67-21系列頂視LED技術規格書 - P-LCC-2封裝 2.0x1.25x1.1mm - 正向電壓1.75-2.35V - 亮紅色 - 60mW

1. 產品概覽

67-21系列係一款採用緊湊型P-LCC-2封裝嘅表面貼裝頂視LED家族。呢款器件嘅特點係白色封裝主體同無色透明窗口，有助於佢成為高效嘅光學指示器。一個關鍵設計特徵係通過封裝幾何形狀同集成嘅內部反射器實現嘅寬廣視角。呢個設計優化咗光耦合，令LED特別適合使用光導管嚟引導照明嘅應用。器件喺低電流下工作，增強咗佢喺便攜式電子產品等對功耗敏感嘅應用中嘅吸引力。佢符合無鉛（Pb-free）製造標準並遵守RoHS法規。

1.1 核心優勢同目標市場

呢個LED系列嘅主要優勢包括其緊湊嘅外形尺寸、出色嘅視角以及同自動化組裝流程嘅兼容性。120度嘅寬廣視角確保咗從唔同方向都睇得到。器件兼容標準嘅氣相回流焊、紅外回流焊同波峰焊工藝，方便大批量生產。佢以8mm載帶同捲盤形式供應，符合自動化貼片設備嘅要求。低正向電流要求令佢非常適合電池供電設備，呢啲設備中節能至關重要。目標市場包括電信設備（例如電話、傳真機）、消費電子產品、工業控制面板同通用指示器應用，呢啲應用都需要可靠、低功耗嘅狀態指示。

2. 深入技術參數分析

LED嘅性能係喺特定環境溫度條件下（Ta=25°C）定義嘅。理解呢啲參數對於電路設計同確保長期可靠性至關重要。

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應力極限。唔建議喺呢啲極限之外操作。

• 反向電壓（V_R）：5 V。喺反向偏置中超過呢個電壓可能導致結擊穿。
• 連續正向電流（I_F）：25 mA。
• 峰值正向電流（I_FP）：60 mA，喺脈衝條件下允許（佔空比1/10，頻率1 kHz）。
• 功耗（P_d）：60 mW。呢個係最大允許嘅熱功率損耗。
• 靜電放電（ESD）HBM：2000 V。呢個額定值表示器件對靜電嘅敏感性；必須遵循正確嘅ESD處理程序。
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度：對於回流焊，規定峰值溫度為260°C，持續時間唔超過10秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度唔應超過350°C，每隻引腳最多3秒。

2.2 電光特性

呢啲參數係喺標準測試電流 I_F= 20 mA 下測量嘅。

• 發光強度（I_v）：範圍從57 mcd（最小值）到140 mcd（最大值），典型值由分級系統暗示。公差為±11%。
• 視角（2θ_1/2）：120度（典型值）。呢個係發光強度下降到其峰值一半時嘅全角。
• 峰值波長（λ_p）：632 nm（典型值）。呢個係光譜發射最強嘅波長。
• 主波長（λ_d）：介於617.5 nm同633.5 nm之間，定義咗感知顏色（亮紅色）。公差為±1 nm。
• 光譜帶寬（Δλ）：20 nm（典型值）。呢個表示發射光嘅光譜純度。
• 正向電壓（V_F）：喺20 mA時介於1.75 V同2.35 V之間，公差為±0.1 V。呢個參數對於確定所需嘅限流電阻值至關重要。
• 反向電流（I_R）：當施加5 V反向偏壓時，最大值為10 μA。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED根據關鍵參數被分類到唔同嘅級別。

3.1 發光強度分級

LED根據其喺20 mA下測量嘅發光強度分為四個級別（P2、Q1、Q2、R1）。例如，R1級包含強度介於112 mcd同140 mcd之間嘅LED。

3.2 主波長分級

顏色（主波長）分為四組（E4、E5、E6、E7），每組跨度為4 nm。例如，A組，E7級，覆蓋波長從629.5 nm到633.5 nm。

3.3 正向電壓分級

正向電壓喺B組內分為三個級別（0、1、2）。0級覆蓋1.75V至1.95V，1級覆蓋1.95V至2.15V，2級覆蓋2.15V至2.35V。呢個允許設計師為需要並聯串中均勻電流分佈嘅應用選擇具有更緊電壓公差嘅LED。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，說明器件喺唔同條件下嘅行為。

