67-21系列顶视LED技术规格书 - 封装尺寸3.2x2.8x1.9mm - 正向电压1.75-2.35V - 亮红色 - 简体中文版

1. 产品概述

67-21系列是一类专为指示灯和背光应用设计的表面贴装顶视LED。此特定型号采用AlGaInP芯片技术，实现亮红色发光。器件采用紧凑的P-LCC-2封装，白色本体搭配无色透明窗口，这有助于实现其宽视角特性。一个关键设计特点是封装内集成的内部反射器，它优化了光耦合效率。这使得该LED特别适合与导光管配合使用，因为从光源到显示点的有效光传输至关重要。其低电流需求进一步增强了其在便携式电子设备和汽车仪表板等对功耗敏感的应用中的适用性。

1.1 核心优势与目标市场

该LED系列的主要优势包括其120度的宽视角、与标准自动化贴装和焊接工艺（包括气相、红外回流焊和波峰焊）的兼容性，以及其无铅、符合RoHS标准的构造。器件以8mm载带和卷盘形式供货，适用于大批量组装。其主要目标市场是汽车电子（用于仪表板和开关背光）、电信设备（用于电话和传真机中的指示灯）、通用开关和符号照明，以及作为LCD的平面背光源。可靠性、易于组装和光学性能的结合，使其成为通用指示灯用途的多功能元件。

2. 深入技术参数分析

LED的性能是在环境温度（Ta）为25°C的标准测试条件下定义的。全面理解这些参数对于正确的电路设计和性能预测至关重要。

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应力极限。不保证在或超过这些极限的条件下工作。关键的绝对最大额定值为：反向电压（V_R）为5V，连续正向电流（I_F）为25mA，以及在1/10占空比和1kHz频率下脉冲工作的峰值正向电流（I_FP）为100mA。最大功耗（P_d）为100mW。器件可在-40°C至+85°C的温度范围内工作，并可在-40°C至+90°C之间存储。焊接温度曲线至关重要：对于回流焊，规定峰值温度为260°C，最长10秒；而对于手工焊接，烙铁头温度不应超过350°C，持续3秒。

2.2 光电特性

光度学和电气规格的典型工作点是在正向电流为20mA时。发光强度（I_v）的典型范围从140mcd到360mcd，并进一步细分为特定的档位（R2、S1、S2、T1）。亮红色型号的主波长（λ_d）在621nm至631nm之间，典型峰值波长（λ_p）约为632nm。光谱带宽（Δλ）约为20nm。电气方面，在20mA时，正向电压（V_F）范围为1.75V至2.35V，在最大反向电压5V下，反向电流（I_R）保证小于10μA。公差规定为：发光强度±11%，主波长±1nm，正向电压±0.1V。

3. 分档系统说明

为确保生产应用中亮度和颜色的一致性，LED根据关键参数被分选到不同的档位中。这使得设计人员可以根据其应用需求选择合适的等级。

3.1 发光强度分档

发光输出分为四个档位：R2（140-180 mcd）、S1（180-225 mcd）、S2（225-285 mcd）和T1（285-360 mcd）。所有测量均在I_F=20mA条件下进行。选择更高的档位（例如T1）可保证LED更亮，这对于需要高可见度或在具有高衰减的导光管后使用的应用可能是必要的。

3.2 主波长分档

颜色（色调）通过主波长分档来控制。对于此亮红色系列，档位在代码“F”下分组，子档位为FF1（621-626 nm）和FF2（626-631 nm）。在应用中更严格的波长分布可确保多个指示灯的颜色外观均匀。

3.3 正向电压分档

正向电压在代码“B”下分为三组：B0（1.75-1.95V）、B1（1.95-2.15V）和B2（2.15-2.35V）。了解V_F档位对于设计限流电路至关重要，特别是在驱动多个串联LED时，以确保电流分布和亮度均匀。

4. 性能曲线分析

所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的见解。

4.1 相对发光强度与环境温度关系

曲线显示发光强度与结温成反比。随着环境温度从-40°C上升到+110°C，相对输出下降。在最高工作温度+85°C时，输出显著低于25°C时的输出。在预期环境温度较高的设计中，必须考虑这种热降额，可能需要选择更高强度的档位或主动冷却。

4.2 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

I-V曲线是非线性的，这是二极管的典型特征。在推荐的20mA工作点，电压落在分档范围内。该曲线允许设计人员估算不同驱动电流下的压降，这对于电源设计至关重要。

4.3 相对发光强度与正向电流关系

该曲线表明，在典型工作范围内，光输出大致与正向电流成正比。然而，禁止在超过25mA的绝对最大额定值下驱动LED，因为过度发热会降低其寿命和可靠性。

4.4 辐射模式与光谱分布

辐射图确认了120度的宽视角，显示出类似朗伯体的发射模式。光谱分布图显示了一个以632nm为中心的单峰，这是AlGaInP红色LED的特征，其定义的带宽确保了颜色纯度。

5. 机械与封装信息

P-LCC-2封装的尺寸约为长3.2mm、宽2.8mm、高1.9mm（除非另有说明，公差为±0.1mm）。技术图纸提供了LED本体、透镜和关键焊盘尺寸的详细测量数据。正确的焊盘设计对于可靠的焊接和回流焊过程中的正确对位至关重要。极性由封装上的阴极标记指示。推荐的PCB焊盘图案可确保足够的焊料圆角形成和机械稳定性。

