PLCC-2 冷白光 LED 规格书 - 120° 视角 - 典型值3.1V - 20mA

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款采用PLCC-2（塑料引线芯片载体）封装的高亮度表面贴装LED元件的规格。该器件主要针对严苛的汽车内饰环境设计，可在宽温度范围内提供可靠的性能。其核心优势在于光输出、宽视角和满足车规级可靠性标准的坚固结构之间的平衡组合。

该LED发出冷白光，其典型的CIE 1931色坐标为（0.3， 0.3）。它适用于在密闭空间内需要稳定、明亮照明的应用，例如仪表盘背光、开关照明和指示灯组。符合AEC-Q102、RoHS和REACH标准，突显了其适用于对质量和环保要求严格的现代电子组装的适用性。

2. 技术参数详解

2.1 光度与电气特性

关键工作参数定义在20mA的标准测试电流下。典型发光强度为1800毫坎德拉（mcd），根据生产分档，最小保证值为1400 mcd，最大可达3550 mcd。正向电压（V_F）典型值为3.1V，范围从最小值2.5V到最大值3.75V。此参数对于电路设计中计算限流电阻值至关重要。

该器件具有120度的极宽视角，定义为发光强度降至其轴向峰值一半时的全角。这确保了均匀的光分布，对于面板和开关照明至关重要。

2.2 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致永久损坏的应力极限。绝对最大连续正向电流为30 mA。在极低占空比（0.005）下，器件可承受脉冲持续时间≤10 µs、高达250 mA的短时电流浪涌。结温不得超过125°C。工作与储存温度范围规定为-40°C至+110°C，证实了其车规级的坚固性。静电放电（ESD）保护等级为8 kV（人体模型）。

2.3 热特性

热管理对于LED寿命和性能稳定性至关重要。从结到焊点的热阻以两种方式规定：实际热阻（R_{th JS 实际}）为130 K/W，电气热阻（R_{th JS 电气}）为100 K/W。此参数表明热量从半导体结传导出去的效率。如降额曲线所示，需要采用具有足够散热设计的PCB布局，以将焊盘温度维持在安全限值内。

3. 性能曲线分析

3.1 正向电流与电压关系（I-V曲线）

所提供的图表显示了在25°C时正向电流与正向电压之间的关系。该曲线是非线性的，这是二极管的典型特征。在标称20mA时，电压集中在3.1V左右。设计人员必须使用此曲线来确保驱动电路提供稳定的电流（而非电压），以实现一致的光输出。

3.2 光输出与电流及温度的关系

相对发光强度随正向电流增加而增加，但呈现亚线性关系，这强调了电流控制的必要性。更重要的是，显示相对发光强度与结温关系的图表表明存在负温度系数。随着结温升高，光输出会降低。在最高结温125°C时，输出可能仅为25°C时值的40-50%左右。必须在热设计中考虑这种热淬灭效应。

3.3 色度稳定性

图表描绘了CIE x和y坐标随正向电流和结温的变化。虽然存在偏移，但相对较小（温度变化约±0.01，电流变化更小），表明在不同工作条件下具有良好的颜色稳定性，这对于颜色一致性很重要的应用至关重要。

3.4 光谱分布与辐射模式

相对光谱分布曲线显示在蓝色波长区域有一个峰值，这是荧光粉转换型白光LED的特征，并且在荧光粉产生的黄/绿区域有一个宽的次峰。辐射模式图证实了类似朗伯体的发射轮廓，从而实现了120°的宽视角。

4. 分档系统说明

该产品提供按性能分组的“档位”，以确保同一生产批次内的一致性。

4.1 发光强度分档

定义了一个全面的分档结构，范围从低输出档位（例如，L1：11.2-14 mcd）到极高输出档位（例如，GA：18000-22400 mcd）。对于此特定型号（67-11-C70200H-AM），突出显示的标准输出档位是“AB”，对应的发光强度范围为1400至1800 mcd。这使得设计人员可以根据其应用选择合适的亮度等级。

