67-21系列頂視LED規格書 - 封裝3.2x2.8x1.9mm - 順向電壓1.75-2.35V - 亮黃色 - 100mW功率 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

67-21系列係專為指示燈同背光應用而設計嘅表面貼裝頂視LED家族。呢款特定型號，由表示亮黃色發光嘅零件編號後綴識別，採用緊湊、符合行業標準嘅P-LCC-2封裝，旨在提供可靠性能。器件採用白色封裝主體配無色透明窗口，有助於實現廣闊視角，尤其適合配合光管使用，將光線引導至面板或顯示屏上嘅特定區域。

呢款LED嘅核心優勢在於其優化嘅光學設計。封裝內部嘅反射器增強咗光耦合效率，確保明亮且均勻嘅輸出。此外，其低順向電流要求令佢成為電池供電或對功耗敏感嘅便攜設備嘅理想選擇，呢啲設備中最小化能耗至關重要。器件完全符合無鉛製造要求並遵循RoHS指令，適用於有嚴格環保法規嘅全球市場。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。佢哋唔係用於正常操作嘅。

• 反向電壓 (V_R):5 V。反向偏壓下超過此電壓可能導致結擊穿。
• 連續順向電流 (I_F):50 mA。可以連續施加嘅最大直流電流。
• 峰值順向電流 (I_FP):120 mA。呢個係最大允許脈衝電流，喺1 kHz頻率、1/10佔空比下指定。對於涉及短暫、高強度閃光嘅應用至關重要。
• 功耗 (P_d):100 mW。呢個係封裝可以作為熱量散發嘅最大功率，計算方式為順向電壓 (V_F) 乘以順向電流 (I_F)。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM):2000 V。呢個額定值表示LED對靜電嘅敏感度。組裝期間需要遵循適當嘅ESD處理程序。
• 工作溫度 (T_opr):-40°C 至 +85°C。保證器件符合其電光規格嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (T_stg):-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度:器件可以承受峰值溫度為260°C、持續時間不超過10秒嘅迴流焊接，或者350°C、持續時間不超過3秒嘅手動焊接。

2.2 電光特性

呢啲參數喺標準測試條件下測量：環境溫度25°C，順向電流 (I_F) 為20 mA，呢個係典型工作點。

• 發光強度 (I_V):範圍從最小140 mcd到最大360 mcd。典型值喺呢個範圍內，具體亮度由分級過程決定。
• 視角 (2θ_1/2):120度 (典型值)。呢個係發光強度下降到其最大值（軸上）一半時嘅全角。廣闊視角係需要從軸外位置可見嘅應用嘅關鍵特徵。
• 峰值波長 (λ_p):591 nm (典型值)。光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
• 主波長 (λ_d):588.5 nm 至 594.5 nm。呢個係人眼對LED顏色嘅單一波長感知，係顏色分級嘅主要參數。
• 光譜帶寬 (Δλ):15 nm (典型值)。發射光譜喺其最大功率一半處嘅寬度（半高全寬 - FWHM）。
• 順向電壓 (V_F):1.75 V 至 2.35 V (當 I_F=20mA時)。LED導通時兩端嘅電壓降。呢個範圍對於設計限流電路好重要。
• 反向電流 (I_R):最大 10 μA (當 V_R=5V時)。LED反向偏壓時嘅極低漏電流。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會根據關鍵參數分入唔同等級。67-21系列採用三維分級系統。

3.1 主波長分級 (HUE)

呢個決定咗黃色嘅精確色調。等級標記為組別 "B" 同代碼 D4 同 D5。

• 等級 D4:主波長從 588.5 nm 到 591.5 nm。
• 等級 D5:主波長從 591.5 nm 到 594.5 nm。

呢啲等級界限有 ±1nm 嘅容差。

3.2 發光強度分級 (CAT)

呢個決定亮度級別。等級由代碼 R2、S1、S2 同 T1 定義。

• 等級 R2:140 mcd 至 180 mcd。
• 等級 S1:180 mcd 至 225 mcd。
• 等級 S2:225 mcd 至 285 mcd。
• 等級 T1:285 mcd 至 360 mcd。

發光強度有 ±11% 嘅容差。

3.3 順向電壓分級 (REF)

呢個將具有相似電氣特性嘅LED分組，可以簡化電源設計。等級標記為組別 "B" 同代碼 0、1 同 2。

• 等級 0: V_F從 1.75 V 到 1.95 V。
• 等級 1: V_F從 1.95 V 到 2.15 V。
• 等級 2: V_F從 2.15 V 到 2.35 V。

順向電壓有 ±0.1V 嘅容差。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，對於理解LED喺唔同條件下嘅行為至關重要。

4.1 相對發光強度 vs. 環境溫度

呢條曲線顯示LED嘅光輸出會隨著環境溫度升高而降低。喺最高工作溫度+85°C時，相對發光強度明顯低於25°C時。喺預期會有高環境溫度嘅設計中，例如汽車應用或靠近發熱元件嘅地方，必須考慮呢種熱降額。

