PLCC-2 封装 2214 规格红色发光二极管规格书 - 2.2x1.4mm - 2.05V 典型值 - 30mA - 1120mcd

1. 产品概述

本文档提供了一款采用PLCC-2（塑料引线芯片载体）表面贴装封装的高亮度红色发光二极管的完整技术规格，其型号为2214。该元件专为严苛应用中的可靠性和性能而设计，具有紧凑的封装尺寸和120度的宽视角。其主要设计目标是汽车内饰照明系统，在该领域中，稳定的色彩输出、长期稳定性以及符合行业标准至关重要。

该LED的核心优势包括其通过了汽车级分立光电器件AEC-Q102标准的认证，确保其满足车辆使用的严格质量和可靠性要求。它还符合RoHS、REACH和无卤指令，使其适用于具有严格环保法规的全球市场。高发光强度、坚固的结构（耐腐蚀等级A1）以及成熟的封装技术相结合，使其成为设计人员的多功能选择。

2. 技术参数详解

2.1 光度学与光学特性

关键性能指标是发光强度，在30 mA的标准驱动电流下，其典型值为1120毫坎德拉（mcd）。相同条件下的最小值和最大值分别为900 mcd和1800 mcd，这反映了生产分布范围。决定感知颜色的主波长典型值为622纳米（nm），范围在615 nm至627 nm之间。这使其完全处于标准红色光谱范围内。视角定义为光强降至峰值一半时的全角，为120度，提供了宽广均匀的照明模式，适用于背光和指示灯应用。

2.2 电气特性

正向电压（Vf）是电路设计的关键参数。在30 mA电流下，典型Vf为2.05伏特，范围从1.75V（最小值）到2.75V（最大值）。绝对最大连续正向电流为50 mA，同时允许≤10 μs脉冲的100 mA浪涌电流。该器件并非为反向偏压操作而设计。根据人体模型（HBM）测试的静电放电（ESD）敏感度额定值为2 kV，这是采取基本预防措施即可处理的标准等级。

3. 热特性与可靠性

热管理对于LED的寿命和性能稳定性至关重要。从半导体结到焊点的热阻以两种方式规定：最大值为160 K/W的“实际”测量值（Rth JS real），以及最大值为125 K/W的“电气”方法（Rth JS el）。热阻越低，热量从LED芯片传导出去的效率就越高。最大允许结温（Tj）为125°C。工作和存储温度范围为-40°C至+110°C，证实了其适用于严酷的汽车环境。该器件可承受峰值温度为260°C、持续30秒的无铅回流焊接曲线。

4. 分档系统说明

为确保生产中颜色和亮度的一致性，LED根据关键参数被分选到不同的档位中。

4.1 发光强度分档

发光强度使用字母数字代码系统进行分档，范围从L1（11.2-14 mcd）到GA（18000-22400 mcd）。对于此特定型号（2214-UR0301H-AM），可能的输出档位已高亮显示，范围从V2（900-1120 mcd）到AB（1400-1800 mcd），而1120 mcd的典型值属于AA档（1120-1400 mcd）。设计人员必须查阅特定型号的订购信息以了解实际供应的确切档位。

4.2 主波长分档

主波长使用4位数字代码进行分档。与此红色LED相关的档位在600-640 nm范围内。此型号可能的输出档位覆盖从2124（621-624 nm）到3033（630-633 nm）的范围，622 nm的典型值属于2124档。分档过程应用了±1 nm的容差。

4.3 正向电压分档

正向电压使用4位数字代码进行分档，代表以十分之一伏特为单位的电压范围。例如，档位1720覆盖1.75V至2.00V。2.05V的典型Vf将落入2022档（2.00-2.25V）。从窄Vf档位中选择LED可以简化并联阵列中的限流电路设计。

5. 性能曲线分析

规格书提供了几个图表，描述了在不同条件下的性能特征。

5.1 IV曲线与相对发光强度

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，强调了在推荐电流下驱动以获得最佳效率的重要性。

5.2 温度依赖性

关键图表显示了结温（Tj）的影响。相对发光强度与结温的关系曲线显示，光输出随温度升高而降低，这种现象称为热衰减。相对正向电压与结温的关系图显示，Vf随温度升高线性下降，这可用于间接温度监测。相对波长偏移图表明，主波长随温度升高略有增加（红移）。

5.3 降额与脉冲处理能力

正向电流降额曲线根据焊盘温度规定了最大允许连续电流。例如，在焊点温度（Ts）为110°C时，最大电流为35 mA。允许脉冲处理能力图表定义了针对不同脉冲宽度和占空比的最大单脉冲电流幅度，适用于多路复用或频闪应用。

