SMD中功率红光LED 67-21S规格书 - PLCC-2封装 - 1.9-2.6V - 70mA - 182mW - 中文技术文档

1. 产品概述

67-21S是一款专为通用照明应用设计的表面贴装中功率LED。它采用PLCC-2（塑料引线芯片载体）封装，外形紧凑，适用于自动化组装工艺。其主要发光颜色为红色，这是通过封装在透明树脂中的AlGaInP（铝镓铟磷）芯片材料实现的。这种组合提供了120度的宽视角，使其适用于需要广角光分布的应用场景。

这款LED的主要优势包括其高光效（这意味着在同等功耗水平下具有良好的光输出），以及符合环保标准，如无铅（Pb-free）和RoHS合规。该封装设计旨在确保在各种工作条件下的可靠性。

2. 技术规格与深入分析

2.1 绝对最大额定值

器件的操作极限在特定条件下定义（焊点温度为25°C）。最大连续正向电流（I_F）为70 mA。对于脉冲操作，在占空比为1/10、脉冲宽度为10 ms的条件下，允许的峰值正向电流（I_FP）为140 mA。最大功耗（P_d）为182 mW。工作温度范围（T_opr）为-40°C至+85°C，而存储温度（T_stg）范围为-40°C至+100°C。从结到焊点的热阻（R_{th J-S}）为50 °C/W，这是热管理设计的关键参数。最大允许结温（T_j）为115°C。焊接必须遵循严格的工艺曲线：回流焊最高260°C，最长10秒；或手工焊最高350°C，最长3秒。该元件对静电放电（ESD）敏感，需要采取适当的处理程序。

2.2 光电特性

在焊点温度25°C、正向电流60 mA的条件下测量，器件的光通量（Φ）范围从最小值9.0 lm到最大值13.0 lm，典型容差为±11%。在同一测试电流下，正向电压（V_F）范围为1.9 V至2.6 V，典型容差为±0.1V。视角（2θ_1/2）通常为120度。当施加5V反向电压（V_R）时，反向电流（I_R）最大为50 µA。这些参数定义了标准工作条件下的核心性能。

3. 分档系统说明

产品根据关键参数进行分类分档，以确保一致性。这使得设计人员能够选择符合其特定应用对亮度和电气特性要求的LED。

3.1 光通量分档

光通量分为多个档位代码（B8、B9、L1、L2、L3），定义了在I_F=60mA下测量的最小值和最大值。例如，B8档覆盖9.0至9.5 lm，而L3档覆盖12.0至13.0 lm。总体容差保持为±11%。

3.2 正向电压分档

正向电压使用代码26至32进行分档，每个代码代表0.1V的范围，从1.9-2.0V（代码26）到2.5-2.6V（代码32）。容差为±0.1V。

3.3 主波长分档

主波长定义了红光的感知颜色，分为两个代码：R51（620-625 nm）和R52（625-630 nm）。测量容差为±1 nm。

4. 性能曲线分析

规格书提供了多个特性曲线图，说明了器件在不同条件下的行为。

4.1 光谱分布

该图显示了相对发光强度与波长的关系，通常在红色光谱范围内达到峰值（对于此器件约为620-640 nm），从而确认了主波长分档。

4.2 正向电压与结温的关系

图1显示了正向电压随结温的变化。正向电压通常随着结温升高而降低，这是半导体二极管的常见特性。

4.3 相对辐射功率与正向电流的关系

图2描述了光输出（相对辐射功率）如何随正向电流增加而增加。在较低电流下，这种关系通常是线性的，但在较高电流下可能表现出饱和效应。

4.4 相对光通量与结温的关系

图3说明了光输出对结温的依赖性。光通量通常随着结温升高而降低，这突显了有效热管理对于保持亮度一致性的重要性。

4.5 正向电流与正向电压的关系（IV曲线）

图4是环境温度25°C下的基本电流-电压（IV）特性曲线。它显示了典型的二极管指数关系。

4.6 最大驱动电流与焊接温度的关系

图5提供了一个降额曲线，显示了考虑到热阻（R_{th j-s}= 50 °C/W）时，最大允许正向电流作为焊点温度的函数。这对于确定在较高环境温度下的安全工作电流至关重要。

4.7 辐射模式

图6是一个极坐标图，显示了光强度的空间分布（辐射模式）。宽泛的、类似朗伯的分布模式证实了120度的视角。

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、宽、高，以及引脚（焊盘）间距和尺寸。图中包含一个顶视图，指示了阴极标记。除非另有说明，尺寸公差为±0.15 mm。

6. 焊接与组装指南

规格书规定了两种焊接方法。对于回流焊，最高峰值温度不应超过260°C，高于260°C的时间应限制在10秒以内。对于手工焊，烙铁头温度不应超过350°C，每个引脚的接触时间应限制在3秒以内。这些限制对于防止塑料封装和内部引线键合损坏至关重要。该器件对湿气敏感；因此，如果包装已打开，且暴露时间超过规定水平（本摘录未详述），则可能需要在焊接前进行烘烤。