6. 焊接与组装指南

该器件完全兼容标准SMT组装工艺。对于回流焊，必须采用峰值温度不超过260°C、持续10秒的温度曲线，以防止损坏塑料封装和内部芯片键合。应遵循标准的升温速率和冷却速率。对于手工焊接，必须格外小心：使用烙铁头温度低于350°C的接地烙铁，并将每个焊盘的接触时间限制在3秒以内。在组装期间和之后避免对透镜施加机械应力。通过将元件装在带有干燥剂的密封铝箔防潮袋中来处理湿度敏感性。

7. 包装与订购信息

LED以8mm载带形式供应，每卷标准装载数量为2000片。卷盘尺寸有明确规定，以确保与自动送料器兼容。卷盘标签包含关键信息：零件号（PN）、客户零件号（CPN）、数量（QTY）、批号（LOT NO）以及发光强度（CAT）、主波长（HUE）和正向电压（REF）的具体档位代码。这种可追溯性对于质量控制和一致的制造至关重要。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

此LED是消费电子产品状态指示灯、薄膜开关和面板标识背光以及汽车仪表板或工业控制面板中导光管照明的理想选择。其宽视角使其适用于需要从不同角度都能看到指示灯的应用。

8.2 设计注意事项

务必使用一个限流电阻与LED串联。电阻值（R）可使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F 计算。使用档位或数据手册中的最大V_F值，以确保在最坏情况下电流不超过20mA。对于多LED阵列中的均匀亮度，可考虑使用恒流驱动器或对LED进行V_F分档以确保一致性。与导光管配合使用时，确保导光管材料对红光具有高透射率，并设计接口以最小化光学损耗。

9. 可靠性与质量保证

该产品经过一套全面的可靠性测试，置信水平为90%，批允许不合格品率（LTPD）为10%。测试组合包括回流焊耐热性、温度循环（-40°C至+100°C）、热冲击、高低温存储、20mA直流工作寿命1000小时以及高温高湿（85°C/85% RH）测试。这些测试验证了LED在苛刻的汽车和工业环境中的稳健性，确保了长期性能稳定性。

10. 技术对比与差异化

与老式通孔LED相比，此SMD封装显著节省了空间，更适合自动化生产，并通过消除手工焊接提高了可靠性。在SMD LED领域中，67-21系列以其专为导光管耦合优化的特定封装几何形状和120度的宽视角（比许多标准SMD LED更宽）而脱颖而出。提供精确的强度、颜色和电压分档，为需要高一致性的应用提供了优势。

11. 常见问题解答（FAQ）

问：我可以不用限流电阻驱动这个LED吗？

答：不可以。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，立即将其损坏。务必使用串联电阻或恒流驱动器。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λ_p）是光谱功率分布达到最大值时的波长。主波长（λ_d）是与LED感知颜色相匹配的单色光波长。对于颜色规格，主波长更为相关。

问：如何解读标签上的档位代码？

答：CAT代码对应发光强度档位（例如S1），HUE代码对应主波长档位（例如FF1），REF代码对应正向电压档位（例如B1）。这些确保您收到具有您订购的特定性能特性的LED。

问：需要散热器吗？

答：对于在20mA或以下的正常工作，单个LED通常不需要专用的散热器。然而，通过适当的PCB布局（散热焊盘、铺铜）进行热管理是良好的实践，特别是对于高密度阵列或高环境温度应用。

12. 实际设计与使用示例

示例1：仪表板指示灯组：在汽车仪表板中，多个67-21 LED（红色及该系列其他颜色）可以安装在一块PCB上。每个LED都配有一个专用的导光管，将其光线引导到特定的图标（例如，检查发动机、油压）。宽视角确保图标对驾驶员和乘客都能均匀照亮。LED通过车辆的12V系统驱动，使用适当的串联电阻，计算时采用最大V_F值，以确保在车内温度范围内亮度一致。

示例2：工业控制面板：机器操作员面板使用这些LED安装在雕刻的亚克力面板后面，以指示机器状态（运行 - 绿色、故障 - 红色、待机 - 黄色）。LED的白色封装最大限度地减少了来自PCB的颜色污染。设计人员从相同的强度和电压档位中选择LED，以保证所有指示灯的亮度均匀。SMD封装允许非常扁平和紧凑的面板设计。

13. 工作原理

该LED基于半导体p-n结中的电致发光原理工作。芯片材料是铝镓铟磷（AlGaInP）。当施加超过二极管阈值电压的正向电压时，来自n区的电子和来自p区的空穴被注入到有源区，在那里它们复合。在AlGaInP中，这种复合以可见光谱红色部分（约630nm）的光子（光）形式释放能量。AlGaInP层的特定成分决定了发射光的精确波长。无色透明环氧树脂透镜封装芯片，保护其免受环境影响，并将发射光塑造成所需的辐射模式。

14. 行业趋势与背景

指示灯LED的趋势继续朝着更高效率（每单位电输入产生更多光输出）、更小封装尺寸和更高可靠性发展。出于消费电子和汽车电子中美学和功能性的原因，对更严格的颜色和亮度一致性（分档）的需求也在增长。虽然67-21系列是一个成熟的产品，但更新的LED技术可能提供更高的光效。然而，其经过验证的封装、广泛的可用性、针对导光管的特定光学特性以及全面的可靠性数据，确保了其在许多需要平衡性能、成本和经过验证的可靠性的设计应用中的持续相关性。电子设备小型化和更高集成度的驱动力也支持使用此类标准化、可自动化的SMD元件。