SMD侧发光LED 57-11UTC/S827-1/TR8规格书 - P-LCC-4封装 - 白光 - 20mA - 中文技术文档

1. 产品概述

57-11UTC/S827-1/TR8是一款采用紧凑型P-LCC-4表面贴装器件（SMD）封装的高性能白光发光二极管（LED）。这款侧发光LED专为空间和功耗受限的各种现代电子应用提供高效可靠的照明而设计。

该器件采用白色封装和透明树脂，利用InGaN芯片技术产生白光。其关键设计亮点在于通过封装内优化的内反射器设计实现了宽视角。这种设计增强了光耦合效率，使得该LED特别适用于需要均匀侧面照明的导光管应用。其低电流需求进一步使其成为电池供电便携设备及其他对能效要求极高的应用的理想选择。

本产品符合严格的环境和质量标准，采用无铅工艺，符合欧盟RoHS和REACH法规，并满足无卤要求（Br<900ppm， Cl<900ppm， Br+Cl<1500ppm）。同时，已根据JEDEC J-STD-020D Level 3标准进行了湿度敏感度预处理。

1.1 核心优势与目标市场

核心优势：

• 高发光强度与高效率：在优化功耗的同时提供明亮的输出。
• 宽视角（约120°）：采用内反射器的侧发光设计确保了宽广且均匀的光分布，是边缘照明的理想选择。
• 紧凑的P-LCC-4封装：小巧的外形节省了宝贵的PCB空间。
• 坚固的结构：包含ESD保护（2000V HBM），并设计用于可靠的回流焊接工艺。
• 环保合规：满足现代有害物质法规要求。

目标应用：

• 消费电子产品、工业面板和汽车显示屏中全彩LCD的背光。
• 办公自动化（OA）设备（如打印机、扫描仪和多功能一体机）中的状态指示灯和背光。
• 汽车内饰照明、仪表盘照明和开关背光。
• 指示灯应用中传统微型灯泡和荧光灯的通用替代品。

2. 技术参数深度解析

本节对规格书中列出的关键电气、光学和热学参数进行详细、客观的分析。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。在此条件下工作不保证性能。

• 反向电压（V_R）：5V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
• 连续正向电流（I_F）：30mA。保证长期可靠工作的最大直流电流。
• 峰值正向电流（I_FP）：100mA（占空比1/10，频率1kHz）。允许短时的高电流脉冲，适用于多路复用或PWM调光方案。
• 功耗（P_d）：110mW。封装可耗散的最大功率，计算公式为 V_F* I_F。此限制对于热管理至关重要。
• 工作与存储温度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（存储）。规定了器件功能性和非工作存储的完整环境范围。
• ESD耐受（HBM）：2000V。提供了一定程度的防静电放电保护，适用于操作过程。
• 焊接温度：回流焊：峰值温度260°C，最长10秒。手工焊接：每引脚最高350°C，最长3秒。对组装工艺控制至关重要。

2.2 光电特性（Ta=25°C）

这些是在标准测试条件下测得的典型性能参数。

• 发光强度（I_v）：900mcd（最小值），1800mcd（最大值），测试条件为 I_F=20mA。这是光输出的主要衡量指标。宽范围表明采用了分档系统（见第3节）。未给出典型值，意味着需根据具体档位代码进行选择。
• 视角（2θ_1/2）：120°（典型值）。定义为光强降至峰值一半时的全角。这证实了其宽广、漫射的发光模式。
• 正向电压（V_F）：2.75V（最小值），3.95V（最大值），测试条件为 I_F=20mA。LED工作时两端的电压降。此参数也进行了分档。其变化源于半导体工艺固有的公差。
• 公差：规格书注明，在给定档位内，发光强度的公差为±11%，正向电压的公差为±0.1V，精确设计时必须考虑此因素。

3. 分档系统说明

为确保大规模生产的一致性，LED会根据性能分组或“分档”。这使得设计人员可以选择满足特定亮度和电气要求的器件。

3.1 发光强度分档

根据在20mA下测得的发光强度，LED分为三个档位：

• 档位 V2：900 mcd 至 1120 mcd
• 档位 W1：1120 mcd 至 1420 mcd
• 档位 W2：1420 mcd 至 1800 mcd

这种分档确保了在同一生产批次中，亮度变化得到控制。对于需要多个LED亮度均匀的应用，指定单一、更窄的档位（例如W1）至关重要。

3.2 正向电压分档

LED也根据其正向压降分为四组：

• 组别 M5：2.75V 至 3.05V
• 组别 6：3.05V 至 3.35V
• 组别 7：3.35V 至 3.65V
• 组别 8：3.65V 至 3.95V

