P-LCC-2封装顶视型LED规格书 - 亮红色 - 20mA - 120mW

1. 产品概述
2. 技术参数
2.1 绝对最大额定值
2.2 光电特性 (Ta = 25°C)
3. 分档系统
3.1 发光强度分档
3.2 主波长分档
3.3 正向电压分档
4. 性能曲线分析
4.1 相对发光强度与正向电流关系
4.2 发光强度与环境温度关系
4.3 正向电流与正向电压关系 (I-V曲线)
4.4 光谱分布
4.5 辐射模式图
4.6 正向电流降额曲线
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
5.2 极性标识
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
6.2 手工焊接
6.3 湿度敏感性与存储
7. 包装与订购信息
7.1 载带与卷盘规格
7.2 标签说明
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
8.2 设计注意事项
9. 可靠性与质量保证
10. 技术对比与差异化
11. 常见问题解答 (FAQ)
11.1 推荐工作电流是多少？
11.2 如何解读标签上的分档代码？
11.3 不使用限流电阻可以驱动此LED吗？
11.4 此LED适合户外使用吗？
12. 实际设计案例分析
13. 工作原理
14. 技术趋势

1. 产品概述

本文档详细说明了一款采用P-LCC-2封装的表面贴装顶视型LED的规格。该器件采用白色封装本体和无色透明窗口设计，提供宽广的视角，非常适合指示灯应用。其设计兼容现代组装工艺，包括气相回流焊、红外回流焊和波峰焊，并适用于自动贴装设备。产品以8mm载带卷盘形式供货，符合无铅和RoHS要求。

本系列LED的主要应用方向是作为光学指示灯。其宽广的视角以及通过内部反射器设计实现的光耦合优化，使其特别适合与导光管配合使用。较低的正向电流需求也使其成为电池供电或对功耗敏感的便携式电子设备的绝佳选择。

2. 技术参数

2.1 绝对最大额定值

器件不得超出这些极限值工作，否则可能导致永久性损坏。

反向电压 (V_R):5 V
连续正向电流 (I_F):50 mA
峰值正向电流 (I_FP):100 mA (占空比 1/10, 1 kHz)
功耗 (P_d):120 mW
静电放电 (ESD) HBM:2000 V
工作温度 (T_opr):-40°C 至 +85°C
存储温度 (T_stg):-40°C 至 +90°C
焊接温度 (T_sol):回流焊：260°C 持续10秒；手工焊：350°C 持续3秒。

2.2 光电特性 (T_a= 25°C)

标准测试条件下测得的典型性能参数。

发光强度 (I_v):360 - 900 mcd (I_F= 20mA)
视角 (2θ_1/2):120° (I_F= 20mA)
峰值波长 (λ_p):632 nm (I_F= 20mA)
主波长 (λ_d):621 - 631 nm (I_F= 20mA)
光谱带宽 (Δλ):20 nm (I_F= 20mA)
正向电压 (V_F):1.75 - 2.35 V (I_F= 20mA)
反向电流 (I_R):最大 10 μA (V_R= 5V)

