PLCC-2 封装超红LED规格书 - 2.0x1.25x0.8mm - 电压2.0V - 功率40mW

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、表面贴装超红LED的技术规格。该器件主要面向要求严苛的汽车内饰应用，将可靠的性能与行业标准合规性相结合。其紧凑的外形尺寸和坚固的结构，使其非常适合用于车辆座舱内空间受限但至关重要的照明功能。

该LED的核心优势包括：120度宽视角，确保均匀照明；在标准20mA驱动电流下，典型发光强度为600毫坎德拉（mcd）；符合严格的汽车与环境标准，如AEC-Q102、RoHS、REACH及无卤要求。这些特点使其成为汽车环境中寻求长寿命和高性能的设计师们的可靠选择。

2. 深度技术参数分析

2.1 光度与电气特性

关键运行参数定义了LED的性能范围。正向电流（I_F）的典型工作点为20mA，最小值为5mA，绝对最大额定值为50mA。在20mA下，典型正向电压（V_F）为2.0V，范围从最小值1.75V到最大值2.75V。这种低电压工作有助于实现高效的电能利用。

主要光度输出特性表现为：在标准测试条件下，发光强度（I_V）为600 mcd（典型值），最小值为450 mcd，最大值可达1120 mcd。光发射位于超红光谱区，主波长（λ_d）典型值为630 nm，在627 nm至639 nm之间变化。120度（公差±5°）的宽视角确保了广泛、均匀的光分布，这对于面板和指示灯照明至关重要。

2.2 热特性与绝对最大额定值

热管理对于LED的寿命至关重要。该器件具有两个热阻值：实际热阻（R_{th JS real}）为160 K/W（最大值），电气热阻（R_{th JS el}）为125 K/W（最大值）。这些值表示从结到焊点的每瓦功耗引起的温升。

绝对最大额定值定义了不可超越的运行极限，以防止永久性损坏。最大功耗（P_d）为137 mW。器件可承受脉冲≤10 μs、占空比极低（0.005）的100 mA浪涌电流（I_FM）。结温（T_J）不得超过125°C，而工作与存储温度范围规定为-40°C至+110°C，这证实了其适用于汽车应用。ESD敏感度（HBM）额定值为2 kV。

3. 性能曲线分析

3.1 光谱与电流-电压关系

相对光谱分布图显示了一个以630 nm为中心的窄而尖的发射曲线，这是高纯度红LED的特征。正向电流与正向电压（I_F-V_F）曲线展示了二极管的指数特性。相对发光强度与正向电流的关系图显示，光输出随电流增加呈近线性增长，直至典型的20mA点，在更高电流下由于热效应增加而逐渐下降。

3.2 温度依赖性

性能相对于温度的变化是一个关键的设计考量因素。相对发光强度与结温的关系图显示负相关性；随着温度升高，光输出降低。这是LED的典型行为。相反，正向电压呈现负温度系数，随着结温升高而线性下降。主波长也随温度变化，通常随着结温升高而增加（红移）。这些曲线对于设计具有温度补偿功能的电路以保持一致的亮度和颜色至关重要。

3.3 降额与脉冲操作

正向电流降额曲线对于可靠性至关重要。它规定了基于焊盘温度（T_S）的最大允许连续正向电流。例如，在焊盘温度为110°C时，最大允许连续电流为35mA。该图还规定了最小工作电流为5mA。允许的脉冲处理能力图表为脉冲操作提供了指导，显示了针对不同脉冲宽度和占空比的允许峰值脉冲电流，这对于多路复用或PWM调光应用非常有用。

4. 分档系统说明

LED根据三个关键参数被分档，以确保生产批次的一致性和设计匹配。

4.1 发光强度分档

发光强度按字母数字分档，范围从L1（11.2-14 mcd）到GA（18000-22400 mcd）。对于此特定型号（65-21-SR0200H-AM），可能的输出分档被突出显示，并落在U1（450-560 mcd）和U2（560-710 mcd）范围内，与典型的600 mcd规格一致。这使得设计师在需要时可以选择亮度公差更严格的部件。

4.2 主波长分档

主波长使用四位代码进行分档。分档覆盖从459 nm到639 nm的广泛光谱。此超红LED的相关分档突出显示在627-639 nm范围内，具体包括代码2730（627-630 nm）、3033（630-633 nm）、3336（633-636 nm）和3639（636-639 nm）。这确保了不同生产批次间的颜色一致性。

4.3 正向电压分档

正向电压使用四位代码进行分档，该代码代表以十分之一伏为单位的最小和最大电压。分档范围从1012（1.00-1.25V）到2730（2.70-3.00V）。对于此典型V_F为2.0V的LED，相关分档可能是1720（1.75-2.00V）和2022（2.00-2.25V）。匹配电压分档可以简化并联阵列中的限流电路设计。

5. 机械与封装信息

该LED封装在标准的PLCC-2表面贴装封装中。机械图纸（由“机械尺寸”章节引用暗示）通常会显示一个在相对两侧有两个引脚的封装。关键尺寸包括总长度、宽度和高度、引脚间距以及模制透镜的尺寸/位置。该封装设计用于兼容大批量电子制造中常用的自动贴装和回流焊接工艺。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

