橙色LED PLCC2 2.2x1.4x1.3mm - 正向电压1.8V - 功率69mW - 主波长605nm - 技术数据表

1. 产品概述

RF-AURB14TS-AA-B是一款采用PLCC2封装的高性能表面贴装LED，专为苛刻的汽车和工业应用而设计。该器件采用先进的AlGaInP（铝镓铟磷）外延技术在衬底上生成饱和橙色光，主波长中心为605 nm。紧凑的封装尺寸为2.2 mm × 1.4 mm × 1.3 mm，适用于空间受限的设计，同时通过底部散热焊盘提供出色的热耗散。

主要特点包括极宽的120°视角、兼容所有SMT组装工艺以及符合RoHS和REACH指令。产品鉴定测试计划基于汽车级分立半导体AEC-Q101应力测试认证，确保在恶劣条件下的可靠性。湿度敏感等级为2级，要求打开密封包装后小心处理。

1.1 特点

• PLCC2标准封装，便于拾取和放置
• 极宽的120°视角，实现均匀的光分布
• 适用于所有SMT组装和焊接工艺（回流焊、波峰焊、手工焊）
• 提供编带和卷盘包装，适用于自动化制造
• 湿度敏感等级：2级（按J-STD-033）
• 符合RoHS和REACH环境标准
• 根据AEC-Q101认证，适用于汽车应用

1.2 应用

主要应用：汽车内饰照明，包括仪表盘指示灯、信息娱乐系统背光、环境照明灯带和按钮照明。宽视角和高发光强度（5 mA时高达120 mcd）确保在车内具有出色的可视性和美观性。

2. 技术参数

除非另有说明，所有电气和光学特性均在焊接温度为25°C时测量。该LED设计在典型应用中正向电流为5 mA，绝对最大额定值为30 mA直流。

与竞争技术相比，该LED的正向电压相对较低，5 mA时的典型值为1.8 V。低电压使其能够直接从低电压电源轨驱动，并降低LED本身的功耗。反向电流在5 V反向偏压下限制为10 µA，确保反极性条件下的泄漏可忽略不计。

发光强度在5 mA时分为65至120 mcd三个等级（F1、F2、G1）。主波长严格控制在7.5 nm范围内（602.5–610 nm），中心为605 nm，对应饱和橙色色调。120°的宽视角使该LED成为需要大面积照明且无热点应用的理想选择。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值在操作过程中绝不能超过。该LED可承受100 mA的峰值正向电流，占空比为1/10，脉冲宽度为10 ms，这对于多路驱动方案很有用。120°C的结温限制需要良好的热管理；热阻（结到焊盘）最大为300°C/W，因此对于69 mW的功耗，焊点以上的温升约为20.7°C。这使得LED即使在高环境温度高达100°C的情况下也能安全运行。

3. 正向电压、发光强度和主波长的分档系统

为确保一致的光学和电气性能，该LED根据正向电压、发光强度和主波长进行分档。分档系统使客户能够选择特性匹配紧密的器件，用于多LED应用中的均匀照明。

3.1 正向电压分档（IF=5mA）

正向电压分为六个档位：A2（1.7–1.8 V）、B1（1.8–1.9 V）、B2（1.9–2.0 V）、C1（2.0–2.1 V）、C2（2.1–2.2 V）和D1（2.2–2.3 V）。典型电压1.8 V属于B1档。选择窄电压档位可减少LED并联时电流分配的差异。

3.2 发光强度分档（IF=5mA）

定义了三个强度档位：F1（65–80 mcd）、F2（80–100 mcd）和G1（100–120 mcd）。典型值100 mcd位于F2和G1的边界。为获得最大亮度，请选择G1；对于成本敏感型应用，F1可能足够。

3.3 主波长分档（IF=5mA）

三个波长档位覆盖了橙色光谱：A2（602.5–605 nm）、B1（605–607.5 nm）和B2（607.5–610 nm）。典型值605 nm是B1档的下限。严格的波长控制确保了批次间的颜色一致性。

