54 mm），这是通孔适配或直接PCB安装的常见焊盘尺寸。椭圆形透镜从主体突出。所有未注明的尺寸默认公差为±0.25 mm。法兰下方的最大树脂突出量为1.5 mm，这对于PCB组装时的间隙很重要。

5.2 极性识别

阴极通常通过透镜上的平面、封装体上的凹口或较短的引脚（如果通孔版本有引脚）来指示。关于此3474BKRR/MS型号的具体标记，请查阅规格书中的图示。正确的极性对于防止反向偏压损坏至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接参数

该器件可承受峰值焊接温度260°C，持续5秒。这符合标准无铅（SnAgCu）回流曲线。温度应在LED引脚处测量，而非在烤箱空气中。

6.2 关键注意事项

• 引脚成型:如需弯曲引脚，请在距离环氧树脂灯体基座至少3mm处进行。应在焊接前完成弯曲，以避免对焊点施加应力。使用合适的工具，避免对封装施加应力，否则可能导致环氧树脂开裂或损坏内部键合线。
• PCB孔位对准:PCB孔必须与LED引脚精确对准。在机械应力下安装会随时间推移降低环氧树脂密封性能和LED性能。
• 焊点位置:焊点与环氧树脂灯体之间应保持超过3mm的距离。建议在连接条基座之外进行焊接。

6.3 储存条件

收到后，LED应储存在温度≤30°C、相对湿度≤70%的环境中。在此状态下的推荐储存寿命为3个月。如需更长时间储存（最长1年），应将器件置于充有氮气并放有干燥剂的密封容器中，以防止吸潮，这对于符合MSL（湿度敏感等级）要求以及防止回流焊接时发生“爆米花”现象至关重要。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

该器件以防潮包装供应。标准包装数量为每内盒2500件，每主外箱含10个内盒（总计25,000件）。元件置于具有特定尺寸的凸纹载带上，适用于自动贴片设备。

7.2 标签说明与型号

卷盘标签包含用于追溯和正确应用的基本信息：客户零件号（CPN）、制造商零件号（P/N）、包装数量（QTY），以及发光强度（CAT）、主波长（HUE）和正向电压（REF）的具体分档代码，连同生产批号。

完整的产品命名遵循以下模式：3474 B K R R - □ □ □ □

• 3474:封装类型/尺寸。
• B:可能表示亮度或特定系列。
• K:可能表示颜色（尽管特指此红色型号）。
• R R:表示颜色“亮红色”。
• - □ □ □ □:这些占位符代表订单所选定的强度（CAT）、波长（HUE）和电压（REF）的具体分档代码。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 乘客信息屏（PIS）:用于公交车、火车和机场，其中高亮度和宽水平视角至关重要。
• 信息板与可变信息标志（VMS）:用于交通信息、广告和公共通告。椭圆形光束有助于在单个像素或段上产生均匀照明。
• 彩色图形标志与商业户外广告:在全彩或多色显示屏中用作红色元件。其匹配的辐射模式便于与相邻的蓝、绿或黄色LED进行色彩混合。

8.2 设计考量

• 电流驱动:始终使用恒流驱动器。典型亮度的推荐工作电流为20mA，但考虑到增加的功耗和热管理需求，可驱动至50mA连续电流以获得更高输出。
• 串联/并联配置:当多个LED串联时，确保驱动器电压能适应正向电压之和（考虑最大V_F）。对于并联连接，理想情况下每个LED应有自己的限流电阻，以应对V_F的分档差异并防止电流不均。
• 光学设计:110°x60°视角是封装透镜固有的。如果需要，可以使用二次光学元件（扩散片、透镜）进一步塑形光束，但其主要模式非常适合直接观看的标识。

9. 技术对比与差异化

与标准圆形透镜LED相比，此椭圆形灯珠提供了一个关键优势：非对称辐射模式（110° x 60°），天然适合典型标识段或像素的矩形形状。这提供了更高的光利用效率，减少了在期望观看区域外的光浪费，并可能允许使用更低的驱动电流，从目标观看走廊获得相同的感知标识亮度。其高发光强度（高达2490 mcd）使其在需要卓越对比度的户外和高环境光应用中具有竞争力。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 峰值波长（632nm）和主波长（~621nm）有何区别？

峰值波长（λ_p）是光功率输出最高的物理波长。主波长（λ_d）是一个计算值，基于整个发射光谱和CIE配色函数，对应于人眼感知的颜色。对于像这种红色LED这样的单色LED，两者接近但不完全相同。主波长对于显示器中的颜色规格更为相关。

10.2 我可以连续以50mA驱动此LED吗？

可以，50mA是绝对最大连续正向电流。然而，在此极限下工作会产生更多热量（P_d≈ V_F*I_F）。您必须确保PCB设计提供足够的热缓解（足够的铜箔面积，可能的热过孔），以将LED结温保持在安全范围内，尤其是在高环境温度下。降低电流（例如，降至30-40mA）将提高长期可靠性和光通维持率。

10.3 为什么储存寿命限制为3个月，什么是MSL？

环氧树脂封装会从空气中吸收湿气。当经受回流焊接的高温时，这些被困的湿气会迅速汽化，产生内部压力，可能导致封装开裂（“爆米花”现象）。3个月的储存指南假设的是标准工厂袋装条件。对于更长时间的储存，充氮干燥的容器会重置湿气暴露时钟。湿度敏感等级（MSL）评级（应在包装标签上查看）定义了干燥袋打开后的确切车间寿命。

11. 实际用例示例

场景：为公交车设计单行红色字母数字VMS。

1. 像素布局:每个字符的椭圆形LED排列成5x7点阵。其110°水平视角确保信息可以从过道对面的座位上清晰读取。
2. 驱动电路:选择一个恒流LED驱动IC，配置为每通道提供20mA。一列中的LED串联连接，由驱动器管理累积的正向电压。
3. 热管理:PCB设计采用大面积铜箔连接到LED阴极焊盘，作为散热器。公交车内部环境温度被认为在-40至+85°C范围内。
4. 分档:为确保整个显示屏外观均匀，订单中指定了来自相同主波长档位（R1或R2）和窄范围发光强度档位（例如，仅RB和RC）的LED。

12. 技术原理介绍

此LED采用AlGaInP（铝镓铟磷）半导体芯片。当施加正向电压时，电子和空穴在芯片的有源区复合，以光子形式释放能量。晶格中铝、镓和铟的特定比例决定了带隙能量，这直接对应于发射光的波长——在本例中为红光（约621-632 nm）。椭圆形环氧树脂透镜经过精密模制以控制辐射模式，通过内部反射和折射光线实现所需的110°x60°视角。

13. 行业趋势

标识和显示LED的趋势继续朝着更高效率（每瓦更多流明）发展，从而实现更低的功耗和减少的热负荷。同时，也注重改善颜色一致性和更严格的分档容差，以实现无缝的大尺寸显示屏。此外，在恶劣环境条件（紫外线、温度循环、湿度）下的可靠性和寿命仍然是材料和封装进步的关键驱动力，例如使用更坚固的硅基封装材料替代传统的环氧树脂。