4.2 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)

I-V曲線係非線性嘅，典型嘅二極管特性。佢顯示流經LED嘅電流同其兩端電壓之間嘅關係。呢條曲線對於選擇合適嘅限流電阻或設計恆流驅動器至關重要。對於呢款器件，曲線開始導通嘅 "拐點" 大約喺1.6V到1.8V之間。

4.3 相對發光強度 vs. 順向電流

呢條曲線表明光輸出會隨著順向電流增加而增加，但唔係完全線性嘅，特別係喺較高電流時。佢亦都強調咗喺絕對最大額定值內操作嘅重要性；以超出其指定電流驅動LED唔會帶來亮度嘅成比例增加，反而會產生過多熱量，縮短使用壽命。

4.4 光譜分佈

光譜圖顯示一個單一嘅主峰，中心大約喺591 nm，確認咗亮黃色。窄帶寬表示良好嘅色純度。喺深紅或綠色區域嘅發射極少，呢個對於純黃色指示燈係理想嘅。

4.5 輻射圖案

極座標圖直觀地確認咗120°廣闊視角。強度分佈大致係朗伯型（類似餘弦），意思係正面觀看時最光，並隨著視角邊緣逐漸減弱。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

LED封裝喺P-LCC-2（塑料有引線芯片載體）封裝內。關鍵尺寸包括主體尺寸約為3.2mm x 2.8mm，高度為1.9mm。封裝採用兩隻鷗翼形引腳用於表面貼裝。陰極通常由封裝上嘅凹口或綠色標記識別。規格書中提供咗帶有±0.1mm公差嘅詳細尺寸圖，用於PCB焊盤設計。

5.2 極性識別

正確極性對於操作至關重要。封裝包含視覺標記。陰極 (-) 引腳通常由封裝主體上嘅綠點或小凹口表示。設計師必須將封裝圖紙同推薦嘅PCB焊盤對照，確保陽極同陰極焊盤方向正確。

6. 焊接與組裝指引

6.1 迴流焊接參數

器件兼容氣相迴流同紅外迴流工藝。推薦嘅溫度曲線峰值溫度為260°C，唔應該超過10秒。呢個係無鉛（SnAgCu）焊膏嘅標準曲線。應控制預熱同冷卻速率，以最小化封裝上嘅熱應力。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接，烙鐵頭溫度唔應該超過350°C，並且每隻引腳嘅接觸時間應限制喺最多3秒。可以喺焊點同封裝主體之間嘅引腳上使用散熱器，以保護LED芯片免受過熱影響。

6.3 儲存條件

LED包裝喺防潮屏障袋中，並配有乾燥劑以防止吸濕，吸濕可能導致迴流期間出現 "爆米花" 現象（封裝開裂）。一旦密封袋打開，元件應喺指定時間內（通常喺工廠條件下168小時）使用，或根據濕度敏感等級（MSL）規格重新烘烤，該規格應從製造商處獲取。

7. 包裝與訂購資料

7.1 載帶與捲盤規格

元件以8mm寬嘅壓紋載帶供應。每捲包含2000件。提供載帶凹槽同捲盤嘅詳細尺寸，以確保同自動貼片設備兼容。

7.2 標籤說明與零件編號

捲盤標籤包含用於追溯同正確組裝嘅關鍵信息：

• CAT:發光強度分級代碼（例如，S1, T1）。
• HUE:主波長分級代碼（例如，D4, D5）。
• REF:順向電壓分級代碼（例如，0, 1, 2）。
• 零件編號 (PN)、客戶零件編號 (CPN)、數量 (QTY) 同用於追蹤嘅批號。

完整零件編號（例如，67-21/Y2C-BR2T1B/2T）編碼咗系列、顏色、亮度等級同製造商系統特定嘅其他屬性。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 汽車電子:儀表板儀器、開關同控制面板嘅背光。廣闊視角同寬溫度範圍內嘅可靠性使其適合呢個要求苛刻嘅環境。
• 通訊設備:電話、傳真機同網絡硬件中嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
• 消費電子:便攜設備、家用電器同音視頻設備中嘅電源指示燈、按鈕照明同狀態燈。
• 通用面板指示燈:任何需要明亮、可靠同緊湊狀態指示燈嘅應用。

8.2 設計考量

• 限流:務必使用串聯電阻或恆流驅動器來設定順向電流。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F 計算電阻值。使用規格書中嘅最大 V_F，以確保即使存在器件間差異，電流亦唔會超過限制。
• 熱管理:雖然功耗低，但應確保足夠嘅PCB銅面積或散熱焊盤（如有）下方嘅散熱通孔，以導走熱量，特別係喺高環境溫度應用或以較高電流驅動時。
• 光管耦合:對於光管應用，將LED盡可能靠近光管入口放置。廣闊視角有助於捕獲更多光線，但精確對準仍然係最大化效率同實現輸出端均勻照明嘅關鍵。
• ESD保護:如果LED用戶可以直接接觸（例如，喺前面板上），請喺輸入線路上實施ESD保護。喺處理同組裝期間，遵循標準ESD預防措施。

