SMD 反射式 LED 67-22/R6BHC-B07/2T 规格书 - P-LCC-4 封装 - 红/蓝双色 - 20mA - 简体中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了 67-22/R6BHC-B07/2T 的技术规格，这是一款采用 P-LCC-4 封装、集成内置反射杯的表面贴装器件 (SMD) LED。该元件旨在提供高亮度输出和宽广的视角，是要求清晰视觉指示或均匀背光应用的理想选择。产品提供两种不同的芯片型号：R6（亮红色）和 BH（蓝色），均封装在无色透明树脂窗口内。其设计采用内部反射器，以提升光输出效率和方向性。

该 LED 的核心优势包括：兼容自动化贴片设备、适用于气相回流焊工艺、以及提供编带卷盘包装以适应大批量生产。它是一款无铅元件，符合相关环保法规。主要目标市场是电信设备、消费电子和工业控制面板，在这些领域中，它可作为可靠的指示灯、LCD 和开关的背光源，或用作导光管组件的光源。

2. 技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

器件的操作极限在特定环境条件下（Ta=25°C）定义。超出这些额定值可能导致永久性损坏。

• 反向电压 (VR)：最大 5V。这是电路保护的关键参数；施加超过此值的反向偏压会损坏 LED 结。
• 正向电流 (IF)：连续直流正向电流额定值因芯片而异：R6（红色）为 50 mA，BH（蓝色）为 25 mA。规格书中规定的典型工作条件为 20mA。
• 峰值正向电流 (IFP)：两种芯片均为 100 mA，适用于规定占空比下的脉冲操作。
• 功耗 (Pd)：R6 为 120 mW，BH 为 95 mW。此参数与热阻（隐含）共同决定了给定热条件下的最大允许功率。
• 温度范围：工作温度 (Topr) 为 -40°C 至 +85°C；存储温度 (Tstg) 为 -40°C 至 +90°C。
• 焊接温度：该元件可承受峰值温度为 260°C、最长 10 秒的回流焊，或在 350°C 下最长 3 秒的手工焊接。

2.2 光电特性

关键性能指标在 Ta=25°C 和 IF=20mA 条件下测量，除非另有说明。

• 发光强度 (Iv)：R6 和 BH 芯片的范围均为最小 90 mcd 至最大 225 mcd。典型值在此分档范围内。
• 视角 (2θ1/2)：半峰全宽通常为 120 度，提供非常宽广的发射模式，非常适合大面积照明。
• 波长：
  • R6（红色）：峰值波长 (λp) 通常为 632 nm。主波长 (λd) 范围为 621 nm 至 631 nm。
  • BH（蓝色）：峰值波长 (λp) 通常为 468 nm。主波长 (λd) 范围为 466.5 nm 至 471.5 nm。
• 光谱辐射带宽 (Δλ)：R6 约为 20 nm，BH 约为 25 nm，定义了发射光的光谱纯度。
• 正向电压 (VF)：
  • R6（红色）：在 20mA 下，范围为 1.75V 至 2.35V。
  • BH（蓝色）：在 20mA 下，范围为 2.9V 至 3.7V。这种较高的正向电压是基于 InGaN 的蓝色 LED 的典型特征。
• 反向电流 (IR)：施加 5V 反向偏压时，最大为 10 μA。

公差说明：规格书规定了制造公差：发光强度 (±11%)、主波长 (±1nm) 和正向电压 (±0.1V)。这些对于设计一致性很重要。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED 根据关键参数被分选到不同的档位中。

3.1 发光强度分档

在 IF=20mA 下测量时，R6 和 BH 芯片均被分为四个强度档位 (Q2, R1, R2, S1)。这些档位定义了最小和最大值，允许设计人员为其应用选择适当的亮度等级，从标准亮度 (Q2: 90-112 mcd) 到高亮度 (S1: 180-225 mcd)。

3.2 主波长分档

对于 R6（红色）芯片，主波长分为两个代码：FF1 (621-626 nm) 和 FF2 (626-631 nm)。这允许选择特定的红色色调。BH（蓝色）芯片具有一个更窄的指定范围 (466.5-471.5 nm)，表明蓝色波长输出具有更高的一致性。

3.3 正向电压分档

正向电压也进行分档，以辅助电路设计，特别是限流电阻计算和电源设计。

• R6（红色）：档位 0 (1.75-1.95V)、1 (1.95-2.15V) 和 2 (2.15-2.35V)。
• BH（蓝色）：档位 11 (2.90-3.10V)、12 (3.10-3.30V)、13 (3.30-3.50V) 和 14 (3.50-3.70V)。