备注:公差规定如下：发光强度为±11%，主波长为±1nm，正向电压为±0.1V。

3. 分档系统

为确保生产中的颜色和亮度一致性，器件根据关键参数被分选到不同的档位。

3.1 发光强度分档

档位由代码（例如 T2, U1）定义，对应 I_F=20mA 时的最小和最大发光强度值。

T2:360 - 450 mcd
U1:450 - 565 mcd
U2:565 - 715 mcd
V1:715 - 900 mcd

3.2 主波长分档

波长分组用于控制红光的主观颜色（色调）。

组 F, 代码 FF1:621 - 626 nm
组 F, 代码 FF2:626 - 631 nm

3.3 正向电压分档

正向电压分档有助于电流调节的电路设计。

组 B, 代码 0:1.75 - 1.95 V
组 B, 代码 1:1.95 - 2.15 V
组 B, 代码 2:2.15 - 2.35 V

4. 性能曲线分析

图形数据揭示了器件在不同条件下的行为特性。

4.1 相对发光强度与正向电流关系

该曲线显示了光输出如何随正向电流增加而增加。它通常是非线性的，在极高电流下效率可能下降。设计者应选择一个能平衡亮度、功耗和器件寿命的工作点。

4.2 发光强度与环境温度关系

此曲线展示了光输出的热降额特性。发光强度通常随环境温度升高而降低。对于高环境温度的应用，必须考虑此降额效应，以确保足够的亮度。

4.3 正向电流与正向电压关系 (I-V曲线)

I-V曲线是二极管的典型特性。正向电压具有正温度系数，这意味着在给定电流下，它会随温度升高而略微降低。

4.4 光谱分布

光谱图证实了光的单色性，其中心位于632 nm的峰值波长，处于可见光谱的亮红色区域。窄带宽表明其具有良好的色纯度。

4.5 辐射模式图

极坐标图展示了120°的宽广视角，显示出近乎朗伯体的发射特性。这证实了该器件适用于需要宽视角可见性的应用。

4.6 正向电流降额曲线

此图定义了最大允许连续正向电流与环境温度的函数关系。为防止过热，当工作温度超过某一特定值（通常起始于60-70°C左右）时，必须降低电流。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

P-LCC-2封装具有特定的机械轮廓和焊盘布局。关键尺寸包括总长、宽、高，以及阴极标识标记的位置。所有未注公差为±0.1 mm。设计者必须参考详细的尺寸标注图来创建PCB封装。

5.2 极性标识

阴极通常通过封装上的视觉标记来识别，例如缺口、圆点或切角。正确的方向对于电路工作至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该器件额定峰值回流焊温度为260°C，最长持续10秒。适用于无铅组装的IPC/JEDEC J-STD-020标准温度曲线。必须精确控制液相线以上的时间，以防止环氧树脂封装受到热损伤。

6.2 手工焊接

如需手工焊接，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秒或更短。

6.3 湿度敏感性与存储

产品采用防潮包装（内含干燥剂的铝箔袋）运输。一旦密封袋被打开，应在规定的时间框架内（未明确说明，但标准做法是对于3级器件，在≤30°C/60%RH条件下为168小时）使用元件，或在回流焊前按照标准程序进行烘烤，以防止“爆米花”效应。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

器件以8mm载带形式供货。标准卷盘数量为2000片。其他最小包装数量包括每卷250、500和1000片。提供了详细的载带和卷盘尺寸，以便设置自动化处理设备。

7.2 标签说明

卷盘标签包含多个代码：

CAT:对应发光强度分档代码（例如 V1）。
HUE:对应主波长分档代码（例如 FF1）。
REF:对应正向电压分档代码（例如 1）。

这些代码允许追溯和选择特定的性能等级。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

通信设备：电话、传真机、路由器中的状态指示灯以及按键或显示屏的背光。
消费电子产品：音视频设备、计算机及外设中的电源、静音或连接状态指示灯。
工业控制：用于机器状态、故障报警或操作模式的面板指示灯。
导光管应用：其宽广的视角和优化的耦合特性，使其非常适合与注塑导光管配合使用，将光线从PCB传输到前面板或显示器。
通用指示：任何需要明亮、可靠、低功耗视觉指示的应用。

8.2 设计注意事项

电流限制：务必使用串联电阻或恒流驱动器将正向电流限制在安全值，标准亮度下通常为20mA，不得超过50mA的绝对最大值。
热管理：在高环境温度下或以较高电流驱动时，应确保足够的PCB铜箔或其他散热措施，以将结温保持在限值内，请参考降额曲线。
ESD防护：尽管额定值为2000V HBM，但在组装和处理过程中仍应遵守标准的ESD防护措施。
光学设计：对于导光管应用，应考虑LED的辐射模式以及导光管入口点的设计，以最大化耦合效率。