4. 性能曲线分析

数据手册中提供的典型光学特性曲线有助于了解LED在各种工作条件下的行为。理解这些曲线对于正确的电路设计和热管理至关重要。

4.1 正向电压与正向电流的关系（I-V曲线）

图1-6显示了LED典型的指数关系。在1.5 V时，电流可忽略不计；在1.7 V时，电流急剧上升至约2 mA；在1.9 V时，电流达到约10 mA。这种陡峭的斜率强调了电流调节而非电压驱动的重要性。电压的微小变化（0.2 V）可能导致电流的五倍变化，可能超过绝对最大额定值。

4.2 正向电流与相对强度的关系

图1-7显示了正向电流与相对光输出在高达8 mA时接近线性关系。将电流从2 mA加倍至4 mA，光输出大约翻倍。超过5 mA后，曲线开始略微饱和，表明最大效率出现在中等电流下。

4.3 温度对光输出和正向电压的影响

图1-8显示，当焊接温度从室温升高到120°C时，相对光通量下降约40%。这种热衰减是AlGaInP LED的典型现象，在高温环境（如汽车内饰）中必须考虑。图1-10表明正向电压随温度线性下降（约-2 mV/°C）。这种负温度系数有助于减少高温下的功耗，但也需要仔细限制电流。

4.4 最大正向电流与焊接温度的关系

图1-9提供了降额曲线：在焊接温度25°C时，最大正向电流为30 mA；在100°C时，降至约12 mA。这种降额确保结温不超过120°C。设计人员应使用该曲线来确定预期环境温度下的安全工作电流。

4.5 辐射模式与光谱

辐射图（图1-11）确认了宽的朗伯发射模式，半功率角为±60°。光谱（图1-13）显示在约605 nm处有一个窄的发射峰，半高宽（FWHM）约为20 nm，提供纯正的橙色光。

5. 机械尺寸与包装

5.1 封装外形

该LED封装为标准PLCC2格式：2.2 mm × 1.4 mm × 1.3 mm（长×宽×高）。顶视图显示矩形光学窗口；侧视图显示封装厚度。底视图指示两个阳极/阴极焊盘和一个中央散热焊盘。极性通过封装上的缺口标记（见图1-4）。推荐的焊接图案（图1-5）包括用于散热和正确对位的宽铜焊盘。

5.2 编带与卷盘包装

元件以8 mm宽载带供应，卷盘直径178 mm，每卷3000件。载带尺寸（A0=1.50 mm，B0=2.35 mm，K0=1.48 mm）确保稳固的凹槽固定。卷盘轮毂直径60 mm，总厚度13 mm。每个卷盘密封在防潮袋中，内含干燥剂和湿度指示卡。储存条件要求温度≤30°C，湿度≤60% RH。打开包装后，LED应在24小时内使用；否则，建议在60±5°C下烘烤至少24小时。

6. SMT回流焊指南

正确的焊接对于保持LED可靠性至关重要。推荐的回流曲线符合JEDEC J-STD-020，峰值温度为260°C（最高）。预热区（150–200°C）应持续60–120秒。高于217°C的时间不得超过60秒，峰值温度保持时间不超过10秒。冷却速率不得超过6°C/s。允许两次回流焊循环，前提是两次之间的间隔小于24小时；否则，湿敏等级可能会下降。

允许手工焊接，烙铁头温度低于300°C，每个焊点最多3秒，且只允许一次返工。应验证使用双头烙铁进行维修不会损坏LED。硅胶封装较软；在焊接或操作过程中避免对透镜施加机械压力。焊接后不要扭曲PCB，也不得进行快速冷却。

7. 可靠性测试与认证

该LED已根据AEC-Q101标准进行了广泛的鉴定测试。表2-3列出五项关键测试：回流焊（260°C，10秒，2次循环）、MSL2预处理（85°C/60%RH，168小时）、热冲击（-40°C至125°C，保温15分钟，1000次循环）、寿命测试（Ta=105°C，IF=5mA，1000小时）以及高温高湿寿命测试（85°C/85%RH，IF=5mA，1000小时）。所有测试中20个样品均零失效。通过/失效标准为：正向电压偏移≤1.1× USL，反向电流≤2.0× USL，发光强度≥0.7× LSL。