4. 性能曲线分析

规格书提供了 R6 和 BH 两种型号的特性曲线，以便更深入地了解在不同条件下的性能。

4.1 相对发光强度与正向电流关系

该曲线显示，在达到额定电流之前，正向电流与光输出呈近似线性关系。它证实了 20mA 是两种颜色都处于线性区域内的标准工作点。以更高电流驱动 LED 会增加输出，但也会增加结温并加速光衰。

4.2 正向电流降额曲线

此图表对于热管理至关重要。它说明了最大允许连续正向电流与环境温度 (Ta) 的函数关系。随着 Ta 升高，最大允许电流线性下降。为了在高温环境（例如 +85°C）下可靠运行，必须将正向电流从其 25°C 额定值大幅降额。

4.3 光谱分布

光谱图显示了归一化辐射功率与波长的关系。R6 曲线以 632 nm 为中心，具有典型带宽，而 BH 曲线以 468 nm 为中心。这些图表对于对特定光谱内容敏感的应用很有用。

4.4 正向电压与正向电流关系

此 IV 特性曲线展示了典型的二极管指数关系。电压随电流对数增加。该曲线有助于理解 LED 的动态电阻，对于设计高效的驱动电路至关重要。

4.5 辐射方向图

极坐标图直观地表示了典型的 120° 视角。强度已归一化到峰值（轴向）值。该图显示了一个类似朗伯分布的模式，这在具有漫射透镜或反射器的 LED 中很常见，可提供宽广、均匀的照明。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LED 封装在 P-LCC-4（塑料有引线芯片载体，4 引脚）封装中。详细的尺寸图规定了整体尺寸、引脚间距和空腔细节。关键尺寸包括焊盘尺寸，这对 PCB 焊盘设计至关重要。该封装包含一个围绕 LED 芯片的内置反射杯，用于准直光线并提高正向发光强度。阳极和阴极在封装图上清晰标示。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

提供了详细的无铅回流焊温度曲线。关键阶段包括：

• 预热：150-200°C，持续 60-120 秒，最大升温速率 3°C/秒。
• 回流（高于液相线）：温度高于 217°C 的时间应为 60-150 秒。峰值温度不得超过 260°C，且处于峰值温度 ±5°C 内的时间最长不超过 10 秒。
• 冷却：最大冷却速率 6°C/秒。

重要提示：回流焊不应超过两次，以防止热应力损坏封装和键合线。

6.2 存储与操作注意事项

• 湿度敏感性：该元件包装在带有干燥剂的防潮袋中。在准备使用部件之前，不得打开袋子。开封后在 ≤30°C 和 ≤60% RH 条件下的车间寿命为 168 小时。
• 烘烤：如果超过存储时间或干燥剂指示剂变色，需要在回流焊前进行 60 ±5°C、24 小时的烘烤处理，以防止“爆米花”现象（因蒸汽压力导致封装开裂）。
• 电流保护：必须使用外部限流电阻。LED 是电流驱动器件；正向电压的微小变化会导致电流的巨大变化，可能引发瞬时故障。
• 机械应力：在焊接过程中避免对 LED 本体施加机械应力。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

产品以 8mm 载带形式提供，卷绕在标准卷盘上。每卷包含 2000 片。提供了载带凹槽尺寸和卷盘尺寸的详细图纸，以确保与自动化组装设备送料器的兼容性。

7.2 标签说明

卷盘标签包含多个代码：

• P/N：制造商部件号 (67-22/R6BHC-B07/2T)。
• QTY：卷盘上的部件数量。
• CAT, HUE, REF：分别对应发光强度分档、主波长分档和正向电压分档的代码。
• LOT No：可追溯的批次号。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 电信设备：路由器、调制解调器、电话和传真机上的状态指示灯。
• LCD 背光：用于家电、仪器和手持设备中的小型单色或彩色 LCD 显示屏的侧入式或直下式背光。
• 开关与符号照明：薄膜开关、键盘和面板标识的背光。
• 导光管应用：作为亚克力或 PC 导光管的光源，将光线从 PCB 传输到前面板或显示器。
• 通用状态指示：广泛电子产品中的电源、活动、报警或模式指示灯。

8.2 设计考量

• 电流限制：务必使用串联电阻。使用公式 R = (Vsupply - Vf) / If 计算电阻值，其中 Vf 应选择最大档位值（例如，R6 为 2.35V，BH 为 3.7V），以确保即使在电源电压公差和 Vf 变化的情况下，电流也永远不会超过 20mA 的保守设计。
• 热管理：对于在高环境温度或接近最大电流下连续运行的情况，需考虑 PCB 布局。使用足够的铜箔连接到 LED 的散热焊盘（如有）或阴极引脚，以充当散热器。
• 光学设计：120° 的宽视角可能需要导光管、扩散片或透镜来为特定应用塑形光束。集成反射器提供了良好的正向强度，但可能不适合极窄光束要求。
• ESD 防护：虽然没有明确的 ESD 等级，但在组装过程中应遵守标准的 ESD 操作预防措施，以防止对半导体结造成潜在损坏。