7. 包装与订购信息

7.1 防潮包装

LED采用防潮包装供应。它们通常装载在载带中，然后卷绕到卷盘上。常见的配置是每卷4000片。包装包括干燥剂，并密封在带有适当标签的铝制防潮袋中。

7.2 标签说明

卷盘标签包含几个关键字段：CPN（客户产品编号）、P/N（产品编号）、QTY（包装数量）、CAT（发光强度等级，对应光通量档位）、HUE（主波长等级）、REF（正向电压等级）和LOT No（批次号，用于追溯）。

7.3 卷盘与载带尺寸

详细图纸规定了卷盘（直径、宽度、轴心尺寸）和载带（口袋尺寸、间距、带宽度）的尺寸。除非另有说明，公差通常为±0.1 mm。

8. 应用建议

规格书列出了主要应用领域：装饰与娱乐照明、农业照明和通用照明。其宽视角和良好的光效使其适用于环境照明、标识、特定植物生长阶段的园艺照明以及需要红色点缀照明的装饰灯具。在设计驱动电路时，必须考虑正向电压档位和最大电流额定值。如注意事项所述，必须使用外部限流电阻或恒流驱动器，以防止过流损坏。

9. 可靠性测试

概述了全面的可靠性测试计划，以证明产品的稳健性。测试在90%置信水平和10% LTPD（批允许不合格品率）下进行。测试项目包括：回流焊（260°C/10s）、热冲击（-10°C至+100°C）、温度循环（-40°C至+100°C）、高温高湿存储（85°C/85% RH）、高温高湿工作（85°C/85% RH，35mA）、低温/高温存储，以及在不同电流和温度条件下的各种高/低温工作寿命测试。每项测试的样本量为22件，接受/拒收标准为0/1。

10. 使用注意事项

最关键的一点是防止过流。必须使用串联电阻或适当的恒流电路来驱动LED。超过电流、电压、功耗或温度的绝对最大额定值可能会导致永久性损坏。在组装过程中必须遵循正确的ESD处理规范。必须使用热阻值来计算预期工作条件下的结温，以确保其保持在115°C以下。

11. 技术对比与差异化

作为PLCC-2封装的中功率LED，该器件介于低功率指示灯LED和高功率照明LED之间。其主要差异化优势在于其良好的光输出（高达13 lm）与相对适中的功耗（最大182 mW）之间的平衡，以及标准化的PLCC-2封装尺寸，这简化了PCB设计和采购。详细的分档系统为批量生产提供了可预测性。

12. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我应该使用多大的驱动电流？

答：器件的特性参数是在60mA下给出的。您可以将其驱动至最大连续电流70mA，但必须通过考虑环境温度、热设计并使用降额曲线（图5）来确保结温不超过115°C。

问：如何识别阴极？

答：封装顶部靠近阴极引脚处有一个视觉标记（通常是凹口或绿点）。请参考封装尺寸图。

问：我可以将其用于脉冲操作吗？

答：可以，但峰值电流在1/10占空比和10ms脉冲宽度下不得超过140mA。平均电流仍需遵守连续额定值。

问：为什么光通量给的是一个范围？

答：由于制造差异，LED会进行分档。您可以选择一个档位（例如，L2档对应11-12 lm），以保证您的设计达到最低性能水平。

13. 设计与使用案例研究

考虑设计一个用于环境红色照明的装饰性LED灯带。设计者选择67-21S LED，档位为L2（11-12 lm），电压档位为28（2.1-2.2V），以确保一致性。灯带在12V直流电压下工作。为了以60mA驱动每个LED，计算串联电阻值：R = (V_supply- V_F) / I_F。为安全起见，使用最大V_F值2.2V，则R = (12V - 2.2V) / 0.060A ≈ 163欧姆。可以选择一个标准的160欧姆电阻。多个这样的LED+电阻对并联连接到12V电源轨上。考虑到对环境的热阻，PCB布局确保LED焊盘有足够的铜面积用于散热。

14. 工作原理

这款LED基于半导体p-n结的电致发光原理工作。当施加超过二极管阈值电压（对于这种AlGaInP材料约为1.9-2.6V）的正向电压时，电子和空穴被注入到结区。它们的复合以光子（光）的形式释放能量。AlGaInP半导体合金的具体成分决定了带隙能量，从而定义了发射光的波长（颜色），在本例中为红色。透明树脂封装保护芯片并有助于光提取。

15. 行业趋势

中功率LED领域持续朝着更高光效（每瓦更多流明）、更好的颜色一致性和更低的成本发展。为了满足需要均匀外观的应用（如视频墙和线性照明）的需求，更精细的分档和更严格的公差成为一种趋势。封装技术也在进步，以在相同封装尺寸下提供更好的热性能，从而实现更高的驱动电流或更长的使用寿命。向PLCC-2等标准化封装尺寸的转变有助于设计复用和供应链灵活性。