目录
- 1. 产品概述
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 光电特性
- 2.2 绝对最大额定值
- 2.3 热特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 3.3 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 IV曲线与相对强度
- 4.2 温度依赖性
- 4.3 光谱分布与降额
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 机械尺寸
- 5.2 推荐焊盘布局
- 5.3 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 使用注意事项
- 6.3 储存条件
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 7.2 料号解码
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(FAQ)
- 的温度系数。
- :选择此PLCC-4黄色LED。其120度视角无需额外扩散片即可出色地覆盖储物格。典型的2300 mcd强度足以满足局部区域照明需求。器件通过简单的限流电阻电路,由车辆12V系统供电,以30mA(低于50mA典型值)驱动,确保长寿命并降低热负荷。AEC-Q102认证和硫化物耐受性保证其能承受该环境。PLCC-4封装直接焊接在一块小型柔性PCB上,该PCB可安装到门板总成中。
- 这是一种半导体发光二极管。当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的有源区(通常基于AlInGaP等材料用于黄光)复合。此复合过程以光子(光)的形式释放能量。黄光的特定波长(约591 nm)由芯片构造中使用的半导体材料的带隙能量决定。围绕芯片的环氧树脂透镜起到保护作用,塑造光输出光束(实现120度角),并提高光提取效率。
1. 产品概述
本文档详细阐述了一款采用PLCC-4(塑料引线芯片载体)封装的高性能表面贴装黄色LED的规格参数。该器件主要针对严苛的汽车照明应用(包括内饰和外饰)而设计。其核心优势包括:在50mA标准驱动电流下,典型发光强度高达2300毫坎德拉(mcd);120度宽视角,确保出色的光线扩散效果;以及符合汽车级可靠性标准的坚固结构。
该LED通过了AEC-Q102标准认证,确保其适用于汽车电子中典型的恶劣环境条件。它还具备硫化物耐受性(A1级),能够在含硫化合物的环境中抵抗腐蚀。产品符合关键环保法规,包括RoHS、欧盟REACH,且为无卤素制造。
2. 深入技术参数分析
2.1 光电特性
关键性能指标在正向电流(IF)为50mA的标准测试条件下定义。典型发光强度(IV)为2300 mcd,规定最小值为1800 mcd,最大值为4500 mcd。主波长(λd)中心值为591 nm(黄色),范围在585 nm至594 nm之间,这定义了其精确的色点。在50mA电流下,器件两端的正向电压(VF)典型压降为2.20V,极限值在2.00V至2.75V之间。120度(公差±5°)的宽视角是那些需要广角照明而非聚焦光束的应用的关键参数。
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70 mA。器件可承受脉宽≤10 μs、占空比极低(D=0.005)的100 mA浪涌电流(IFM)。最大功耗(Pd)为192.5 mW。结温(TJ)不得超过125°C。工作温度范围(Topr)为-40°C至+110°C,证实了其汽车级的温度耐受能力。该器件并非为反向偏压操作而设计。
2.3 热特性
热管理对于LED的性能和寿命至关重要。规格书规定了从结到焊点的两个热阻值:实际热阻(Rth JS real)为70 K/W(典型值),以及电热阻(Rth JS el)为50 K/W(典型值)。较低的电热阻值源自正向电压的温度系数,用于现场结温估算。适当的PCB热设计对于将结温保持在安全限值内是必要的,尤其是在较高驱动电流或较高环境温度下。
