目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 主波长分档
- 3.2 发光强度分档
- 3.3 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 相对发光强度与环境温度关系
- 4.2 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）
- 4.3 光谱分布
- 4.4 辐射模式
- 5. 机械与包装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 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. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（基于技术参数）
- 10.1 使用5V电源时，我应该使用多大的电阻值？
- 10.2 为什么发光强度在高温下会降低？
- 10.3 我可以用PWM信号驱动此LED进行调光吗？
- 11. 实际设计与使用案例
- 12. 工作原理简介
- 13. 行业趋势与发展
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部发光LED。此特定型号采用AlGaInP芯片，发出亮橙色光。器件封装在紧凑的P-LCC-2封装内，具有白色本体和无色透明窗口，这有助于实现其宽视角特性。一个关键的设计特点是封装内集成了内部反射器，可优化光耦合效率。这使得该LED特别适用于导光管应用，这是现代电子设备设计中的常见需求。其低正向电流要求进一步增强了其在电池供电或对功耗敏感的便携式设备中的吸引力。
1.1 核心优势与目标市场
该LED系列的主要优势包括：适用于自动化组装工艺、兼容常见焊接技术（气相、红外回流焊和波峰焊），以及提供卷带包装以适应大批量生产。它是符合RoHS指令的无铅产品。目标市场多样，涵盖汽车内饰（例如仪表盘和开关背光）、通信设备（例如电话和传真机上的指示灯）、通用开关和符号照明、LCD的平面背光，以及任何需要可靠、稳定光输出的通用指示灯应用。
2. 深入技术参数分析
LED的性能由在标准条件（Ta=25°C）下测量的一套全面的电气、光学和热学参数定义。
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，不适用于连续工作。关键极限包括：反向电压（V_R）为12V，连续正向电流（I_F）为25mA，以及在脉冲条件下（1kHz，1/10占空比）的峰值正向电流（I_FP）为60mA。最大功耗（P_d）为60mW。器件的工作温度额定范围为-40°C至+85°C，并能承受2000V（人体模型）的静电放电（ESD）。焊接温度曲线至关重要：回流焊最高260°C，最长10秒；或手工焊接最高350°C，每引脚最长3秒。
2.2 光电特性
在20mA的标准测试电流下，器件表现出典型性能。发光强度（I_V）范围从最小90 mcd到最大225 mcd。视角（2θ1/2），定义为强度降至峰值一半时的角度，典型值为120度，证实了其广角发射特性。决定感知颜色的主波长（λ_d），对于此亮橙色型号，规定在600.5 nm至612.5 nm之间，典型峰值波长（λ_p）约为611 nm。光谱带宽（Δλ）约为15 nm。在20mA下的正向电压（V_F）范围为1.75V至2.35V，而在12V下的反向电流（I_R）最大为10 μA。
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 主波长分档
主波长分为四组（档位代码D8、D9、D10、D11）。每个档位覆盖3nm的范围，从D8（600.5-603.5nm）到D11（609.5-612.5nm）。应用±1nm的容差。
3.2 发光强度分档
发光强度分为四个档位：Q2（90-112 mcd）、R1（112-140 mcd）、R2（140-180 mcd）和S1（180-225 mcd）。强度容差为±11%。
3.3 正向电压分档
正向电压分为三个档位：0（1.75-1.95V）、1（1.95-2.15V）和2（2.15-2.35V），容差为0.1V。
4. 性能曲线分析
规格书提供了几条特性曲线，说明了器件在不同条件下的行为。
4.1 相对发光强度与环境温度关系
该曲线显示发光强度高度依赖于结温。强度在25°C时归一化为100%。随着环境温度升高，强度降低。相反，在较低温度下，强度增加。这种热淬灭效应是半导体光源的典型特征，必须在热管理设计中加以考虑，尤其是在高温环境中。
4.2 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）
此图描绘了电流与电压之间的非线性关系。正向电压随电流增加而增加。设计人员使用此曲线来选择合适的限流电阻，以实现所需的亮度，同时保持在器件的电气极限内。
4.3 光谱分布
光谱功率分布曲线显示一个以约611 nm为中心的单峰，这是基于AlGaInP的橙色LED的特征。窄带宽（约15nm半高宽）表明色纯度良好。
4.4 辐射模式
极坐标图说明了光的空间分布。该模式大致为朗伯型，证实了120度的宽视角。这种均匀的发射轮廓有利于导光管和广域照明应用。
5. 机械与包装信息
5.1 封装尺寸
LED具有紧凑的占位面积。整体封装尺寸为长2.0mm、宽1.25mm、高1.1mm。透镜（窗口）直径为1.1mm。阳极和阴极焊盘定义清晰，并为PCB设计提供了推荐的焊盘图形。所有未注公差为±0.1mm。
