SMD中功率LED 67-21S规格书 - PLCC-2封装 - 远红光720-750nm - 60mA 135mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了一款采用PLCC-2封装的表面贴装器件（SMD）中功率LED的规格。该器件采用AIGaInP芯片，发射远红光光谱，适用于通用照明之外的专业照明应用。其紧凑的外形、宽广的视角以及符合环保标准（无铅、RoHS）是其关键特性。

1.1 核心优势与目标市场

这款LED的主要优势包括在其功率等级内的高光效和120度的宽广视角，确保了广泛且均匀的光分布。紧凑的PLCC-2封装便于设计集成到各种照明灯具中。目标市场高度专业化，专注于需要特定光谱的应用，例如用于营造氛围效果的装饰照明、舞台和演播室的娱乐照明，以及日益重要的农业照明领域，其中远红光波长已知会影响植物生理、光形态建成和开花响应。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致永久损坏的工作极限。器件的连续正向电流（I_F）额定值为60 mA，在脉冲条件下（占空比1/10，脉冲宽度10ms）允许的峰值正向电流（I_FP）为120 mA。最大功耗（P_d）为135 mW。工作温度范围为-40°C至+85°C，存储温度范围略宽，为-40°C至+100°C。从结到焊点的热阻（R_{th J-S}）规定为50 °C/W，这对于热管理设计至关重要。最大允许结温（T_j）为115°C。提供了焊接指南：回流焊260°C持续10秒或手工焊350°C持续3秒。一项重要说明强调了器件对静电放电（ESD）的敏感性，需要采取适当的处理程序。

2.2 光电特性

这些参数是在标准测试条件下（焊点温度 = 25°C，I_F= 60mA）测量的。关键性能指标是辐射功率（Iv），范围从最小值15 mW到最大值50 mW，典型值隐含在此范围内，容差为±11%。正向电压（V_F）范围为1.5V至2.2V，容差为±0.1V。视角（2θ_1/2）通常为120度。反向电流（I_R）在反向电压（V_R）为5V时，最大值为1.5 µA。

3. 分档系统说明

为确保一致性并允许精确选择，LED根据关键参数被分类到不同的档位中。

3.1 辐射功率分档

辐射输出被分类为从A3到B2的档位。档位A3覆盖15-20 mW，A4覆盖20-25 mW，A5覆盖25-30 mW，B1覆盖30-40 mW，B2覆盖40-50 mW，均在I_F=60mA条件下测量。

3.2 正向电压分档

正向电压以0.1V为步长进行分档。档位代码22至28分别对应电压范围从1.5-1.6V到2.1-2.2V（在I_F=60mA条件下）。

3.3 峰值波长分档

这是光谱应用的关键分档。远红光发射按峰值波长分档：FA3（720-730 nm）、FA4（730-740 nm）和FA5（740-750 nm）。主波长/峰值波长的测量容差为±1nm。

4. 性能曲线分析

规格书提供了几个图表，说明了器件在不同条件下的行为。

4.1 光谱分布

光谱图显示了从大约645nm到795nm波长范围内的相对发光强度，在远红光区域（720-750nm）有一个明显的峰值，证实了AIGaInP芯片的发射特性。

4.2 热学和电学特性

图1：正向电压变化 vs. 结温显示，随着结温（T_F）从25°C增加到115°C，V_j线性下降，这是半导体结的典型行为。

图2：相对辐射功率 vs. 正向电流展示了驱动电流与光输出之间的亚线性关系，表明在较高电流下效率会下降。

图3：相对发光强度 vs. 结温绘制了归一化光输出与T_j的关系，显示随着温度升高，光效降低，突出了热管理的重要性。

图4：正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）描绘了25°C时的基本二极管特性。

图5：最大驱动正向电流 vs. 焊点温度是一条降额曲线，表明基于给定的R_{th j-s}为50°C/W，随着环境/焊点温度升高，必须降低最大安全工作电流。

图6：辐射方向图是一个极坐标图，说明了空间强度分布，确认了宽广的、类似朗伯体的发射模式。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

提供了PLCC-2封装的详细尺寸图。关键尺寸包括总长度和宽度、LED芯片腔的尺寸和位置以及阳极/阴极焊盘位置。图纸规定了±0.1 mm的标准公差，除非另有说明。封装使用水透明树脂。

6. 焊接与组装指南

绝对最大额定值规定了焊接条件：回流焊260°C持续10秒或手工焊350°C持续3秒。"使用注意事项"部分强烈建议与LED串联使用限流电阻，因为二极管的指数型I-V特性意味着微小的电压变化可能导致巨大的、可能具有破坏性的电流浪涌。对于存储，关键是在生产线准备使用元件之前不要打开防潮屏障袋，以防止吸湿，这可能在回流焊过程中导致"爆米花"现象。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED以抗潮带和卷盘形式提供。规定了载带的尺寸，每卷容纳4000片。包含了卷盘和载带的详细图纸，标准公差为±0.1mm。包装过程包括将卷盘放入带有干燥剂和说明标签的铝制防潮袋中。