3. 分档系统说明
为确保生产一致性,LED会根据性能进行分档。这使得设计人员能够选择满足其应用特定最低标准的器件。
3.1 发光强度分档
LED根据其在典型电流下的最小发光强度进行分类。例如,分档'BA'保证最小强度为1800 mcd,'BB'保证2240 mcd,'CA'保证2800 mcd。同时提供了相应的光通量值(以流明为单位)以供参考。
3.2 主波长分档
颜色一致性通过波长分档进行控制。分档'8588'涵盖主波长在585 nm至588 nm之间的LED,'8891'涵盖588-591 nm,'9194'涵盖591-594 nm。这确保了不同生产批次间黄色光输出的严格一致性。
3.3 正向电压分档
正向电压分档有助于电路设计,特别是限流电阻计算和电源设计。分档包括'1720'(1.75-2.00V)、'2022'(2.00-2.25V)、'2225'(2.25-2.50V)和'2527'(2.50-2.75V)。
4. 性能曲线分析
提供的图表深入揭示了LED在不同条件下的行为。
4.1 IV曲线与相对强度
正向电流与正向电压的关系图显示了典型的二极管指数关系。相对发光强度与正向电流的关系图表明,光输出随电流增加呈亚线性增长,强调了稳定电流驱动对于亮度一致性的重要性。
4.2 温度依赖性
相对发光强度与结温的关系图显示负温度系数;光输出随结温升高而降低。主波长与结温的关系图表明颜色会随温度升高而偏移(通常向更长波长方向)。相对正向电压与结温的关系图显示负系数,这是用于电学法测量结温的原理。
4.3 光谱分布与降额
相对光谱分布图证实了单色黄光输出,峰值在591 nm左右,其他波段发射极少。正向电流降额曲线对设计至关重要:它根据焊盘温度(TS)规定了最大允许连续电流。例如,在TS为110°C时,最大连续IF为57 mA。允许脉冲处理能力图定义了脉冲宽度、占空比和允许峰值脉冲电流之间的关系。
5. 机械与封装信息
5.1 机械尺寸
LED采用标准PLCC-4表面贴装封装。典型封装尺寸约为长3.5mm、宽2.8mm、高1.9mm(包括透镜)。规格书包含详细的尺寸图,标明了PCB焊盘设计所需的所有关键长度、宽度和公差。
5.2 推荐焊盘布局
提供了焊盘图形设计,以确保可靠的焊接和最佳的热性能。这包括PCB上四个引脚和中央散热焊盘(如果此封装变体适用)的铜焊盘尺寸、形状和间距。遵循此建议对于机械稳定性以及从LED结到PCB的有效热传递至关重要。
5.3 极性识别
PLCC-4封装具有特定的方向。规格书图表标明了阴极和阳极引脚。通常,封装顶部有一个倒角或标记(如圆点)表示引脚1(通常是阴极)。组装时正确的方向是器件正常工作的必要条件。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
规定了详细的回流焊温度曲线以防止热损伤。该曲线定义了预热、保温、回流和冷却阶段。一个关键参数是峰值温度不得超过260°C,且高于260°C的时间应限制在最多30秒。此曲线与标准无铅(SAC)焊膏兼容。
6.2 使用注意事项
一般操作注意事项包括:避免对环氧树脂透镜施加机械应力,保护器件免受静电放电(ESD敏感度为2kV HBM),并确保工作条件(电流、电压、温度)始终保持在绝对最大额定值以内。器件不应承受反向电压。
6.3 储存条件
推荐的储存温度范围(Tstg)为-40°C至+110°C。元件应储存在干燥、防静电的环境中,并保留在原装防潮袋内,特别是其湿度敏感等级(MSL)为2级。这要求袋子开封后,元件需在袋子密封日期起一年内使用,否则在回流焊前必须进行烘烤,以防止焊接过程中的“爆米花”效应。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED以编带盘卷形式提供,适用于自动贴片组装。包装信息详细说明了卷盘尺寸、载带宽度、料袋间距以及元件在载带上的方向。这些数据对于配置组装设备是必需的。
7.2 料号解码
料号67-41-UY0501H-AM遵循特定结构:
- 67-41:产品系列名称。
- UY:黄色颜色代码。
- 050:典型测试电流,单位为mA(50mA)。