6. 机械与封装信息

该LED采用行业标准的PLCC-2封装。“2214”型号通常指封装尺寸约为长2.2毫米、宽1.4毫米。机械图纸将详细说明精确的长度、宽度、高度、引脚间距以及透镜的开孔尺寸。极性由阴极标记指示，通常是封装体上的一个凹口或绿色标记。提供了推荐的焊盘布局，以确保可靠的焊点以及与PCB的良好热连接。

7. 焊接与组装指南

该元件兼容无铅回流焊接工艺。推荐的回流曲线包括峰值温度260°C持续30秒，如绝对最大额定值中所定义。使用注意事项包括标准的ESD处理程序、避免对透镜施加机械应力，并确保焊接过程不超过规定的热限值。正确的存储条件是在-40°C至+110°C的温度范围内、低湿度的环境中。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

主要应用是汽车内饰照明，例如开关、按钮和仪表盘的背光。其可靠性和AEC-Q102认证使其成为这种严苛环境的理想选择。它也适用于需要明亮、可靠的红色指示的通用指示灯、状态显示器以及消费电子和工业设备中的背光。

8.2 设计考量

电路设计人员必须根据正向电压档位和电源电压，实施适当的限流方案，通常是串联电阻或恒流驱动器。热设计至关重要；PCB布局应提供足够的铜面积（散热焊盘）来散热，尤其是在高环境温度或接近最大电流下运行时。为了在阵列中获得一致的颜色和亮度，可能需要指定窄波长和光强档位，或使用电子校准。

9. 技术对比与差异化

与非汽车级LED相比，该元件的主要差异化优势在于其AEC-Q102认证和扩展的温度范围（-40°C至+110°C），这是汽车应用的强制性要求。其耐腐蚀等级A1评级表明对硫和其他腐蚀性气氛的增强抵抗力，这是汽车环境中的常见问题。与更小的芯片级封装或更大的通孔LED相比，PLCC-2封装在尺寸、可焊性和光输出方面提供了良好的平衡。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：推荐的工作电流是多少？

答：标准测试条件和典型性能数据是在30 mA下给出的。它可以在5 mA到其绝对最大值50 mA之间工作，但在典型电流或接近典型电流下，效率和寿命达到最佳。

问：温度如何影响亮度？

答：如性能曲线所示，发光强度随结温升高而降低。有效的散热对于保持稳定的光输出至关重要。

问：我可以用5V电源驱动这个LED吗？

答：可以，但需要一个串联电阻来限制电流。电阻值 R = （电源电压 - LED Vf） / 期望电流。为进行保守设计，请使用分档或规格书中的最大Vf值。

问：120°的视角是什么意思？

答：它表示发光强度至少为其峰值（中心测量值）一半时的角度范围。它提供了非常宽广的视野。

11. 实际设计案例研究

考虑为具有10个相同红色LED的汽车开关面板设计背光。系统电压为12V（汽车电池）。为确保使用寿命，我们选择以25 mA（低于30 mA典型值）驱动每个LED。假设我们使用来自最高Vf档位（最大2.75V）的LED，则每个LED的串联电阻为：R = （12V - 2.75V） / 0.025A = 370 欧姆。标准的360或390欧姆电阻是合适的。PCB布局应将LED分组，并将其散热焊盘连接到一个公共的铜浇注区域以散热。为确保外观均匀，建议指定来自相同主波长和发光强度档位的LED。

12. 工作原理简介

这是一种半导体发光二极管。当施加超过其特性正向电压（红色约2V）的正向电压时，电子和空穴在半导体芯片的有源区内（红色通常基于磷化铝镓铟 - AlGaInP）复合。此复合过程以光子（光）的形式释放能量。特定的材料成分和结构决定了发射光的波长（颜色）。塑料封装封装并保护芯片，包含用于电气连接的引线框架，并包含一个模塑透镜来塑造光输出光束。

13. 技术趋势

此类SMD LED的总体趋势是朝着更高效率（每瓦电输入产生更多光输出）发展，从而降低功耗和热负荷。同时也在推动提高可靠性和延长工作寿命，特别是对于汽车和工业应用。封装小型化仍在继续，但PLCC-2因其在性能、成本和组装便利性方面的出色平衡而保持流行。此外，在封装内集成内置电流调节或保护二极管等功能以简化电路设计是一个日益增长的趋势。

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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