4.2 颜色分档

规格书引用了“标准白光颜色分档结构”图（在提供的摘录中未完全详述）。通常，此类图表在色度图上定义的四边形或区域内绘制CIE x和y坐标。LED根据其色坐标在此区域内的位置被分入不同档位，以确保严格的颜色容差，如特性部分所述，通常在±0.005以内。

5. 机械与封装信息

5.1 物理尺寸

该元件采用标准的PLCC-2表面贴装封装。机械图纸（在目录中引用）将规定精确的长度、宽度、高度、引脚间距和公差。此信息对于PCB焊盘设计和确保在组件中的正确配合至关重要。

5.2 推荐焊盘布局

专门章节提供了PCB的推荐焊盘图形（焊盘几何形状）。遵循此指南对于实现可靠的焊点、回流焊期间正确的自对准以及从器件到PCB的有效热传递至关重要。

5.3 极性标识

PLCC-2封装通常有一个标记角或倒角来指示阴极（负极）引脚。贴装时必须确保正确的极性方向，以使器件正常工作。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

规格书规定最高焊接温度为260°C，持续30秒。这是指在标准回流焊过程中在焊点处测得的峰值温度。应遵循包含预热、保温、回流和冷却阶段的典型回流焊温度曲线，确保元件引脚处的温度不超过此限值，以防止塑料封装或内部芯片粘接材料损坏。

6.2 使用注意事项

一般操作注意事项包括在组装过程中采用防静电措施、避免对透镜施加机械应力以及防止光学表面污染。该器件不设计用于反向电压工作。

6.3 储存条件

储存温度范围为-40°C至+110°C。此外，潮湿敏感度等级（MSL）评定为2级。这意味着元件可以在干燥环境（通常为<相对湿度60%）中储存长达一年。如果防潮袋被打开或超过储存期限，在回流焊之前必须对部件进行烘烤，以防止“爆米花”现象（因蒸汽压力导致封装开裂）。

7. 应用建议

7.1 典型应用电路

最常见的驱动方法是恒流源或从电压轨串联一个简单的电阻。电阻值计算公式为 R = (V_电源- V_F) / I_F。使用典型的V_F值3.1V和目标电流20mA，电源电压为5V时，电阻值为（5V - 3.1V）/ 0.02A = 95欧姆。应选择额定功率至少为（5V-3.1V）*0.02A = 0.038W的电阻，为留出安全裕量，可选择更高功率（例如1/8W或1/4W）的电阻。

7.2 设计考量

热管理：使用正向电流降额曲线。对于在高环境温度下连续工作，必须降低电流以保持焊点温度低于110°C（此时最大电流为30mA）。焊盘下方及周围需要有足够的铜箔面积来散热。
电流控制：始终使用受控电流驱动LED，而非固定电压，以确保稳定的光输出并防止热失控。
光学设计：120°的宽光束适用于漫射照明。如需聚焦光，则需要二次光学元件（透镜）。
ESD保护：虽然该器件具有8kV HBM保护，但在汽车环境的敏感线路上加入额外的瞬态电压抑制是良好的实践。

8. 技术对比与差异化

与通用PLCC-2 LED相比，该器件的关键差异化在于其AEC-Q102认证和扩展的工作温度范围（-40°C至+110°C）。这些特性在商用级LED中并不常见，但对于汽车认证至关重要。规定的ESD等级（8kV）也高于许多标准部件。详细的分档结构为制造商提供了可预测的性能，这对于一致性至关重要的量产至关重要。

9. 常见问题解答（FAQ）

问：“典型值”和“最大值”额定值有何区别？

答：“典型值”是标准条件下的预期平均值。“最大值”（或“最小值”）是保证的极限值；根据规格书规定，所有器件性能都将在此范围内。

问：我可以让这个LED在30mA下连续工作吗？

答：仅当焊点温度（T_S）能够按照降额曲线维持在110°C或以下时才可以。在更高温度下，必须降低电流。为了长期可靠运行，建议在典型值20mA或以下驱动。

问：色坐标是（0.3， 0.3）。这是纯白色吗？

答：在CIE 1931色度图上，点（0.33， 0.33）通常被认为是“等能”白点。坐标（0.3， 0.3）表示一种略带蓝/绿色调的冷白光，这是显示背光中常见且理想的色调。