电压分档对于设计限流电阻网络至关重要，尤其是在驱动多个串联LED时。使用来自同一电压档位的LED可以最大限度地减少并联支路中的电流不平衡。

3.3 色度坐标分档

白光的色点由其在CIE 1931色度图上的坐标定义。规格书定义了四个主要档位：

• 6K， 6L， 7K， 7L：每个档位在x，y色度图上都有一个定义的四边形区域。例如，档位6K覆盖x从0.3130到0.3300，y从0.2840到0.3300。
• 公差：色度坐标公差为±0.01，定义了相对于标称档位角点的允许偏差。

这种分档允许为颜色一致性要求高的应用（如LCD背光或多LED指示灯）选择LED。

4. 性能曲线分析

提供的特性曲线为了解LED在非标准条件下的行为提供了宝贵信息。

4.1 发光强度与环境温度关系

曲线显示，从-40°C到大约25°C，发光强度相对稳定，保持在接近室温值的100%。当温度超过25°C继续升高时，强度逐渐下降。在最高工作温度85°C时，输出可能约为其25°C值的80-85%。这种热淬灭效应是LED的典型特征，必须在高温环境下的设计中加以考虑。

4.2 正向电流降额曲线

此图规定了最大允许连续正向电流随环境温度变化的函数关系。在25°C时，允许满额30mA。随着环境温度升高，必须线性降低最大允许电流，以防止超过110mW的功耗限制并管理结温。这是确保可靠性的关键设计规则。

4.3 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

该曲线展示了二极管的经典指数关系。正向电压随电流增加而增加。在20mA的典型工作电流下，V_F大约为3.2V至3.4V（取决于档位）。当使用恒压源时，此曲线对于选择合适的限流电阻值至关重要：R = (V_电源- V_F) / I_F.

。

4.4 发光强度与正向电流关系

光输出在较低电流范围内近似线性增加，但在较高电流（接近30-40mA）时可能显示出饱和或效率降低的迹象。在20mA下工作代表了亮度与效率/可靠性之间的良好平衡。

4.5 光谱分布与辐射模式

光谱曲线显示了荧光粉转换白光LED的典型峰值波长，可能在蓝色区域（约450-460nm），并在黄色光谱中有宽泛的荧光粉发射，两者结合产生白光。辐射模式图直观地证实了其宽广的、类似朗伯体的发射轮廓，视角为120°。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LED采用P-LCC-4封装。关键尺寸（单位：mm）包括整体尺寸、引脚间距以及阴极标识（通常是封装上的凹口或绿色标记）的位置。还提供了推荐的PCB焊盘图形（封装），显示了焊盘尺寸和间距，以确保正确的焊接和对齐。

5.2 极性识别

正确的极性至关重要。规格书指明了阴极（负极）引脚。在封装上，通常通过一个绿点、本体一侧的凹口或切角来标记。PCB封装应包含与此特征匹配的极性标记。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接温度曲线

• 提供了详细的无铅回流焊温度曲线：预热：
• 150-200°C，持续60-120秒（最大升温速率3°C/秒）。回流：
• 温度高于217°C的时间：60-150秒。峰值温度：最高260°C，最长10秒。冷却：

从高于255°C开始，最大降温速率为6°C/秒。

遵循此温度曲线对于防止热冲击、焊点缺陷或损坏LED环氧树脂至关重要。

• 6.2 存储与操作
• 该元件对湿度敏感（隐含MSL等级）。防潮袋（MBB）在使用前必须保持密封。
• 推荐的拆封环境为<30°C / 60% RH。
• 如果湿度指示卡显示湿度过高，则需要在焊接前在60°C ±5°C下烘烤24小时。

回流焊接不应超过两次。

6.3 手工焊接与返修

• 如果必须进行手工焊接：
• 使用烙铁头温度<350°C的烙铁。每个引脚接触时间限制在3秒以内。
• 使用额定功率≤25W的烙铁。
• 焊接每个引脚之间至少间隔2秒冷却时间。

对于返修，建议使用双头烙铁同时加热两个引脚，以避免机械应力。应事先验证在不损坏LED的情况下进行返修的可行性。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

• LED采用防潮包装，置于压纹载带上并卷绕在卷盘上供应。包装数量：
• 每卷500片。

提供了载带（口袋尺寸、间距）、盖带和卷盘（直径、轴心尺寸、宽度）的详细尺寸，以确保与自动贴片设备的兼容性。

7.2 标签说明

• 卷盘标签包含关键信息：CPN：
• 客户零件号（可选）。P/N：
• 制造商零件号（57-11UTC/S827-1/TR8）。QTY：
• 卷盘上的数量。CAT：
• 发光强度等级（例如，W1， V2）。HUE：
• 主波长/色度等级（例如，7K）。REF：
• 正向电压等级（例如，6， 7）。LOT No：

可追溯的批次号。

8. 应用设计注意事项

8.1 必须进行限流_F规格书明确警告：“客户必须使用电阻进行保护，否则轻微的电压偏移将导致电流大幅变化（可能烧毁器件）。” LED是电流驱动器件。使用电压源供电时，绝对需要恒流源或更常见的串联限流电阻。电阻值应使用所选档位的最大V

