PLCC-2 紅色 LED 2214 數據表 - 2.2x1.4mm - 2.05V 典型值 - 30mA - 1120mcd - 英文技術文件

1. 產品概述

本文件提供一款採用PLCC-2（塑料引線晶片載體）表面貼裝封裝的高亮度紅色LED（型號2214）之完整技術規格。此元件專為嚴苛應用中的可靠性與性能而設計，具備小巧佔位面積及120度寬廣視角。其主要設計目標為汽車內飾照明系統，該應用要求一致的色彩輸出、長期穩定性及符合行業標準。

此LED的核心優勢包括通過AEC-Q102汽車級分立光電器件標準認證，確保其符合車輛使用的嚴格質量與可靠性要求。它亦符合RoHS、REACH及無鹵素指令，適合環境法規嚴格的全球市場。高發光強度、堅固結構（腐蝕穩健性等級A1）與成熟封裝技術的結合，使其成為設計師的多功能選擇。

2. 技術參數深入分析

2.1 Photometric & Optical Characteristics

關鍵性能指標係發光強度，喺標準驅動電流30 mA下，典型值為1120毫坎德拉 (mcd)。相同條件下嘅最小值同最大值分別係900 mcd同1800 mcd，反映咗生產差異。主波長決定視覺顏色，典型值為622納米 (nm)，範圍喺615 nm至627 nm之間，呢個數值明確處於標準紅色光譜內。視角定義為強度降至峰值一半時嘅全角，為120度，提供寬闊而均勻嘅照明模式，適合背光同指示燈應用。

2.2 電氣特性

正向電壓 (Vf) 係電路設計嘅關鍵參數。喺30 mA電流下，典型Vf為2.05伏特，範圍由1.75V (最小) 到2.75V (最大)。絕對最大連續正向電流為50 mA，而脈衝≤10 μs嘅浪湧電流可達100 mA。此器件並非為反向偏壓操作而設計。靜電放電 (ESD) 敏感度根據人體模型 (HBM) 測試，額定值為2 kV，屬於基本防護措施下嘅標準水平。

3. Thermal Characteristics & Reliability

熱管理對LED壽命同性能穩定性至關重要。由半導體結到焊點嘅熱阻以兩種方式標明：最大160 K/W嘅「實際」測量值（Rth JS real），同最大125 K/W嘅「電氣」方法（Rth JS el）。熱阻越低，熱量從LED晶片導出嘅效率越高。最高允許結溫（Tj）為125°C。工作同儲存溫度範圍為-40°C至+110°C，證實其適用於嚴苛嘅汽車環境。此器件可承受峰值溫度260°C、持續30秒嘅無鉛回流焊接曲線。

4. 分檔系統說明

為確保生產中顏色與亮度的一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。

4.1 發光強度分檔

發光強度採用一套由L1（11.2-14 mcd）至GA（18000-22400 mcd）的字母數字代碼系統進行分級。就這個特定型號（2214-UR0301H-AM）而言，可能的輸出分級範圍已標示，由V2（900-1120 mcd）至AB（1400-1800 mcd），而其典型值1120 mcd則落在AA分級（1120-1400 mcd）之內。設計師必須查閱特定型號的訂購資料，以確定實際供應的分級。

4.2 主波長分級

主導波長以4位數代碼進行分檔。與此紅色LED相關的分檔範圍為600-640 nm。此部件可能的輸出分檔涵蓋從2124 (621-624 nm) 到3033 (630-633 nm) 的範圍，典型的622 nm值屬於2124分檔。分檔過程採用±1 nm的容差。

4.3 順向電壓分檔

順向電壓使用代表電壓範圍（單位為十分之一伏特）的4位數代碼進行分檔。例如，1720分檔涵蓋1.75V至2.00V。典型的Vf值2.05V將歸入2022分檔 (2.00-2.25V)。選用順向電壓分檔範圍窄的LED，可簡化並聯陣列中的限流電路設計。

5. 性能曲線分析

數據表提供咗幾幅圖表，用於描述唔同條件下嘅性能特徵。

5.1 IV Curve & Relative Luminous Intensity

正向電流與正向電壓關係圖顯示了二極管典型的指數關係。相對發光強度與正向電流關係圖表明，光輸出隨電流呈次線性增長，強調了在建議電流下驅動以達至最佳效率的重要性。

5.2 溫度依賴性

關鍵圖表顯示了接面溫度 (Tj) 的影響。相對發光強度與接面溫度關係曲線顯示，隨著溫度升高，光輸出會下降，此現象稱為熱衰減。相對順向電壓與接面溫度關係圖顯示，Vf 隨溫度升高而線性下降，此特性可用於間接溫度監測。相對波長偏移圖則表明，主波長會隨溫度升高而輕微增加（紅移）。