9. 技术对比与差异化

与没有集成反射器的标准 SMD LED 相比，由于反射杯的聚光效应，该元件在相同驱动电流下提供了显著更高的正向发光强度。P-LCC-4 封装提供了比芯片级封装更坚固的机械结构，通常通过其引脚提供更好的热性能。与未分档或宽分档的 LED 相比，提供详细的强度、波长和电压分档信息，可以实现更严格的系统设计和更好的最终产品一致性。宽视角与良好强度的结合，使其成为既需要离轴角度可见性又需要明亮轴向性能的应用的通用选择。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长 (λp) 是光谱功率分布达到最大值时的波长。主波长 (λd) 是与 LED 光感知颜色最匹配的单色光波长。出于设计目的，尤其是在对颜色敏感的应用中，主波长及其分档更为相关。

10.2 我可以用 30mA 驱动这颗 LED 吗？

虽然连续正向电流的绝对最大额定值为 50mA (R6) 或 25mA (BH)，但光电特性是在 20mA 下指定的。以 30mA 驱动会产生更多光，但也会增加功耗、结温，并可能加速光衰。必须参考降额曲线并确保结温保持在安全限值内。为了长期可靠运行，建议遵循 20mA 的典型条件。

10.3 为什么蓝色 LED 的正向电压比红色高？

这是由于基本的半导体材料决定的。R6 红色 LED 使用 AlGaInP（铝镓铟磷），其带隙能量较低。BH 蓝色 LED 使用 InGaN（铟镓氮），其带隙更宽。更宽的带隙需要更多能量让电子跨越，这转化为相同电流下更高的正向电压。

10.4 订购时如何解读分档代码？

下订单时，您可以指定所需的 CAT（强度）、HUE（波长）和 REF（电压）分档代码，以确保收到的 LED 性能参数在您的特定设计窗口内。例如，为了获得一致的亮红色输出，您可以指定 CAT=S1 和 HUE=FF2。如果未指定，您将收到来自标准生产档位的部件。

11. 设计与使用案例研究

场景：为网络交换机设计多状态指示灯面板。该面板需要红色 LED 用于“严重告警”，蓝色 LED 用于“系统活动”，并且需要在机架安装单元中从各个角度可见。因此选择了 67-22/R6BHC-B07/2T。

实施方案：使用了 R6（红色）和 BH（蓝色）型号。设计人员选择 S1 强度档位以获得最大亮度，并指定严格的波长档位（例如，红色用 FF2）以确保所有单元的颜色一致性。使用 5V 电源设计了一个简单的驱动电路。对于蓝色 LED（最大 Vf=3.7V @20mA），计算限流电阻：R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65 欧姆。选择标准的 68 欧姆电阻。对于红色 LED（最大 Vf=2.35V），R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5 欧姆；使用 130 欧姆电阻。120° 的宽视角确保即使技术人员没有正对面板，指示灯也清晰可见。使用提供的编带卷盘通过自动化设备放置元件。

12. 工作原理

发光二极管 (LED) 是通过电致发光发射光线的半导体器件。当正向电压施加在 p-n 结两端时，来自 n 型材料的电子与来自 p 型材料的空穴在活性区复合。此复合过程以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由活性区所用半导体材料的带隙能量决定。AlGaInP 材料体系产生红、橙、黄光，而 InGaN 体系产生蓝、绿和白光（与荧光粉结合时）。该封装中的集成反射器是一个成型的空腔，通常由高反射材料制成，围绕芯片。它将原本向侧面或后方发射的光线重新导向封装前方，从而增加有用的正向发光强度并控制光束模式。

13. 技术趋势

此类 SMD LED 的发展遵循着行业更广泛的趋势：小型化、提高效率（每瓦流明数）和更高的可靠性。在标准封装尺寸内使用反射器技术是一种经济高效的方法，可以在不转向更昂贵的板上芯片 (COB) 或先进封装类型的情况下提升性能。业界持续推动提高 AlGaInP（红色）和 InGaN（蓝/绿色）材料的效率，从而在相同电流下获得更高亮度，或在更低功率下获得相同亮度。封装创新侧重于更好的热管理以应对增加的功率密度，以及改善整个发射模式中的颜色一致性和角度颜色均匀性 (ACU)。正如本规格书所示，对无铅和 RoHS 合规性的强调，反映了整个行业向环境可持续制造的转变。