PLCC-6 黄色LED规格书 - 封装尺寸3.2x2.8x1.9mm - 正向电压2.15V - 功率0.32W - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款采用PLCC-6封装的高性能表面贴装黄色LED的规格参数。该器件主要针对要求严苛的汽车外部照明应用（如转向灯）而设计，在这些应用中，可靠性、亮度以及在恶劣环境条件下的稳定性能至关重要。其核心优势包括：在150mA标准驱动电流下，典型发光强度高达5500毫坎德拉（mcd）；120度宽视角，确保出色的可视性；以及坚固的结构，满足严格的汽车级标准。

该LED通过了AEC-Q101认证，确保了其在汽车应用中的可靠性。同时，它也符合RoHS和REACH环保指令，并具备抗硫化物腐蚀能力，适用于可能存在腐蚀性气体的环境。目标市场是需要紧凑、明亮且可靠的黄色光源的汽车照明制造商和设计师。

2. 深入技术参数分析

2.1 光度与电气特性

关键工作参数定义了LED在典型条件（T_s=25°C）下的性能。正向电流（I_F）的推荐工作范围为20mA至200mA，典型值为150mA。在此典型电流下，发光强度（I_V）范围从最小值3550 mcd到最大值7100 mcd，典型值为5500 mcd。在150mA时，正向电压（V_F）典型值为2.15V，范围从1.75V到2.75V。这种相对较低的正向电压有助于提高系统效率。主波长（λ_d）规定在582 nm至594 nm之间，典型值为589 nm，使其明确位于可见光谱的黄色区域。视角（2θ_½）为宽阔的120度，提供了宽广的发射模式。

2.2 绝对最大额定值与热管理

这些额定值定义了可能导致永久性损坏的极限值。绝对最大正向电流为200 mA。器件可承受脉冲宽度≤10 μs、占空比极低（D=0.005）的1000 mA浪涌电流（I_FM）。最高结温（T_J）为125°C，而工作与存储温度范围为-40°C至+110°C。功耗（P_d）额定值为550 mW。热管理至关重要；规格书中规定了从结到焊点的热阻。实际热阻（R_{th JS real}）≤60 K/W，而电气法测量值（R_{th JS el}）≤50 K/W。需要适当的PCB热设计，以将结温维持在安全范围内，尤其是在高驱动电流或高环境温度条件下。

2.3 可靠性与环境规格

该LED专为高可靠性而设计。其ESD敏感度等级为8 kV（人体模型），这对于处理和组装来说是稳健的水平。它通过了针对分立半导体的AEC-Q101标准认证，这是汽车元件的一项关键要求。该器件符合RoHS（有害物质限制）和REACH法规。它还具备抗硫化物腐蚀特性，表明其能够抵抗含硫气氛，这种气氛可能导致某些LED封装中的银腐蚀。

3. 分档系统说明

该LED提供分档产品，以确保应用中的颜色和亮度一致性。定义了两个主要的分档参数。

3.1 发光强度分档

光输出被分为多个组别，每组有一个双字符代码（例如L1、M2、DA、DB）。分档范围非常宽，从最小值11.2 mcd（L1）到最大值22400 mcd（GA）。对于特定型号A09K-UY1501H-AM，其可能的输出分档被突出显示，落在3550 mcd至7100 mcd的范围内。这对应于从CA（2800-3550 mcd）到DB（5600-7100 mcd）的分档。设计师必须根据其亮度要求选择合适的分档。

3.2 主波长分档

颜色（主波长）也使用四位数字代码（例如8285、9194）进行分档。分档范围从459 nm（紫蓝色）到639 nm（红橙色）。对于这款黄色LED，相关的分档是覆盖黄色光谱的部分，具体大约从582 nm到597 nm。该型号规定的582-594 nm范围与诸如8285（582-585 nm）、8588（585-588 nm）、8891（588-591 nm）和9194（591-594 nm）等分档相符。这确保了组件中多个LED之间精确的颜色匹配。

4. 性能曲线分析

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

该图显示了正向电流与正向电压之间的关系。这是一条典型的二极管非线性指数曲线。在150mA的典型工作点，电压约为2.15V。设计师利用此曲线选择合适的限流电阻或恒流驱动器设置，以达到所需的亮度，同时保持在电压和功率限制之内。