7.2 标签说明

卷盘标签包含以下字段：客户产品编号（CPN）、产品编号（P/N）、包装数量（QTY）、发光强度等级（CAT）、主波长等级（HUE）、正向电压等级（REF）和批号（LOT No）。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 装饰与娱乐照明：用于在舞台和演播室设置中创造深红色环境照明、建筑点缀或特殊效果。
• 农业照明：这是一个关键应用。远红光（700-750nm）与植物光感受器光敏色素相互作用，影响种子萌发、避荫反应和开花。它通常与园艺照明系统中的红光和蓝光LED结合使用，以优化植物的生长和发育。
• 通用用途：虽然称为"通用"，但这可能指的是需要特定红色颜色的指示灯或状态灯，尽管远红光光谱在标准指示灯中不太常见。

8.2 设计考量

设计人员必须实施适当的恒流驱动或使用串联电阻以防止过流。热管理至关重要；50 °C/W的热阻要求从焊盘到散热器或PCB铜箔的有效热路径，以保持低结温并确保长期可靠性和稳定的光输出。光学设计必须考虑宽广的视角，以实现所需的光束模式。

9. 可靠性与测试

概述了一个全面的可靠性测试计划，以90%的置信水平和10%的批允许不合格品率（LTPD）进行。测试包括：耐焊接热、温度循环（-40°C至+100°C）、高温高湿寿命（85°C/85% RH）、低温寿命（-40°C）、高温寿命（60°C和85°C）、脉冲开关循环、热冲击和功率温度循环。每个测试都有特定的条件、持续时间（最长3000小时）、样本量（8片）和验收标准（允许0个失效，1个失效则拒收该批）。

10. 技术对比与差异化

与相同PLCC-2封装（常用于白光）的标准中功率LED相比，该器件的主要差异化在于其专有的AIGaInP半导体材料发射远红光光谱。虽然标准LED可能使用InGaN用于蓝/绿光或AlGaInP用于标准红/琥珀光，但这种特定的波长目标（720-750nm）迎合了利基的生物和美学应用。其性能参数（光效、电压）针对此光谱区域进行了优化。

11. 常见问题解答（基于技术参数）

问：为什么必须使用限流电阻？

答：LED的正向电压具有负温度系数和制造公差。如果没有电阻，电源电压的轻微升高或V_F因加热而降低，都可能导致电流呈指数级上升，超过绝对最大额定值并损坏器件。

问：如何解读料号中的分档代码？

答：料号可能编码了特定订购批次所满足的辐射功率（例如A3、B2）、正向电压（例如22、28）和峰值波长（例如FA4）的具体档位，确保您收到的LED具有紧密集中的特性。

问：我可以连续以峰值电流（120mA）驱动此LED吗？

答：不可以。峰值正向电流额定值仅适用于脉冲操作（1/10占空比，10ms脉冲宽度）。连续操作不得超过60mA正向电流额定值，同时需考虑图5在高温下所需的降额。

12. 实际应用案例

场景：为种植光周期敏感花卉的垂直农业架设计一个补光模块。

设计目标是在每日光照期结束时提供短暂的远红光照射以促进开花。这些LED将排列在金属基板PCB（MCPCB）上以实现最佳散热。将使用设置为每串60mA的恒流LED驱动器。120度的宽广视角确保了良好的冠层穿透性，无需复杂的二次光学元件。将根据目标植物物种的光敏色素响应选择特定的波长档位（例如，用于730-740nm的FA4）。该模块将被编程在主白光关闭后开启15分钟。

13. 工作原理

这款LED是一种在正向偏压下工作的半导体光电二极管。当施加超过其正向电压（1.5-2.2V）的电压时，电子和空穴分别从n型和p型半导体层注入到有源区。在由AIGaInP（铝镓铟磷）制成的有源区内，这些载流子复合。这种复合事件的大部分通过称为电致发光的过程以光子（光）的形式释放能量。AIGaInP合金的特定带隙能量决定了发射光子的波长，在本例中处于光谱的远红光部分（720-750 nm）。

14. 技术趋势

使用像这种远红光器件这样的窄带、特定波长LED，在非通用照明领域是一个增长趋势。在园艺领域，研究正朝着使用蓝光、红光、远红光以及有时绿光或紫外光波长的精确组合来优化不同植物性状（生长速率、形态、营养成分、开花）的"光配方"方向发展。这增加了对这些特定光谱波段高效、可靠LED的需求。此外，半导体外延技术的进步允许在这些较长波长（历史上更具挑战性）上实现更紧密的波长分档和更高的光效。将此类LED与智能传感器和自适应照明系统控制集成，代表了一个关键的发展方向。