5.2 极性识别
阴极由封装一角上的凹口或倒角标记。在组装过程中，正确的极性方向对于确保正常功能至关重要。
6. 焊接与组装指南
该器件兼容标准SMT工艺。对于回流焊，峰值温度不应超过260°C，且持续时间不超过10秒。对于手工焊接，烙铁头温度应限制在350°C，每引脚接触时间最长3秒。这些限制可防止塑料封装以及内部芯片和键合线受到热损伤。
7. 包装与订购信息
LED以8mm载带形式提供，每卷2000片。卷盘尺寸标准化，适用于自动贴片机。包装包含防潮措施：元件密封在带有干燥剂和湿度指示卡的铝箔防潮袋中，以防止吸潮，吸潮可能在回流焊过程中导致\"爆米花\"现象。
7.1 标签说明
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）的具体分档代码。这允许精确的可追溯性，并确保在生产中使用正确的元件等级。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
- 汽车内饰照明：由于其在大温度范围（-40°C至+85°C）内的可靠性，非常适合用于仪表盘图标、按钮和开关的背光。
- 消费电子产品：非常适合路由器、调制解调器、充电器和音频设备上的状态指示灯。宽视角确保从各个角度都能看到。
- 导光管应用：内部反射器优化的光耦合使其成为通过塑料导光管将光引导至前面板或显示器的绝佳选择。
- 工业控制面板：适用于需要清晰、明亮信号指示的机器状态指示灯。
8.2 设计注意事项
- 电流限制：务必使用串联电阻来限制正向电流。根据电源电压（VCC）、LED的正向电压（VF，取自所选档位）和所需工作电流（IF，连续电流不超过25mA）计算电阻值。
- 热管理：虽然功耗较低，但在高环境温度或高电流下连续工作会降低光输出并可能缩短寿命。必要时确保足够的PCB铜箔面积或通风。
- ESD防护：尽管额定值为2000V HBM，但在组装和操作过程中仍应遵守标准的ESD处理预防措施。
- 光学设计：对于导光管应用，LED与导光管入口之间的距离和对准对于最大化耦合效率至关重要。
9. 技术对比与差异化
与更简单的LED封装相比，67-21系列具有明显优势。带有内部反射器的P-LCC-2封装比基本的芯片LED提供了更优越的光提取和更可控的辐射模式。其120度的宽视角比许多侧发光或窄角顶部发光LED更宽，提供了更大的设计灵活性。与需要特殊处理的器件相比，其与所有主要焊接工艺和卷带包装的兼容性使其成为生产友好的选择。
10. 常见问题解答（基于技术参数）
10.1 使用5V电源时，我应该使用多大的电阻值？
使用最大正向电压（VF_max= 2.35V）以确保在所有条件下都有足够的电流，并以20mA的安全工作电流为目标，计算如下：R = (VCC- VF) / IF= (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω。标准的130Ω或150Ω电阻是合适的。务必根据您元件的实际VF档位验证亮度。
10.2 为什么发光强度在高温下会降低？
这是由于半导体发光的基本物理原理。随着结温升高，非辐射复合过程（产生热量而非光）增加，而辐射复合过程的效率降低。这种现象称为热淬灭，是所有LED的特征，并在性能曲线中有所记录。
10.3 我可以用PWM信号驱动此LED进行调光吗？
可以，脉冲宽度调制（PWM）是调光LED的有效方法。它涉及以人眼无法察觉的频率（通常>100Hz）开关LED。感知亮度与占空比成正比。这种方法优于模拟电流调光，因为它能在不同亮度级别下保持一致的色度。
11. 实际设计与使用案例
案例：为便携式设备设计状态指示灯
一位设计师正在设计一款电池供电的手持工具。需要一个明亮、明确的状态指示灯（例如，\"电源开启\"或\"充电中\"）。选择67-21系列是因为其低电流需求（延长电池寿命）、宽视角（从任何手持角度都可见）和小尺寸。设计师选择15mA的驱动电流（低于20mA测试条件）以进一步节省功耗，参考I-V和强度曲线来预测所得亮度。设计了一个导光管，将安装在主PCB上的LED的光引导到设备坚固外壳上的一个小窗口。选择亮橙色是为了高对比度和清晰可见性。物料清单（BOM）指定了所需的分档代码（例如，HUE: D10, CAT: R1），以确保所有制造单元的颜色和亮度一致性。
12. 工作原理简介
此LED的发光基于半导体材料中的电致发光原理。有源区由磷化铝镓铟（AlGaInP）组成。当在p-n结上施加正向电压时，来自n型区的电子和来自p型区的空穴被注入有源区。当这些载流子复合时，它们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，这直接对应于发射光的波长（颜色）——在本例中，位于橙色光谱（约611 nm）。无色透明环氧树脂封装充当透镜，塑造光输出并提供环境保护。
13. 行业趋势与发展
指示灯LED的趋势继续朝着更高效率、更小封装和更高集成度发展。虽然像67-21系列这样的分立LED对于灵活性仍然至关重要，但内置驱动器和控制器的集成LED模块的使用日益增长。此外，材料科学的进步可能会带来效率更高、高温性能更好的橙色和红色发光器。汽车和工业应用中对可靠、长寿命指示灯的需求，确保了像本系列这样坚固耐用、特性明确的元件的相关性。对自动化组装和供应链可追溯性（体现在详细的分档和标签中）的重视反映了更广泛的制造趋势。
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。 |