规格书规定回流焊最高温度为260°C，持续30秒。这是指在引脚/焊点处测量的峰值温度。通常会提供一个推荐的回流焊温度曲线，概述预热、保温、回流和冷却阶段，以防止热冲击并确保可靠的焊点，同时不损坏LED的内部结构或环氧树脂透镜。

6.2 推荐焊盘布局

提供了推荐的焊盘布局，以确保适当的机械稳定性和焊料圆角形成。此焊盘设计优化了焊点的强度以及从LED散热焊盘（如果存在）或引脚到印刷电路板（PCB）的热传递路径。遵循此布局对于制造良率和长期可靠性至关重要。

6.3 使用注意事项

一般注意事项包括：在处理过程中避免使用尖锐工具，以防止损坏透镜或引脚。应根据MSL（湿度敏感等级）3级要求，将组件存储在干燥、防静电的环境中，如果在回流焊前暴露于环境条件超过其车间寿命，则需要对组件进行烘烤。还应避免直接暴露于高强度紫外线或某些化学品。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

如PDF所示，主要应用是汽车内饰照明。这包括仪表板开关、门把手、换挡指示灯、音响系统控制和氛围灯的照明。第二个关键应用是仪表盘照明，指的是仪表盘或仪表板仪表，需要为图标、指针和警告符号提供一致、可靠的背光。

7.2 设计考量

使用此LED进行设计时，请考虑以下因素：始终使用串联限流电阻或恒流驱动器来设定正向电流，通常为20mA以获得标称亮度。计算电阻值或驱动器输出电压时，需考虑正向电压分档及其容差。考虑热管理，特别是在密闭空间或高环境温度下；使用降额曲线调整最大驱动电流。对于多个LED的均匀照明，请选择来自相同或相邻发光强度和波长分档的组件。宽视角减少了许多漫射照明应用中对二次光学元件的需求。

8. 技术对比与差异化

与通用的非汽车级PLCC-2 LED相比，此组件的关键差异化在于其正式认证。AEC-Q102认证意味着它已通过为汽车应用中的分立光电器件定义的一系列应力测试，包括高温工作寿命、温度循环和耐湿性。腐蚀鲁棒性等级B1评级表明对硫等腐蚀性气体（可能存在于某些汽车环境中）的抵抗力增强。120度宽视角与600mcd典型强度的结合，为内饰应用提供了良好的亮度与光扩散平衡。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以用30mA驱动此LED以获得更高亮度吗？

答：虽然绝对最大额定值为50mA，但典型工作电流为20mA。以30mA驱动是可能的，但会增加结温并加速光通量衰减。您必须根据您应用的焊盘温度查阅降额曲线，以确保结温保持在125°C以下。

问：实际热阻和电气热阻有什么区别？

答：实际热阻（R_{th JS real}）使用物理温度传感器测量。电气热阻（R_{th JS el}）使用LED的正向电压温度系数计算。出于设计目的，应使用更保守（更高）的值（本例中为160 K/W）进行最坏情况热分析。

问：是否需要反向保护二极管？

答：规格书指出该器件“非为反向操作设计”。施加反向电压可能会损坏它。在可能出现反向电压的电路中（例如，在汽车负载突降场景中），强烈建议使用外部保护，如串联二极管或TVS二极管。

10. 实际设计案例

考虑为具有10个相同指示灯的汽车空调控制面板设计背光。每个指示灯使用一个LED。电源电压为车辆标称12V系统。为确保长寿命，设计目标为焊盘温度最高85°C。根据降额曲线，在85°C时，最大连续电流约为45mA。为每个LED选择15mA的安全工作点可提供余量并减少热应力。在典型V_F为2.0V的情况下，12V电源上每个LED所需的串联电阻值为（12V - 2.0V）/ 0.015A = 667 Ω（使用680 Ω标准值）。每个电阻的功耗为（10V）^2 / 680Ω ≈ 0.147W，因此1/4W电阻足够。为确保颜色和亮度均匀性，在采购时指定来自相同发光强度分档（例如U1）和主波长分档（例如2730）的LED。

11. 工作原理

这是一种发光二极管（LED），一种半导体p-n结器件。当施加超过结内建电势的正向电压时，电子和空穴被注入穿过结。当这些载流子复合时，能量以光子（光）的形式释放。半导体层的特定材料成分（对于红LED通常基于砷化铝镓 - AlGaAs）决定了发射光的波长（颜色）。PLCC-2封装封装了半导体芯片，提供机械保护，包含一个模制环氧树脂透镜以塑形光输出，实现120度视角，并提供用于电气连接和散热的引脚。

12. 行业趋势

汽车内饰照明的趋势持续向更高集成度、更智能控制和增强用户体验发展。LED不仅越来越多地用于功能性照明，还用于营造氛围和品牌塑造。这推动了对更高效率（每瓦更多流明）、更严格的颜色和亮度分档以确保外观一致、以及增强可靠性指标以匹配更长车辆保修期的LED的需求。LED与内置驱动器或控制IC（如iC-LED）的集成也在不断增长，以简化电路设计并实现高级功能，如用于动态灯光效果的独立寻址。本文描述的组件凭借其汽车级认证和一致的性能，契合了这一不断发展的生态系统的基础层，为简单和复杂的照明系统提供可靠的光源。

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。

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