- 1:引线框架类型(1=金)。
- H:亮度等级(H=高)。
- AM:指定为汽车应用。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
主要应用于汽车照明:
- 外部照明:日间行车灯(DRL)、侧标志灯、高位刹车灯(CHMSL)以及后备箱/载物区内部照明。
- 内部照明:仪表盘背光、开关照明、脚坑灯、门板灯和阅读灯。
8.2 设计考量
使用此LED进行设计时需注意:
- 电流驱动:始终使用恒流驱动器或与电压源串联的限流电阻。切勿直接连接到电压源。
- 热管理: :设计PCB时,需有足够的铜箔面积(散热焊盘)连接到LED的散热焊盘/引脚以散热。使用降额曲线确定在预期环境温度下的安全工作电流。
- 光学:120度视角在需要更聚焦光束时可能需要次级光学元件(透镜、导光板)。
- ESD防护:在操作和组装过程中采取标准ESD预防措施。
9. 技术对比与差异化
与标准商用级PLCC-4 LED相比,此器件的关键差异化在于其汽车级认证。AEC-Q102认证涉及高温工作寿命(HTOL)、温度循环、耐湿性及其他应力测试,确保在车辆环境中的长期可靠性。规定的硫化物耐受性(A1级)是汽车应用的另一个关键优势,因为暴露于来自轮胎、燃料或工业大气的含硫气体可能会腐蚀标准LED中的银基组件。扩展的工作温度范围(-40°C至+110°C)也超出了典型的工业范围。
10. 常见问题解答(FAQ)
问:发光强度(mcd)和光通量(lm)有什么区别?
答:发光强度衡量的是人眼在特定方向上感知到的光源亮度(坎德拉)。光通量衡量的是光源在所有方向上发出的可见光总量(流明)。此LED规格书以强度(mcd)作为主要指标,并提供分档器件的光通量(lm)作为参考,因为PLCC封装通常以强度为特征。
问:为什么推荐使用恒流驱动器而不是恒压驱动器?
答:LED的正向电压存在公差且随温度变化。仅使用串联电阻的恒压源可能导致电流大幅波动,造成亮度不一致和潜在的过应力。恒流源能保持电流稳定,确保一致的光输出并保护LED。
问:如何在我的应用中估算结温?
答:可以使用电热阻(Rth JS el= 50 K/W)。在室温下,使用低感应电流测量正向电压(校准)。然后,在驱动电流工作期间,瞬时切换到低感应电流并再次测量正向电压。利用图表中的系数,通过电压变化可以计算结温升:ΔTJ= ΔVF/ k,其中k是VF.
的温度系数。
11. 设计与使用案例研究
案例:设计汽车门板储物格照明灯
设计者需要一个紧凑、可靠的灯来照亮汽车门板储物格。该灯必须足够亮以实用,具有宽光束以覆盖储物格区域,并能承受车门内部的极端温度和振动。解决方案
:选择此PLCC-4黄色LED。其120度视角无需额外扩散片即可出色地覆盖储物格。典型的2300 mcd强度足以满足局部区域照明需求。器件通过简单的限流电阻电路,由车辆12V系统供电,以30mA(低于50mA典型值)驱动,确保长寿命并降低热负荷。AEC-Q102认证和硫化物耐受性保证其能承受该环境。PLCC-4封装直接焊接在一块小型柔性PCB上,该PCB可安装到门板总成中。
12. 工作原理
这是一种半导体发光二极管。当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的有源区(通常基于AlInGaP等材料用于黄光)复合。此复合过程以光子(光)的形式释放能量。黄光的特定波长(约591 nm)由芯片构造中使用的半导体材料的带隙能量决定。围绕芯片的环氧树脂透镜起到保护作用,塑造光输出光束(实现120度角),并提高光提取效率。
13. 技术趋势
- 在汽车LED领域,主要趋势包括:效率提升
- :芯片和封装技术的持续发展旨在提供更高的发光效率(每瓦更多流明),降低功耗和热负荷。小型化
- :封装尺寸持续缩小,同时保持或增加光输出,实现更紧凑、时尚的照明设计。先进封装
- :使用更高导热率的材料和改进的光学结构,以更有效地管理热量和光线。智能集成
- :集成驱动器(IC驱动LED)或简单控制接口的LED增长,用于自适应照明应用。颜色一致性与稳定性
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。 |