PLCC-2 蓝色发光二极管 67-11-UB0200H-AM 规格书 - 车规级 - 120° 视角 - 3.1V - 20mA - 中文技术文档

1. 产品概述

67-11-UB0200H-AM 是一款高可靠性表面贴装发光二极管元件，专为要求严苛的汽车内饰应用而设计。该器件采用 PLCC-2（塑料引线芯片载体）封装，为背光和指示灯功能提供了稳健的解决方案，这些功能要求在多变的环境条件下性能稳定。其核心优势包括：120 度宽视角，确保出色的可视性；符合严苛的汽车级元件标准 AEC-Q101 认证；以及符合 RoHS 和 REACH 环保指令。主要目标市场是汽车电子，关键应用包括仪表盘照明、开关背光以及一般内饰氛围照明。

2. 深入技术参数分析

2.1 光度学与光学特性

该发光二极管发射蓝光，典型主波长（λd）为 468 nm，范围从 463 nm 到 475 nm。关键的光度学参数是其发光强度，在标准测试电流 20 mA 驱动下，典型值为 355 毫坎德拉（mcd）。此分档的最小值和最大值分别为 224 mcd 和 560 mcd，表明了生产分布范围。一个显著特点是其非常宽的视角（φ），达到 120 度，这是发光强度降至峰值一半时的离轴角。这确保了在广阔区域内的均匀照明。

2.2 电气与热学特性

正向电压（V_F）在 20 mA 下典型测量值为 3.1 伏特，范围从 2.75 V 到 3.75 V。绝对最大连续正向电流（I_F）为 30 mA，推荐工作电流为 20 mA。该器件不设计用于反向偏压操作。热管理对于发光二极管寿命至关重要。结到焊点的热阻指定了两个值：电气测量值（R_{th JS el}）最大为 100 K/W，实际测量值（R_{th JS real}）最大为 130 K/W。最大允许结温（T_J）为 125°C。

2.3 绝对最大额定值与可靠性

严格限制定义了安全工作区：功耗（P_d）不得超过 112 mW。该器件可承受脉冲 ≤ 10 µs、占空比极低（0.005）的 300 mA 浪涌电流（I_FM）。工作和存储温度范围为 -40°C 至 +110°C，适用于汽车环境。静电放电（ESD）防护等级为 8 kV（人体模型），该元件被归类为湿度敏感等级（MSL）2 级。

3. 分档系统说明

发光二极管根据关键性能参数进行分档，以确保同一生产批次内的一致性。

3.1 发光强度分档

发光强度按字母数字分档代码（例如 L1、M1、N1...）进行分类。如特性表所示（典型值 355 mcd），此特定型号的分档属于 "T1" 档，其范围覆盖 280 mcd 至 355 mcd。分档结构从极低强度（L1：11.2-14 mcd）延伸至极高强度，为不同的亮度需求提供了广泛的选择。

3.2 主波长分档

蓝色通过主波长分档进行控制。此型号的典型值为 468 nm，使其属于 "6367" 档（范围 463 nm 至 467 nm），或根据确切的最小/最大值，可能属于 "6771" 档（467-471 nm）。这种严格的控制（±1 nm 容差）确保了组件中各个发光二极管之间的颜色差异最小化。

4. 性能曲线分析

4.1 正向电流与正向电压关系（IV 曲线）

提供的图表显示了正向电流与正向电压之间的非线性关系。该曲线是蓝色发光二极管的典型曲线，开启电压约为 2.7V，之后斜率相对陡峭。此数据对于设计限流电路以确保稳定运行至关重要。

4.2 温度依赖性

多张图表详细说明了性能随温度的变化。正向电压具有负温度系数，相对于其在 25°C 时的值，大约每摄氏度降低 2 mV。相反，发光强度随着结温升高而降低；在 100°C 时，输出约为其 25°C 值的 80-85%。主波长也会随温度发生轻微偏移（对于蓝色发光二极管，典型值为 +0.05 至 +0.1 nm/°C）。

4.3 光谱分布与辐射模式

相对光谱分布图显示在蓝色波长区域（约 468 nm）有一个峰值，并具有基于 InGaN 的发光二极管的典型半高全宽（FWHM）。辐射模式图直观地证实了 120° 视角，显示出类似朗伯体的发射模式。

4.4 降额与脉冲操作

正向电流降额曲线规定了最大允许连续电流与焊盘温度（T_S）的函数关系。例如，在 T_S为 110°C 时，最大电流为 30 mA。另一张图表定义了允许的脉冲处理能力，显示了针对给定脉冲宽度（t_FP）和占空比（D）所允许的峰值脉冲电流（I_p）。

5. 机械与封装信息

该元件采用标准的 PLCC-2 表面贴装封装。机械图纸（由“机械尺寸”部分隐含）将指定精确的长度、宽度、高度和引脚间距。封装采用模塑塑料主体，带有两个引脚。极性通过封装的物理形状或顶部的标记（通常是阴极附近的凹口或绿点）来指示。提供了推荐的焊盘布局，以确保在回流焊过程中正确焊接和热释放。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

规格书规定了回流焊条件，元件引脚必须暴露在高于 217°C（焊膏液相线温度）的温度下，持续时间在 60 到 150 秒之间。详细的回流焊温度曲线图通常会显示推荐的预热、保温、回流焊峰值温度（不得超过发光二极管焊接温度额定值的绝对最大值）以及冷却斜率。