9. 可靠性与质量保证

产品经过一系列全面的可靠性测试，置信度为90%，LTPD为10%。测试项目及条件包括：

耐回流焊：260°C ±5°C，最少10秒。
温度循环：-40°C 至 +100°C 之间循环300次。
热冲击：-10°C 至 +100°C 之间循环300次。
高低温存储：分别在+100°C和-40°C下存储1000小时。
直流工作寿命：20mA，25°C条件下工作1000小时。
高温高湿 (85/85):85°C，85%相对湿度条件下工作1000小时。

这些测试验证了器件在电子产品中遇到的典型环境和操作应力下的稳健性。

10. 技术对比与差异化

这款P-LCC-2 LED在指示灯应用的几个关键领域具有差异化优势。与更简单的芯片LED相比，模塑P-LCC封装提供了更优越的机械保护、更易于贴片机处理以及更一致的光学界面。当需要离轴可见性时，其120度的宽广视角相比窄视角LED具有显著优势。采用AlGaInP半导体材料制作红色芯片，相比GaAsP等旧技术，提供了更高的发光效率和更好的温度稳定性，从而实现了更明亮、更一致的红色光输出。针对强度、波长和电压的全面分档系统，使得最终产品中的颜色和亮度匹配更加精确，这对于多指示灯面板或美学应用至关重要。

11. 常见问题解答 (FAQ)

11.1 推荐工作电流是多少？

标准测试条件和典型应用电流是20mA。这提供了亮度与效率的良好平衡。器件可以在其绝对最大值50mA下工作，但这会产生更多热量并降低长期可靠性，除非实施了适当的热管理。

11.2 如何解读标签上的分档代码？

CAT代码（例如 V1）表示发光强度范围。HUE代码（例如 FF1）表示主波长范围，控制红色的具体色调。REF代码（例如 1）表示正向电压范围。为确保组装中多个器件性能一致，应指定或要求使用相同分档代码的元件。

11.3 不使用限流电阻可以驱动此LED吗？

No.LED是电流驱动器件。将其直接连接到电压源会导致过大电流流过，可能立即损坏LED。必须使用串联电阻或有源恒流电路。

11.4 此LED适合户外使用吗？

其工作温度范围扩展至-40°C至+85°C，涵盖了许多户外条件。然而，并未规定其可长期直接暴露于紫外线阳光和天气（雨、湿气）下。对于户外使用，LED应置于保护透镜或盖板后面，并且整个组件应适当密封并具有相应的环境暴露等级。

12. 实际设计案例分析

场景：为一个具有24个端口的网络交换机设计状态指示灯面板，每个端口需要一个红色链路/活动LED。LED必须具有宽视角可见性，颜色和亮度一致，并且设计必须高效节能。

实施方案：

元件选择：选择这款P-LCC-2亮红色LED，因其具有120°宽视角、20mA低驱动电流以及可提供严格性能分档。
电路设计：每个LED通过一个100Ω串联电阻由微控制器的GPIO引脚驱动（基于3.3V电源和典型V_F为2.0V计算得出，电流约为13mA）。这低于20mA测试点，但在节省功耗的同时提供了充足的亮度。
PCB布局：LED以网格形式放置。使用了规格书中推荐的PCB封装。在LED下方保持了一个小的禁布区，以防止焊料芯吸。
光学设计：设计了一个定制的注塑导光管阵列，将PCB上每个SMD LED的光线引导至前面板上的独立透明窗口。LED的宽视角确保了进入导光管的高效耦合。
分档：为确保外观均匀，在采购订单中指定了单一发光强度档（例如 U2）和单一主波长档（例如 FF1）的LED。
热考虑：由于24个LED可能同时点亮，总功耗较低（约0.75W）。PCB上无需特殊热管理。