4.1 相對發光強度 vs. 正向電流

呢條曲線顯示光輸出隨正向電流增加而增加，但並非線性。佢強調咗喺額定電流或接近額定電流下驅動LED以實現最佳效率嘅重要性。顯著高於額定電流驅動會導致亮度收益遞減同產生過多熱量。

4.2 正向電壓 vs. 正向電流

IV曲線展示咗二極管嘅指數關係。正向電壓隨電流增加而增加。呢條曲線對於熱管理分析至關重要，因為耗散功率（V_F* I_F）會產生熱量。

4.3 正向電流降額曲線

呢個圖表規定咗最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數。隨著環境溫度升高，必須降低最大允許電流以防止超過結溫極限同60 mW功耗額定值。例如，喺85°C時，最大連續電流顯著低於25°C時嘅25 mA額定值。

4.4 相對發光強度 vs. 環境溫度

LED光輸出與溫度有關。呢條曲線通常顯示發光強度隨著環境（從而結）溫度升高而降低。呢個特性必須喺寬溫度範圍內運行嘅設計中考慮。

4.5 光譜分佈

光譜圖確認咗AlGaInP芯片嘅單色性質，顯示喺紅色區域（~632 nm）有一個主峰，並具有定義嘅帶寬。

4.6 輻射模式

極座標圖直觀地表示咗120度視角，顯示咗光強度嘅空間分佈。對於呢種封裝類型，模式通常係朗伯型或接近朗伯型。

5. 機械同包裝信息

5.1 封裝尺寸

P-LCC-2封裝具有緊湊嘅佔位面積。關鍵尺寸包括主體長度約2.0 mm，寬度約1.25 mm，高度約1.1 mm。陰極由封裝上嘅凹口或綠色標記識別。詳細圖紙指定咗PCB設計嘅焊盤佈局建議，以確保正確焊接同機械穩定性。所有未指定嘅公差為±0.1 mm。

5.2 標籤說明

器件標籤包含其分級特性嘅代碼：CAT表示發光強度等級，HUE表示主波長等級，REF表示正向電壓等級。呢個允許精確嘅可追溯性同選擇。

5.3 捲盤同載帶尺寸

LED以8mm載帶形式供應，纏繞喺標準180 mm捲盤上。載帶尺寸（口袋尺寸、間距）被指定為兼容自動化組裝設備。每個捲盤包含2000件。

5.4 防潮包裝

為咗延長儲存時間同防止濕氣敏感器件問題，捲盤包裝喺帶有乾燥劑同濕度指示卡嘅鋁製防潮袋中。

6. 焊接同組裝指南

器件適用於標準SMD焊接工藝。

• 回流焊：建議峰值溫度曲線為260°C ±5°C，持續時間唔超過10秒。
• 手工焊接：如有必要，烙鐵頭溫度唔應超過350°C，每隻引腳最多施加3秒。
• 儲存：密封防潮袋打開後，應喺指定時間內使用組件（規格書無明確說明但包裝暗示），或者如果暴露喺超出安全限制嘅環境濕度下，則應根據標準MSD處理程序進行烘烤。

7. 可靠性同認證

產品經過嚴格嘅可靠性測試，置信水平為90%，LTPD為10%。標準測試包括：

• 耐回流焊：承受260°C以測試可焊性同封裝完整性。
• 溫度循環：-40°C同+100°C之間300個循環。
• 熱衝擊：-10°C同+100°C之間300個循環，具有快速轉換。
• 高溫儲存：100°C下1000小時。
• 低溫儲存：-40°C下1000小時。

呢啲測試確保器件喺電子產品常見嘅惡劣環境條件下嘅穩健性。

8. 應用建議同設計考慮

8.1 典型應用場景

• 狀態指示器：電信設備、網絡硬件同消費電器中嘅電源、連接性或模式指示器。
• 背光：LCD面板、鍵盤開關同符號嘅側光式或直下式背光，通常與光導管結合使用。
• 光導管系統：寬廣視角同優化嘅光耦合使其成為塑料或亞克力光導嘅理想光源。
• 便攜式/電池供電設備：由於其低電流消耗，非常適合智能手機、平板電腦、遙控器同可穿戴技術。

