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PLCC-4 黄色LED规格书 - 封装尺寸3.5x2.8x1.9mm - 正向电压2.2V - 发光强度2300mcd - 中文技术文档

专为汽车照明应用设计的高亮度黄色PLCC-4 LED技术规格书,具备120度视角、AEC-Q102认证和RoHS合规性。
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PDF文档封面 - PLCC-4 黄色LED规格书 - 封装尺寸3.5x2.8x1.9mm - 正向电压2.2V - 发光强度2300mcd - 中文技术文档

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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:

此命名规则允许精确识别器件的关键属性。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

主要应用于汽车照明:

其高亮度和宽视角使其既适用于功能性照明,也适用于装饰性氛围照明。

8.2 设计考量

使用此LED进行设计时需注意:

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

:更严格的分档规格和改进的荧光粉技术(用于白光和转换色)确保在温度和寿命周期内颜色输出一致,这对于汽车美学和安全照明至关重要。

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。