此案例突显了LED的规格如何直接指导并促成成功且可制造的设计。

13. 工作原理

此LED是一种半导体光子器件。其核心是在衬底上生长的铝镓铟磷（AlGaInP）外延层制成的芯片。当施加超过二极管开启阈值（约1.8V）的正向电压时，电子和空穴被注入跨越p-n结。这些载流子在半导体的有源区内复合，以光子的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了带隙能量，从而直接决定了发射光的波长（颜色）——在本例中，是约632 nm的亮红色。产生的光随后通过芯片表面提取，并由P-LCC封装的内部反射器和透明环氧树脂透镜进行整形和导向，以实现所需的宽视角。

14. 技术趋势

指示灯LED市场持续发展。总体趋势包括追求更高的发光效率（每瓦电输入产生更多光输出），从而在便携式和物联网设备中以更低的电流实现更亮的指示灯，提高能效。微型化也是趋势之一，对于空间受限的应用，比P-LCC-2更小的封装正变得普遍。在更高温度回流焊曲线下的增强可靠性是另一个重点领域，以适应先进的PCB组装工艺。此外，将控制电子器件（如恒流驱动器甚至简单逻辑电路）直接集成到LED封装中（“智能LED”）是一个日益增长的趋势，这简化了最终用户的电路设计。虽然此特定器件代表了一种成熟可靠的技术，但材料、封装和集成方面的这些持续发展正在塑造指示灯元件的未来格局。

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语	单位/表示	通俗解释	为什么重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦电能发出的光通量，越高越节能。	直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源发出的总光量，俗称"亮度"。	决定灯具够不够亮。
发光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。	影响光照范围与均匀度。
色温（CCT）	K（开尔文），如2700K/6500K	光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
显色指数（CRI / Ra）	无单位，0–100	光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。	影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差（SDCM）	麦克亚当椭圆步数，如"5-step"	颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。	保证同一批灯具颜色无差异。
主波长（Dominant Wavelength）	nm（纳米），如620nm（红）	彩色LED颜色对应的波长值。	决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布（Spectral Distribution）	波长 vs. 强度曲线	显示LED发出的光在各波长的强度分布。	影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语	符号	通俗解释	设计注意事项
正向电压（Forward Voltage）	Vf	LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。	驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。
正向电流（Forward Current）	If	使LED正常发光的电流值。	常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流（Pulse Current）	Ifp	短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。	脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。
反向电压（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。	电路中需防止反接或电压冲击。
热阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。	高热阻需更强散热设计，否则结温升高。
静电放电耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。	生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语	关键指标	通俗解释	影响
结温（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED芯片内部的实际工作温度。	每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需时间。	直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段时间后剩余亮度的百分比。	表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中颜色的变化程度。	影响照明场景的颜色一致性。
热老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因长期高温导致的封装材料劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语	常见类型	通俗解释	特点与应用
封装类型	EMC、PPA、陶瓷	保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。	EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构	正装、倒装（Flip Chip）	芯片电极布置方式。	倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。
荧光粉涂层	YAG、硅酸盐、氮化物	覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。	不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计	平面、微透镜、全反射	封装表面的光学结构，控制光线分布。	决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语	分档内容	通俗解释	目的
光通量分档	代码如 2G、2H	按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。	确保同一批产品亮度一致。
电压分档	代码如 6W、6X	按正向电压范围分组。	便于驱动电源匹配，提高系统效率。
色区分档	5-step MacAdam椭圆	按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。	保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。
色温分档	2700K、3000K等	按色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语	标准/测试	通俗解释	意义
LM-80	流明维持测试	在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。	用于推算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21	寿命推演标准	基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA标准	照明工程学会标准	涵盖光学、电气、热学测试方法。	行业公认的测试依据。
RoHS / REACH	环保认证	确保产品不含有害物质（如铅、汞）。	进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	针对照明产品的能效与性能认证。	常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。

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