5.3 Derating & Pulse Handling

正向電流降額曲線根據焊盤溫度規定最大允許連續電流。例如，當焊點溫度（Ts）為110°C時，最大電流為35 mA。允許脈衝處理能力圖表定義了不同脈衝寬度和佔空比下的最大單脈衝電流幅度，適用於多工或閃光應用。

6. Mechanical & Package Information

該LED採用業界標準PLCC-2封裝。標示「2214」通常指封裝尺寸長約2.2毫米、寬約1.4毫米。機械圖會詳細標明透鏡的準確長度、寬度、高度、引腳間距及開孔尺寸。極性由陰極標記指示，通常是封裝體上的凹口或綠色標記。提供的建議焊盤佈局可確保可靠的焊點及與PCB的適當熱連接。

7. Soldering & Assembly Guidelines

此元件兼容無鉛回流焊接製程。建議的回流焊溫度曲線包括峰值溫度260°C持續30秒，詳見Absolute Maximum Ratings。使用注意事項包括標準ESD處理程序、避免對透鏡施加機械應力，並確保焊接過程不超過指定的熱限值。適當的儲存條件為-40°C至+110°C的低濕度環境。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

主要應用於汽車內部照明，例如開關、按鈕及儀錶板的背光。其可靠性及AEC-Q102認證使其成為此嚴苛環境的理想選擇。它亦適用於一般指示燈、狀態顯示，以及消費性電子和工業設備中需要明亮可靠紅色指示的背光。

8.2 設計考量

電路設計師必須根據正向電壓分檔同供電電壓，實施適當嘅限流方案，通常係串聯電阻或恆流驅動器。熱設計至關重要；PCB佈局應提供足夠嘅銅面積（散熱焊盤）以散熱，尤其喺高環境溫度或接近最大電流下工作時。為確保陣列中顏色同亮度一致，可能需要指定嚴格嘅波長同光強分檔，或採用電子校準。

9. Technical Comparison & Differentiation

與非汽車級LED相比，此元件的關鍵差異在於其AEC-Q102認證及更寬的工作溫度範圍（-40°C至+110°C），這些都是汽車應用所必需的。其腐蝕穩健性A1級評級表明其對硫磺及其他腐蝕性氣體的抵抗力更強，這是汽車環境中的常見問題。與更小的晶片級封裝或更大的穿孔式LED相比，PLCC-2封裝在尺寸、可焊性及光輸出方面提供了良好的平衡。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q: 建議嘅工作電流係幾多？
A: 標準測試條件同典型性能係喺30 mA下提供嘅。佢可以喺5 mA到其絕對最大值50 mA之間操作，但係效率同使用壽命喺典型電流或接近典型電流時會最優化。

Q: 溫度會點樣影響亮度？
A: 如性能曲線所示，發光強度會隨接面溫度上升而下降。有效的散熱設計對維持穩定的光輸出至關重要。

Q: 我可以用5V電源驅動這顆LED嗎？
A: 可以，但需要串聯一個電阻來限制電流。電阻值 R = (電源電壓 - LED Vf) / 目標電流。為穩妥起見，請使用分檔或數據手冊中的最大Vf值進行設計。

Q: 120°視角係咩意思？
A> It means the angular spread where the luminous intensity is at least half of its peak value (measured on-center). It provides a very wide field of view.

11. Practical Design Case Study

考慮為一個汽車開關面板設計背光，該面板使用10個相同的紅色LED。系統電壓為12V（汽車電池）。為確保使用壽命，我們選擇以25 mA驅動每個LED（低於典型的30mA）。假設我們使用最高Vf分檔的LED（最大2.75V），每個LED的串聯電阻應為：R = (12V - 2.75V) / 0.025A = 370 歐姆。標準的360或390歐姆電阻將適合使用。PCB佈局會將LED分組，並將其散熱焊盤連接到一個公共的銅箔區域以散熱。為確保外觀均勻，建議指定來自相同主波長和發光強度分檔的LED。

12. 工作原理介紹

呢個係半導體發光二極管。當施加超過其特性正向電壓（紅色約為~2V）嘅正向電壓時，電子同電洞會喺半導體芯片嘅有源區內復合（紅色通常基於磷化鋁鎵銦 - AlGaInP）。呢個復合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。特定嘅材料成分同結構決定咗發射光嘅波長（顏色）。塑膠封裝包裹同保護芯片，內置用於電氣連接嘅引線框架，並包含一個成型透鏡用於塑造輸出光束。

13. 技術趨勢

好似呢類SMD LED嘅總體趨勢係邁向更高效率（每瓦電輸入產生更多光輸出），從而降低功耗同熱負荷。同時亦推動提高可靠性同延長使用壽命，尤其對於汽車同工業應用。封裝小型化持續進行，但PLCC-2由於其性能、成本同組裝便利性之間嘅極佳平衡而保持流行。此外，為簡化電路設計，喺封裝內集成內置電流調節或保護二極管等功能嘅趨勢日益增長。