8.2 設計考慮

• 限流：始終使用串聯電阻將正向電流限制到所需值（例如，典型亮度為20 mA）。使用 R = (V_supply- V_F) / I_F 計算電阻值。考慮最壞情況 V_F（最小值）以避免過流。
• 熱管理：遵守電流降額曲線。對於高環境溫度應用或連續運行，確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔以散熱，特別係喺接近最大額定值驅動時。
• ESD保護：喺用戶可接觸嘅應用中，對連接到LED嘅信號線實施ESD保護。
• 光學設計：使用光導管時，考慮LED嘅輻射模式同對準，以最大化耦合效率。

9. 技術比較同差異化

與其他SMD指示器LED相比，67-21系列嘅主要區別在於其特定嘅P-LCC-2封裝幾何形狀，產生咗非常寬廣嘅120度視角，以及其使用AlGaInP半導體材料實現亮紅色。與GaAsP等舊技術相比，AlGaInP通常為紅色同琥珀色提供更高嘅發光效率同更好嘅溫度穩定性。透明窗口（相對於擴散）同內部反射器設計嘅結合提供咗更高嘅軸向發光強度，呢個對於需要將光高效注入小孔徑嘅光導管應用非常有益。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：我應該用咩電阻值配合5V電源？

答：使用最大 V_F 2.35V進行保守設計，喺20mA時：R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5Ω。標準130Ω或150Ω電阻都適合。始終使用您分級器件嘅實際 V_F 驗證電流。

問：我可以喺30 mA下驅動呢個LED以獲得更高亮度嗎？

答：唔可以。絕對最大連續正向電流係25 mA。超過呢個額定值違反規格，由於加速流明衰減而縮短壽命，並有熱損壞風險。僅將峰值電流（60 mA脈衝）用於短暫閃爍。

問：溫度如何影響性能？

答：隨著溫度升高，發光強度降低（見性能曲線），正向電壓通常會輕微降低。更重要嘅係，必須根據降額曲線降低最大允許連續電流以避免過熱。

問：峰值波長同主波長有咩區別？

答> 峰值波長（λ_p=632nm）係最大光譜功率嘅物理波長。主波長（λ_d=617.5-633.5nm）係與LED感知顏色相匹配嘅單色光波長。主波長對於顏色規格更相關。

11. 實際應用示例

場景：為路由器設計狀態指示器面板。

面板有五個LED（電源、互聯網、Wi-Fi、LAN1、LAN2），位於帶有成型光導管嘅深色亞克力面板後面。選擇67-21亮紅色LED作為"電源"指示器。

設計步驟：

1. 電氣：路由器內部邏輯電源為3.3V。假設典型 V_F 為2.0V，目標為15 mA以獲得足夠亮度同更低功耗：R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 86.7Ω。選擇82Ω或100Ω電阻。

2. 光學：LED嘅寬廣視角確保光被光導管入口面有效捕獲，即使貼片放置有輕微偏差。

3. 熱學：15 mA嘅工作電流遠低於25 mA最大值，路由器機殼內嘅環境溫度估計為50°C。參考降額曲線，50°C時嘅允許電流仍然高於20 mA，因此設計安全。

4. 分級：為確保面板上所有五個指示器亮度均勻，建議喺採購時指定緊湊嘅發光強度級別（例如Q2或R1）同一致嘅主波長級別。

12. 工作原理

LED係一種基於磷化鋁鎵銦（AlGaInP）材料嘅半導體二極管。當施加超過二極管結電勢（紅色AlGaInP約為1.8-2.2V）嘅正向電壓時，電子同空穴分別從n型同p型材料注入有源區。呢啲電荷載流子以輻射方式復合，以光子形式釋放能量。AlGaInP合金嘅特定帶隙能量決定咗發射光嘅波長（顏色），喺呢種情況下係亮紅色光譜。封裝封裝芯片，提供機械保護，容納內部反射器以塑造光輸出，並結合透鏡（透明窗口）以控制光束模式。

13. 技術趨勢

像P-LCC-2格式嘅SMD指示器LED嘅總體趨勢係朝向更高嘅發光效率（每單位電輸入功率更多光輸出），從而實現相同感知亮度下更低嘅工作電流，呢個對於節能設計至關重要。同時持續推動小型化，同時保持或改善光學性能。製造工藝被優化以實現更高產量同更緊嘅分級公差，為設計師提供跨生產批次更一致嘅顏色同亮度。此外，喺更高溫度回流焊曲線下（例如用於無鉛焊接）增強嘅可靠性同改進嘅ESD穩健性係現代組件嘅標準期望。用於紅色/橙色/琥珀色LED嘅底層AlGaInP技術已經成熟，但喺效率同壽命方面繼續看到漸進式改進。