问：MSL 2对我的生产工艺意味着什么？

答：MSL 2级元件在储存条件≤30°C/60% RH时，车间寿命为1年。袋子打开后，应在规定时间内（例如168小时）使用，或在回流焊前进行烘烤以去除吸收的湿气。

10. 工作原理

这是一款荧光粉转换型白光LED。当电流流过其p-n结时，核心半导体芯片发出蓝光（电致发光）。该蓝光照射沉积在芯片上或附近的黄色（或黄色和红色）荧光粉材料层。荧光粉吸收一部分蓝色光子，并以更长的黄/红色波长重新发射光。人眼感知到的剩余蓝光与转换后的黄/红光的组合即为白光。确切的色调（冷白、中性白、暖白）由荧光粉的混合和成分决定。

11. 行业趋势

汽车照明市场持续要求更高的效率（每瓦更多流明）、更高的显色指数（CRI）以获得更好的视觉清晰度，以及更高的可靠性。将LED与驱动IC和传感器集成到智能照明模块中是一个增长趋势。此外，尽管PLCC封装因其成本效益和在内饰照明等中功率应用中经过验证的可靠性而仍然流行，但行业正朝着标准化、更小封装尺寸和更高功率密度的方向发展。

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语	单位/表示	通俗解释	为什么重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦电能发出的光通量，越高越节能。	直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源发出的总光量，俗称"亮度"。	决定灯具够不够亮。
发光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。	影响光照范围与均匀度。
色温（CCT）	K（开尔文），如2700K/6500K	光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
显色指数（CRI / Ra）	无单位，0–100	光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。	影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差（SDCM）	麦克亚当椭圆步数，如"5-step"	颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。	保证同一批灯具颜色无差异。
主波长（Dominant Wavelength）	nm（纳米），如620nm（红）	彩色LED颜色对应的波长值。	决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布（Spectral Distribution）	波长 vs. 强度曲线	显示LED发出的光在各波长的强度分布。	影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语	符号	通俗解释	设计注意事项
正向电压（Forward Voltage）	Vf	LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。	驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。
正向电流（Forward Current）	If	使LED正常发光的电流值。	常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流（Pulse Current）	Ifp	短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。	脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。
反向电压（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。	电路中需防止反接或电压冲击。
热阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。	高热阻需更强散热设计，否则结温升高。
静电放电耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。	生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语	关键指标	通俗解释	影响
结温（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED芯片内部的实际工作温度。	每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需时间。	直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段时间后剩余亮度的百分比。	表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中颜色的变化程度。	影响照明场景的颜色一致性。
热老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因长期高温导致的封装材料劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语	常见类型	通俗解释	特点与应用
封装类型	EMC、PPA、陶瓷	保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。	EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构	正装、倒装（Flip Chip）	芯片电极布置方式。	倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。
荧光粉涂层	YAG、硅酸盐、氮化物	覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。	不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计	平面、微透镜、全反射	封装表面的光学结构，控制光线分布。	决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语	分档内容	通俗解释	目的
光通量分档	代码如 2G、2H	按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。	确保同一批产品亮度一致。
电压分档	代码如 6W、6X	按正向电压范围分组。	便于驱动电源匹配，提高系统效率。
色区分档	5-step MacAdam椭圆	按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。	保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。
色温分档	2700K、3000K等	按色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语	标准/测试	通俗解释	意义
LM-80	流明维持测试	在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。	用于推算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21	寿命推演标准	基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA标准	照明工程学会标准	涵盖光学、电气、热学测试方法。	行业公认的测试依据。
RoHS / REACH	环保认证	确保产品不含有害物质（如铅、汞）。	进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	针对照明产品的能效与性能认证。	常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。