4.2 相对发光强度 vs. 正向电流

此图表明光输出随电流增加而增加，但并非完全线性，尤其是在较高电流时。它有助于理解不同驱动水平下的光效（每单位电功率的光输出）。

4.3 温度依赖性特性

多张图表说明了温度的影响。相对发光强度 vs. 结温曲线显示，随着温度升高，光输出会降低。在热设计中必须考虑这种热降额。相对正向电压 vs. 结温曲线显示负温度系数；V_F随温度升高而降低。这对于使用基于电压调节的电路很重要。主波长 vs. 正向电流和相对波长 vs. 结温图表显示了颜色（波长）随工作条件变化的微小偏移，这对LED来说是典型的。

4.4 正向电流降额曲线

这张关键图表定义了最大允许连续正向电流与焊盘温度（T_S）的函数关系。随着T_S升高，最大允许I_F必须降低，以防止超过最高结温。例如，在T_S为110°C时，最大I_F约为91 mA。此曲线对于确保在汽车照明等高温环境中的长期可靠性至关重要。

4.5 允许脉冲处理能力

此图定义了最大允许的非重复或重复脉冲电流（I_F(A)）与脉冲宽度（t_p）的函数关系，适用于不同的占空比（D）。它使设计师能够了解LED处理短时、大电流脉冲的能力，这可能用于通信或特殊信号应用。

4.6 光谱分布

相对光谱分布图显示了在不同波长下发射的光强度。对于这款黄色LED，峰值在589 nm附近，具有典型的窄带宽，从而产生饱和的黄色光。

5. 机械与封装信息

5.1 机械尺寸

该LED采用PLCC-6（塑料引线芯片载体）封装。典型尺寸约为长3.2mm、宽2.8mm、高1.9mm。规格书中提供了带公差的详细尺寸图，以便进行精确的PCB焊盘设计。

5.2 推荐焊盘布局

提供了用于PCB设计的推荐焊盘图案（封装）。这包括六个引脚和中央散热焊盘（如果适用）的铜焊盘尺寸和间距。遵循此建议可确保正确的焊接、机械稳定性以及从LED到PCB的最佳热传递。

5.3 极性识别

封装包含一个极性指示器，通常是靠近引脚1的凹口或圆点。引脚图标识了阳极和阴极连接。组装时必须注意正确的极性，以防止损坏。

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。峰值焊接温度不应超过260°C，且高于240°C的时间应受到限制。典型曲线包括预热、保温、回流和冷却阶段。遵守此曲线对于防止塑料封装以及内部芯片和键合线的热损伤至关重要。

6.2 使用注意事项

概述了一般操作和使用注意事项。这些包括避免对引脚施加机械应力、在处理过程中防止静电放电（尽管其额定值为8kV）、确保工作条件不超过绝对最大额定值，以及在PCB上实施适当的热设计。该器件不设计用于反向电压操作。

6.3 存储条件

元件应在干燥、受控的环境中存储，温度在规定的存储温度范围-40°C至+110°C内。对于长期存储，湿度敏感等级（MSL）2表示该封装在需要回流焊前烘烤之前，可以在工厂车间条件下暴露长达一年。

7. 包装与订购信息

7.1 包装信息

LED以卷带形式提供，用于自动组装。包装规格包括卷盘尺寸、载带宽度、口袋间距以及元件在载带上的方向。此信息对于配置贴片机是必需的。

7.2 型号与订购信息

型号A09K-UY1501H-AM遵循特定的编码系统。虽然完整的解码可能是专有的，但它通常传达有关封装类型（PLCC-6）、颜色（黄色 - Y）、发光强度分档和波长分档的信息。订购信息将指定每卷的数量和其他商业细节。

8. 应用说明与设计考量

8.1 主要应用：汽车外部照明

主要且最关键的应用是汽车外部照明，特别是转向信号灯。在此角色中，LED必须提供高亮度以确保日间可见性，宽视角以便从各个角度都能看到，在宽温度范围（-40°C至+110°C）内具有极高的可靠性，并能抵抗振动和湿气、硫化物等环境污染物。

8.2 电路设计考量

设计师应使用恒流驱动器而非简单的电阻，以实现最佳性能和寿命，尤其是在汽车电压环境（例如，具有负载突降瞬变的12V系统）中。驱动器设计应能补偿V_F的负温度系数以及发光强度随温度升高而下降的特性。PCB上的热管理，使用足够的铜面积或连接到LED散热焊盘的热过孔，对于保持低结温、维持亮度和确保可靠性至关重要。