8. 操作注意事项与应用设计考虑

为确保长期可靠性，必须遵守以下设计和操作注意事项：

• 硫和卤素控制：环境和配套材料中的硫元素含量不得超过100 ppm。溴和氯含量各自低于900 ppm，总含量低于1500 ppm。挥发性有机化合物（VOC）可渗入硅胶密封剂并导致变色；因此，应测试粘合剂和灌封材料的放气兼容性。
• 静电放电（ESD）保护：该LED额定值为2000 V HBM，良率>90%，但必须在ESD保护区域操作。使用接地工作台、离子发生器和导电工具。
• 电流调节：始终使用限流电阻或恒流驱动器。不要超过30 mA直流。在脉冲条件下，注意占空比限制。
• 热管理：在LED焊盘下方提供足够的铜面积和导热过孔。结温必须保持在120°C以下。根据图1-9考虑环境温度降额。
• 清洁：如果需要清洁，请使用异丙醇。不要使用超声波清洁，因为它可能会损坏LED键合线。
• 储存：遵循湿敏器件的储存条件。如果湿度指示卡显示>30% RH或暴露时间超过24小时，则需要烘烤。

9. 技术对比：AlGaInP与其他LED技术

RF-AURB14TS-AA-B采用AlGaInP材料（衬底可能为GaAs），在红-橙-黄光谱中提供高效率。与用于蓝/绿的InGaN基LED相比，AlGaInP具有非常低的正向电压（典型值1.8 V，而InGaN为2.8–3.2 V），可直接由电池供电。然而，AlGaInP具有更高的热衰减，因此降额至关重要。PLCC2封装因其小尺寸和与自动化组装的兼容性而在汽车应用中被广泛采用。

10. 设计案例研究：汽车内饰环境照明

考虑一个仪表盘环境灯带，需要10个亮度均匀的橙色LED。使用G1强度档（100–120 mcd）和B1波长档（605–607.5 nm）可确保颜色和亮度紧密匹配。LED通过恒流IC以5 mA驱动。每个LED串联一个电阻以补偿正向电压变化。热分析显示，在5 mA和25°C环境温度下，结温升仅为约4.5°C（0.009 W × 300°C/W = 2.7°C加上环境余量），远在安全范围内。120°的宽视角提供了均匀的照明，没有可见的热点。

11. 常见问题解答

问1：我能否直接从3.3V电源以20 mA驱动此LED而不使用电阻？
答：不能。20 mA时的正向电压约为2.0 V（参见I-V曲线）。3.3 V电源会导致电流过大（超过30 mA）并损坏LED。始终使用限流电阻（例如(3.3–2.0)/0.02 = 65 Ω）或恒流驱动器。

问2：此LED的典型寿命是多少？
答：基于AEC-Q101寿命测试（105°C，5 mA，1000小时，零失效），在较低温度下外推寿命通常>50,000小时。实际寿命取决于工作条件。

问3：我可以并联多个LED而不使用单独的电阻吗？
答：不建议这样做，因为正向电压的差异会导致电流不平衡。如果需要并联操作，请选择同一电压档位的LED，并在每个支路中添加小的平衡电阻（例如10 Ω）。

问4：可见光输出所需的最小电流是多少？
答：即使0.5 mA，由于高效率，LED也会发出可检测的橙色光。推荐的最小工作电流为1 mA，以确保稳定的颜色。

12. AlGaInP LED的工作原理

AlGaInP是一种III-V族直接带隙半导体化合物。有源层由在晶格匹配的GaAs衬底（或采用透明衬底以提高光提取效率）上生长的量子阱结构组成。当正向偏置时，电子和空穴辐射复合，发射能量与带隙相对应的光子。通过调整铝和镓的比例，发射波长可以在约560 nm（黄绿色）到650 nm（深红色）之间调谐。对于这款橙色LED，其成分产生的峰值波长约为605 nm。AlGaInP材料系统具有高内量子效率和低电阻率，从而实现低正向电压。

13. 汽车LED封装的发展趋势

行业趋势朝着更小封装、更高可靠性和更严格颜色控制的方向发展。PLCC2在中功率应用中仍然流行，而芯片级封装（CSP）和EMC封装正在出现以用于更高功率密度。然而，对于成本和鲁棒性优先的汽车内饰照明，PLCC2继续被广泛采用。未来的发展包括通过先进的衬底材料（例如AlN）改善热性能，以及更严格的波长分档，以满足多LED系统在最小颜色偏差方面的要求。