6.2 使用注意事项

一般注意事项包括：避免施加反向电压。使用串联电阻或恒流驱动器来限制正向电流。通过考虑环境温度、驱动电流和 PCB 热设计，确保不超过最大结温。使用适当的 ESD 防护措施处理器件。如果包装已打开，请遵循推荐的存储条件（MSL 2）。

7. 包装与订购信息

“包装信息”部分详细说明了发光二极管的供应方式，通常是卷绕在卷盘上的压纹载带。关键参数包括卷盘尺寸、料袋间距和每卷盘元件数量。型号 67-11-UB0200H-AM 遵循特定的编码系统，其中“67”可能表示系列，“11”表示尺寸或变体，“UB”表示颜色（蓝色），“200H”表示特定的性能分档。“订购信息”将阐明如何指定卷盘尺寸或其他选项。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

此发光二极管非常适合用于：
汽车内饰照明：按钮、开关、空调控制面板和门把手的背光。
仪表盘：仪表和警告指示灯的照明，得益于其宽视角。
通用指示灯功能：驾驶舱内指定为蓝色的状态指示灯。

8.2 设计考量

电流驱动：始终使用恒流源或带有串联电阻的电压源。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F计算电阻值。使用规格书中的最大 V_F值，以确保在 V_F较高的低温下电流不超过限制。
热管理：将散热焊盘（如果存在）连接到 PCB 上足够大的铜区域作为散热器。这对于维持光输出和寿命至关重要，尤其是在高环境温度或驱动电流下。
光学设计：宽视角可能需要导光板或扩散器来实现特定的照明模式并避免光斑。

9. 技术对比与差异化

与标准商用级 PLCC-2 发光二极管相比，此型号的关键差异化在于其AEC-Q101 认证，这验证了其在汽车应力测试（热循环、高温/高湿度运行等）下的可靠性，以及其扩展的工作温度范围（-40°C 至 +110°C）。8 kV 的 ESD 等级通常也高于商用器件。发光强度和波长的特定分档确保了颜色和亮度的一致性，这在多发光二极管汽车显示屏中至关重要。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以直接用 5V 电源驱动这个发光二极管吗？
答：不可以。其典型 V_F为 3.1V，直接连接到 5V 会导致电流过大并立即损坏。您必须使用串联限流电阻或恒流驱动器。

问：这个发光二极管的预期寿命是多少？
答：发光二极管的寿命在很大程度上取决于工作条件，主要是结温和驱动电流。当在规定的额定值（特别是 T_J <≤ 125°C）内运行时，像这样的车规级发光二极管通常具有数万小时的 L70 寿命（光输出降至初始值 70% 的时间）。

问：订购时如何解读发光强度分档代码（例如 T1）？
答：分档代码保证发光二极管的强度将落在指定范围内（例如 T1：280-355 mcd）。为了在阵列中获得一致的亮度，请指定单一、紧密的分档代码。

问：是否需要散热器？
答：对于在 20 mA 或更高电流下的连续运行，尤其是在高环境温度下，通过 PCB 铜箔进行适当的热管理至关重要。对于单个发光二极管，通常不需要专用的散热器，但 PCB 布局必须有利于散热。

11. 实际设计与使用案例

案例：设计汽车按钮开关的背光。
1. 需求：在直径 10mm 的按钮帽上实现均匀的蓝色照明。
2. 元件选择：由于其高亮度和宽视角，一个 67-11-UB0200H-AM 发光二极管即可满足需求。
3. 电路设计：使用车辆的标称 12V 系统（运行时为 14V）。计算串联电阻：R = (14V - 3.1V) / 0.020A = 545 欧姆。选择 560 欧姆、1/8W 的电阻。发光二极管上的功耗为 P = V_F* I_F= ~3.1V * 0.02A = 62 mW，远低于 112 mW 的最大值。
4. PCB 布局：发光二极管放置在按钮下方中央。焊盘连接到电路板接地层上大面积的铜箔以帮助散热。组装时仔细观察极性标记。
5. 光学集成：在发光二极管和按钮帽之间放置一个小型的乳白色塑料导光板，将点光源扩散成均匀的圆形光斑。

12. 工作原理

这是一种半导体发光二极管（LED）。当在阳极和阴极之间施加超过其带隙能量的正向电压时，电子和空穴在半导体芯片（对于蓝光，通常由氮化铟镓 - InGaN 制成）的有源区复合。这种复合过程以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由所用半导体材料的带隙能量决定。PLCC-2 封装封装了微小的半导体芯片，提供机械保护，容纳键合线，并包含一个模塑塑料透镜，该透镜塑造光输出以实现 120 度视角。

13. 技术趋势

汽车内饰照明发光二极管的趋势是朝着更高效率（每瓦更多流明）发展，从而实现更亮的显示或更低的功耗和热负荷。同时，也朝着更小的封装尺寸（例如芯片级封装）发展，以实现更密集的 PCB 布局和更灵活的设计。此外，将控制电子器件（如恒流驱动器或 PWM 调光电路）直接集成到发光二极管封装中（“智能发光二极管”）正变得越来越普遍，以简化系统设计。在现代汽车内饰高美学标准的推动下，颜色在温度和寿命周期内的一致性和稳定性仍然是关键的重点领域。