8.3 光学设计考量

120度视角是朗伯或近朗伯分布。可能需要次级光学元件（透镜、反射器）来塑造光束图案，以满足特定应用（如转向灯）的要求，这些应用通常对角强度分布有法规要求。

9. 技术对比与差异化

与标准商用黄色LED相比，此器件为汽车应用提供了关键的差异化优势：AEC-Q101认证是最重要的，确保在汽车压力测试下经过验证的可靠性。更高的典型亮度（5500 mcd）在紧凑的封装中提供了更大的亮度。抗硫化物腐蚀解决了汽车环境中的特定失效模式。宽视角（120°）与高强度的结合，针对需要广泛可见性的信号应用进行了优化。详细的分档结构允许在多LED阵列中进行精确的颜色和亮度匹配。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：这款LED的推荐驱动电流是多少？

答：典型工作电流为150mA，可提供5500 mcd的亮度。它可以在20mA至200mA范围内工作，但性能参数是在150mA下指定的。

问：如何解读发光强度分档代码（例如DA）？

答：分档代码对应特定的发光强度范围。例如，DA分档覆盖4500至5600 mcd。您必须查阅分档表以选择适合您设计的强度范围。

问：为什么热管理如此重要？

答：LED性能会因热量而下降。过高的结温会降低光输出、改变颜色，并大幅缩短使用寿命。必须遵循降额曲线（第4.4节）以确保可靠运行。

问：这款LED可以用于非汽车应用吗？

答：可以，其高可靠性使其适用于其他要求苛刻的应用，如工业指示灯、户外标牌和安全设备等需要环境鲁棒性的领域，尽管其成本可能针对汽车批量进行了优化。

问：MSL 2对组装意味着什么？

答：湿度敏感等级2意味着封装器件在需要烘烤以去除吸收的湿气（这些湿气可能在回流焊过程中导致开裂）之前，可以在环境工厂条件（≤30°C/60% RH）下暴露长达一年。

11. 设计与使用案例研究

场景：设计一款高可靠性汽车后转向灯。一位设计工程师正在为乘用车创建一个新的基于LED的后转向灯组。该灯组使用12个黄色LED，按特定图案排列。使用这款PLCC-6 LED，工程师首先从供应商处选择合适的发光强度分档（例如DB以获得最高亮度）和主波长分档（例如8891以获得一致的黄色色调），以确保所有12个LED的一致性。选择一款额定用于汽车的恒流驱动IC，为每个LED串提供稳定的150mA电流。PCB设计采用2盎司铜层，并在LED焊盘正下方布置一系列热过孔，以有效传导热量，使焊盘温度在运行期间保持在80°C以下。这确保了实际结温远低于125°C的最高限值，从而在整个车辆使用寿命期间保持光通维持率。利用LED的120度辐射模式进行光学模拟，以设计满足转向灯强度和角度分布法规要求的次级光学元件。

12. 工作原理

这款LED是一种半导体光源。它基于由砷化镓磷（GaAsP）或类似材料制成的半导体芯片（晶粒），当电流通过时，会发出黄色波长的光。当施加超过二极管阈值的前向电压时，电子和空穴在半导体有源区复合，以光子（光）的形式释放能量。这个过程称为电致发光。半导体层的特定材料成分和结构决定了发射光的主波长。晶粒安装在反射式PLCC-6封装内，该封装还包含连接键合线，并由黄色或透明的硅胶透镜封装，以保护晶粒并塑造光输出。

13. 技术趋势

汽车LED照明的一般趋势是朝向更高的光效（每瓦更多流明），从而以更低的功耗和热负载实现更亮的信号。小型化持续发展，允许更紧凑和风格化的照明设计。改进的颜色一致性和更严格的分档随着LED阵列越来越普遍而变得至关重要。同时，也有向集成智能LED模块发展的趋势，这些模块在同一封装内集成了驱动器、诊断和通信接口。此外，材料科学的进步提供了对极端热循环、高湿度和腐蚀性气体等恶劣环境因素更强的抵抗力，推动了汽车应用中可靠性和寿命的边界。