PLCC-2 侧发光黄色LED规格书 - 封装尺寸3.2x2.8x1.9mm - 电压2.2V - 功率0.11W - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款采用PLCC-2（塑料引线芯片载体）表面贴装封装的高性能黄色侧发光LED的规格。该产品专为严苛环境设计，具有结构坚固、发光强度高、视角宽广等特点，是空间受限且可靠性要求极高的背光和指示灯应用的理想选择。

1.1 核心优势与目标市场

该LED元件的核心优势包括其紧凑的侧发光外形，允许从PCB边缘发光；在同等封装尺寸下具有出色的光输出；以及增强的可靠性认证。它专为需要长期耐用性和性能稳定性的市场而设计。其主要目标应用是汽车内饰照明，例如开关背光、仪表盘指示灯和控制面板。其认证使其也适用于其他需要抵抗硫化物、高温等环境因素的应用。

2. 深入技术参数分析

透彻理解电气、光学和热学参数对于正确的电路设计和确保长期可靠性至关重要。

2.1 光度学与光学特性

LED的核心性能是在正向电流（I_F）为50mA的标准测试条件下定义的。

• 典型发光强度（I_V）：2800 毫坎德拉（mcd）。这是衡量特定方向感知亮度的指标。最小保证值为2240 mcd，最大值可达4500 mcd，这表明了分档系统所涵盖的单元间差异。
• 视角（2θ_½）：120 度。这种宽广的视角确保了在大面积上的均匀照明，这对于需要横向分散光线的侧发光应用至关重要。
• 主波长（λ_d）：591 nm（典型值），范围从588 nm到594 nm。此参数定义了黄光的感知颜色。严格的容差（±1nm）确保了不同生产批次间颜色输出的一致性。

光通量测量公差为±11%，所有测量均参考焊盘温度为25°C。

2.2 电气与热学参数

• 正向电压（V_F）：在50mA下为2.20V（典型值），范围从1.75V到2.75V。此参数对于设计限流电路至关重要。测量公差为±0.05V。
• 正向电流（I_F）：该器件额定连续正向电流在5 mA（最小工作电流）至70 mA（绝对最大值）之间。典型工作电流为50mA。
• 热阻：提供了两个值：
  • 实际热阻 R_thJS:85 K/W（典型值），100 K/W（最大值）。这表示从半导体结到焊点的实际热阻。
  • 电气热阻 R_thJS:60 K/W（典型值），85 K/W（最大值）。这通常通过电气测量方法得出，通常低于实际值。设计人员应使用实际热阻 R_thJS值（85 K/W）进行精确的热管理计算，以确保结温（T_J）不超过其最大额定值。

3. 绝对最大额定值与可靠性

超出这些限制可能会对器件造成永久性损坏。

• 功耗（P_d）：192 mW。
• 结温（T_J）：125 °C。
• 工作温度（T_opr）：-40 °C 至 +110 °C。此宽范围对于汽车应用至关重要。
• 储存温度（T_stg）：-40 °C 至 +110 °C。
• ESD敏感度（HBM）：2 kV。这表明具有中等水平的静电放电保护。在组装过程中仍应遵循正确的ESD处理程序。
• 浪涌电流（I_FM）：对于脉宽≤10 μs且占空比极低（D=0.005）的脉冲，为100 mA。
• 耐硫化性：A1级。此认证表明LED的树脂和材料能够抵抗含硫气氛引起的腐蚀，这是某些工业和汽车环境中的常见问题。
• 焊接：可承受260°C下30秒的回流焊接。
• 合规性：该组件符合RoHS、REACH标准，且为无卤素（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。

4. 性能曲线分析

规格书提供了多个图表，说明了器件在不同条件下的行为。

4.1 正向电流与正向电压关系曲线（I-V曲线）

该图显示了LED典型的指数关系。在推荐的50mA工作点，电压集中在2.2V左右。设计人员必须确保驱动电路能够在此电压窗口内提供稳定的电流。

4.2 相对发光强度与正向电流关系曲线

该曲线表明光输出随电流增加而增加，但在较高电流（接近70mA）时开始出现饱和迹象。在50mA下工作可以在亮度与效率/发热之间取得良好平衡。

4.3 温度依赖性

三个关键图表说明了热效应：相对发光强度与结温关系：光输出随温度升高而降低。在最高结温125°C时，输出约为25°C时的60-70%。在高温环境的亮度计算中必须考虑此因素。相对正向电压与结温关系：正向电压具有负温度系数，大约每摄氏度降低2mV。此特性有时可用于间接温度传感。相对波长与结温关系：主波长随温度略有偏移（约+0.1 nm/°C）。对于黄色指示灯应用，这通常可以忽略不计，但对于颜色要求严格的应用需加以注意。

4.4 正向电流降额曲线

这是可靠性的关键图表。它显示了最大允许连续正向电流与焊盘温度（T_S）的函数关系。例如，在焊盘温度为110°C时，最大允许电流降至55mA。在绝对最高焊盘温度下，电流必须降至5mA。必须使用此曲线来确保LED在其工作温度下不被过驱动。

4.5 允许脉冲处理能力

此图定义了LED在不同占空比下，能够承受的极短持续时间（微秒到毫秒）的最大单脉冲电流。它允许设计需要短暂、高强度闪烁的应用。

5. 分档系统说明

为了管理制造差异，LED被分类到不同的性能档位。料号可能包含指定其关键参数档位的代码。

5.1 发光强度分档

提供的表格列出了从L1（11.2-14 mcd）到GA（18000-22400 mcd）的广泛分档结构。典型部件（2800 mcd）属于CA档（2800-3550 mcd）。设计人员必须指定所需的光强档位，以确保产品中所有单元的亮度一致。