进行计算，以确保即使在电源电压存在公差的情况下，电流也永远不会超过绝对最大额定值。

8.2 热管理

• 虽然封装小巧，但功耗（最高110mW）会产生热量。对于在高电流或高温环境下的连续工作，需考虑：
• 遵循正向电流降额曲线。
• 在LED焊盘下方和周围提供足够的铜箔面积作为散热片。

确保最终应用中有良好的气流。

8.3 实现多LED阵列的均匀性

• 对于亮度和颜色一致性至关重要的背光或指示灯阵列：_v为发光强度（I
• ）和色度（x，y）指定窄档位。_F对于并联连接的LED，使用来自同一正向电压（V
• ）档位的LED，和/或为每个LED使用单独的串联电阻以平衡电流。

考虑使用恒流驱动器驱动串联的LED串，以保证通过每个器件的电流相同。

9. 技术对比与差异化

• 与通用SMD LED相比，57-11UTC/S827-1/TR8系列具有特定优势：侧发光 vs. 顶发光：
• 与常见的顶发光LED不同，此侧发光封装设计为平行于PCB平面发光，这对于导光板和边缘照明应用至关重要。优化的光学设计：
• 集成的内反射器使其区别于基本的侧发光LED，提供了更宽、更均匀的视角。全面的分档：
• 详细的三维分档（强度、电压、色度）相比分档宽松或无分档的器件，提供了更高水平的性能一致性和选择灵活性。坚固性：

包含ESD保护以及无铅回流焊接规范，使其适用于现代自动化组装工艺。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 典型工作电流是多少？_F光电特性在 I

= 20mA 条件下测试，这是平衡亮度、效率和寿命的推荐典型工作点。绝对最大连续电流为30mA。

10.2 如何选择合适的限流电阻？_{使用公式：R = (V}电源_F- V_F) / I_F。使用您所选电压档位的最大V_F（例如，档位8为3.95V）和您期望的I²（例如，20mA）。对于5V电源：R = (5V - 3.95V) / 0.02A = 52.5Ω。选择下一个更高的标准值（例如，56Ω），并确保电阻的额定功率足够（P = I

* R）。

10.3 我可以用PWM进行调光吗？_FP可以，PWM（脉宽调制）是LED调光的绝佳方法。脉冲中的峰值电流不应超过I_F额定值100mA（占空比1/10）。确保长时间的平均电流不超过连续I

额定值30mA。

10.4 为什么视角对导光管应用如此重要？

宽视角确保了光在一个宽阔的锥角内发射。当耦合到导光管（透明塑料导光条）的边缘时，这种宽的入射角度促进了全内反射，并沿着导光管长度有效地分布光线，从而实现均匀的背光，并最大限度地减少热点。

11. 实际设计与使用示例

11.1 移动设备按键背光

在智能手机中，可以将几个这样的侧发光LED沿着主PCB边缘放置，直接耦合到薄而形状复杂的导光板中，从而均匀地照亮电容式触摸按键或导航图标。低电流消耗有助于延长电池寿命。

11.2 汽车空调控制显示屏

仪表盘或中控台显示屏可能在小尺寸LCD面板的一侧或两侧使用单排此类LED。导光管将白光均匀分布到整个显示区域。其宽广的工作温度范围（-40°C至+85°C）使其适用于汽车环境。

11.3 工业面板仪表指示灯

该LED可用作工业控制面板上的高亮度、宽视角状态指示灯（例如，电源开启、报警）。其可靠性和与自动化SMD组装的兼容性简化了制造流程。

12. 工作原理简介

这是一款荧光粉转换白光LED。其核心是由氮化铟镓（InGaN）制成的半导体芯片，当电流通过其P-N结时（电致发光），会发出蓝光。部分蓝光被沉积在封装内部的黄色荧光粉涂层吸收。荧光粉重新发射出宽范围的黄光。剩余的蓝光与转换后的黄光相结合，被人眼感知为白光。透明树脂封装料保护芯片和荧光粉，同时允许高效的光提取。芯片周围的内反射器结构有助于将更多的发射光导向封装侧面射出，从而形成宽视角。

13. 技术趋势与背景

• 像57-11系列这样的侧发光LED代表了针对电子设计中特定空间限制的成熟且优化的解决方案。该领域的发展趋势持续聚焦于：提高效率（lm/W）：
• 提高单位电输入的光输出，从而实现更低的功耗或更高的亮度。更高的显色指数（CRI）：
• 对于显示背光，正在开发具有更宽、更连续光谱的LED，以更准确地再现颜色。小型化：
• 在保持或改善光学性能的同时，实现更小的封装尺寸，以支持更薄的终端产品。增强可靠性与寿命：
• 材料（环氧树脂、荧光粉）和芯片技术的持续改进，以承受更高的工作温度和更长的工作时间。集成化：

集成LED模块的出现，将LED、驱动IC和无源元件组合到单个封装中，为最终用户简化了设计。