9. 技術比較與差異化

67-21系列通過幾個關鍵特徵喺SMD指示燈LED市場中脫穎而出。相比舊式、更細嘅封裝（如0402或0603），由於其更大嘅芯片同優化嘅內部反射器，佢提供咗顯著更高嘅光輸出同更廣闊嘅視角。相比其他P-LCC-2封裝，其亮黃色（基於高效率AlGaInP材料）、明確嘅分級結構以確保一致性，以及針對迴流焊接嘅穩健規格，使其成為批量生產嘅可靠選擇。其低順向電壓要求亦係電池供電設計中嘅一個明顯優勢，因為佢降低咗電源所需嘅電壓餘量，可能延長電池壽命。

10. 常見問題 (基於技術參數)

10.1 峰值波長同主波長有咩分別？

峰值波長 (λ_p) 係LED發射最多光功率嘅物理波長。主波長 (λ_d) 係一個計算值，代表對人眼而言具有相同顏色嘅單色光波長。主波長對於顏色感知更相關，並用於分級。

10.2 我可唔可以用3.3V電源唔加電阻直接驅動呢粒LED？

唔建議咁做，好可能會損壞LED。LED係電流驅動器件。冇限流機制（電阻或有源驅動器）嘅情況下，將其直接連接到3.3V等電壓源會導致過大電流流過，遠遠超過50mA嘅最大額定值，導致立即過熱同失效。

10.3 點解高溫下發光強度會降低？

呢個係半導體光源嘅基本特性。隨著溫度升高，半導體材料內嘅非輻射複合過程變得更加主導，降低內部量子效率（每個電子產生嘅光子數量）。呢個導致相同驅動電流下光輸出降低。

10.4 我應該點樣為我嘅應用揀啱嘅分級？

選擇取決於你嘅要求：

• 對於產品中多個LED嘅顏色一致性，指定嚴格嘅HUE等級（例如，只係D4）。
• 對於亮度一致性，指定嚴格嘅CAT等級（例如，只係T1以獲得最高亮度）。
• 對於恆壓系統中簡化電源設計，指定嚴格嘅REF等級（例如，只係等級1）確保更可預測嘅電流消耗。

請諮詢元件供應商，了解特定等級組合嘅供應情況同成本影響。

11. 實用設計案例分析

場景:為便攜式醫療設備設計狀態指示燈。指示燈必須喺各種照明條件下清晰可見，消耗最少電力以最大化電池壽命，並能承受偶爾用消毒劑清潔。

實施:選擇67-21亮黃色LED。設計光管將光線從安裝喺主PCB上嘅LED引導至設備密封前面板上嘅小窗口。咁樣可以保護LED免受物理接觸同液體影響。驅動電路使用微控制器嘅GPIO引腳、連接至3.3V電源軌嘅100Ω限流電阻，產生大約 (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13mA嘅順向電流，完全喺安全工作區域內。呢個提供充足亮度，同時最小化功耗。LED嘅廣闊視角確保光管被有效填充，喺面板上產生均勻嘅光暈。

12. 工作原理簡介

呢款LED基於磷化鋁鎵銦（AlGaInP）半導體芯片。當施加超過二極管開啟閾值嘅順向電壓時，電子從n型區域注入，空穴從p型區域注入到有源區域。呢啲電荷載流子複合，以光子（光）形式釋放能量。AlGaInP合金嘅特定成分決定咗半導體嘅帶隙能量，直接決定發射光嘅波長（顏色）。對於亮黃色，帶隙對應於能量約為2.1 eV（波長~590 nm）嘅光子。產生嘅光然後通過芯片頂部提取，由P-LCC-2封裝嘅內部反射器同透明環氧樹脂透鏡整形同引導。

13. 技術趨勢與發展

像67-21系列呢類SMD指示燈LED嘅總體趨勢係朝向更高效率（每毫安電流更多光輸出），咁樣可以實現更光嘅指示燈或更低嘅功耗。亦都推動從晶圓到晶圓嘅顏色一致性改進同更嚴格嘅分級。封裝技術持續發展，未來潛在發展包括針對空間受限應用嘅更薄外形，以及具有更高導熱性嘅材料，以更好地管理較高驅動電流下嘅熱量。此外，與板上控制集成，例如喺同一封裝內集成用於PWM調光或顏色序列嘅微型IC，係更廣泛LED市場中嘅一個增長趨勢，儘管佢可能更適用於多色或可尋址LED，而非標準單色指示燈。