5.2 主波长分档

波长以3nm为步长进行分档。典型值591 nm对应于8891档（588-591 nm）或9194档（591-594 nm）。指定严格的波长档位对于颜色一致性至关重要，尤其是在多LED阵列中。

5.3 正向电压分档

片段显示电压档位代码"1012"，范围为1.0V至1.2V，这与典型的2.2V似乎不一致。这可能是所提供文本中的错误，或指代不同的产品型号。通常，V_F以0.1V或0.2V为步长进行分档（例如，2.0-2.2V，2.2-2.4V）。

6. 机械结构、封装与组装信息

6.1 机械尺寸与极性

该LED采用标准的PLCC-2表面贴装封装。精确尺寸（长、宽、高）和焊盘布局在机械图纸部分定义。封装包含一个模压透镜以实现120度视角。极性由封装体上的阴极标记指示；反向偏置连接并非设计用于工作。

6.2 推荐焊盘设计与回流焊温度曲线

提供了推荐的焊盘图形（焊盘设计）以确保正确的焊接和机械稳定性。回流焊温度曲线规定峰值温度为260°C，最长30秒。严格遵守此温度曲线对于防止塑料封装和内部芯片贴装的热损伤至关重要。

6.3 包装信息

LED以编带形式提供，以便与自动贴片组装设备兼容。卷盘规格（带宽度、口袋间距、卷盘直径）已标准化，以适应常见的SMT组装机。

7. 应用指南与设计考量

7.1 典型应用电路

此LED需要恒流源或与电压源串联的限流电阻。电阻值可使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F。使用最大V_F(2.75V) 进行计算可确保即使存在单元间差异，电流也不会超过限制。对于5V电源和50mA目标电流：R = (5V - 2.75V) / 0.05A = 45 欧姆。一个47欧姆的标准电阻是合适的。电阻的额定功率应至少为 P = I²R = (0.05)²* 47 = 0.1175W，因此1/4W电阻足够。

7.2 热管理

有效的散热对于保持亮度和寿命至关重要。使用实际热阻 R_thJS85 K/W：如果LED功耗 P_d= V_F* I_F= 2.2V * 0.05A = 0.11W，则从结到焊点的温升为 ΔT = R_th* P = 85 * 0.11 ≈ 9.4°C。如果PCB焊盘温度为80°C，则结温 T_J约为~89.4°C，这在125°C的限制范围内。设计人员必须确保PCB本身能够散热，以尽可能降低焊盘温度。

7.3 使用注意事项

• 始终注意极性以防止损坏。
• 不要低于5mA工作，如降额曲线所示。
• 在操作和组装过程中实施适当的ESD保护。
• 精确遵循推荐的回流焊温度曲线。
• 考虑最终应用中温度对发光强度和波长的影响。
• 对于汽车应用，确保电路设计能够适应车辆电气系统特有的负载突降和其他瞬态现象。

8. 技术对比与常见问题解答

8.1 与标准LED的差异

此LED通过以下组合实现差异化：侧发光外形, 高亮度（2800mcd）于小型封装中，以及坚固性认证（AEC-Q102， 耐硫化A1级）。与标准的顶部发光PLCC-2 LED相比，它从侧面发光，可实现独特的光学设计。与其他侧发光LED相比，其AEC-Q102认证专门针对汽车电子严格的可靠性要求。

8.2 基于参数的常见问题

问：我可以用3.3V驱动此LED而不使用电阻吗？

答：不可以。典型V_F为2.2V，直接连接到3.3V会导致过大电流流过，可能超过绝对最大额定值并损坏LED。始终需要限流电阻或稳压器。

问：为什么发光强度用mcd而不是流明测量？

答：毫坎德拉（mcd）测量的是发光强度，即特定方向发出的光。流明测量的是总光通量（所有方向的光）。对于像侧发光LED这样具有确定视角的方向性元件，mcd是更相关的度量。如果已知角度分布，可以近似估算总光通量。

问："耐硫化性A1级"对我的设计意味着什么？

答：这意味着LED的封装树脂和材料经过特殊配方，能够抵抗硫化氢和其他含硫气体引起的变暗或腐蚀。这在汽车（某些内饰材料可能释放硫化物）、工业环境或高污染地区等应用中至关重要。它增强了长期可靠性并保持了光输出。

问：如何解读料号中的分档代码？

答：料号（例如，57-21R-UY0501H-AM）包含嵌入的代码。虽然此处未提供完整的分解，但像"UY"这样的片段可能表示颜色（黄色），其他字符则指定发光强度档位（例如，CA对应2800mcd）和波长档位。请查阅制造商的完整订购指南以进行精确解码。

9. 工作原理与行业趋势

9.1 基本工作原理

这是一种半导体发光二极管。当施加超过其带隙能量的正向电压时，电子和空穴在半导体芯片的有源区（通常基于AlInGaP等材料用于黄光）复合，以光子（光）的形式释放能量。特定的材料成分和掺杂决定了发射光的主波长（颜色）。

9.2 行业趋势

此类元件的趋势是朝着更高效率（每瓦电输入产生更多光输出）、更小封装中的更高功率密度，以及增强的可靠性规格发展，以满足汽车（AEC-Q102）、工业和户外应用的需求。集成内置静电保护、更严格的颜色和光通量一致性分档等功能也很常见。如本规格书所示，向无卤素和环保合规材料的转变是全球法规驱动的标准行业要求。