椭圆形LED灯珠3474BARR/MS规格书 - 椭圆形 - 110°/60°视角 - 1.6-2.6V正向电压 - 亮红色 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款高性能椭圆形LED灯珠的规格。该器件专为信息显示系统中需要精确光学性能和可靠照明的应用而设计。

1.1 核心优势与产品定位

本LED的主要优势在于其独特的椭圆形辐射模式，专门为在黄色、蓝色或绿色系统中进行混色应用而匹配设计。其旨在在明确的空间辐射包络内提供高发光强度输出。该产品定位于商用和公共信息显示领域的关键专用元件，这些领域对清晰度、可靠性和特定的光束整形有严格要求。

1.2 目标市场与应用

目标市场涵盖专业标识和信息系统的制造商。主要应用包括：

• 彩色图形标志
• 信息板
• 可变信息标志（VMS）
• 商业户外广告

这些应用受益于LED的高亮度、明确的光束模式和环境鲁棒性。

2. 技术参数深度解析

本节客观分析器件的关键电气、光学和热特性。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不建议器件持续在或接近这些极限下工作，否则将影响可靠性。

• 反向电压（V_R）：5 V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
• 正向电流（I_F）：50 mA（连续）。
• 峰值正向电流（I_FP）：160 mA（脉冲，占空比1/10 @ 1kHz）。此额定值允许短时过驱动，适用于多路复用显示应用。
• 功耗（P_d）：120 mW。这是封装在Ta=25°C时可耗散的最大功率。在更高的环境温度下必须降额使用。
• 工作温度（T_opr）：-40°C 至 +85°C。此宽范围确保了在严苛户外环境下的功能性。
• 存储温度（T_stg）：-40°C 至 +100°C。
• 焊接温度（T_sol）：260°C，持续5秒。此定义了回流焊温度曲线的耐受度。

2.2 光电特性

这些参数在标准测试条件I_F= 15mA 和 Ta = 25°C下测量，为性能比较提供了基准。

• 发光强度（I_v）：715 mcd（最小值），1573 mcd（最大值）。典型值在此分档范围内（见第3节）。高亮度对于标识在日光下的可见度至关重要。
• 视角（2θ_1/2）：110°（X轴）/ 60°（Y轴）。这种非对称椭圆形模式是关键特性，提供宽广的水平覆盖和更聚焦的垂直发射，非常适合从不同水平角度观看的标识。
• 峰值波长（λ_p）：632 nm（典型值）。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d）：619 nm（最小值），621 nm（典型值），629 nm（最大值）。这是人眼感知LED颜色的单波长点，并受分档控制。
• 光谱辐射带宽（Δλ）：20 nm（典型值）。这表明了AlGaInP芯片发出的红光的谱纯度。
• 正向电压（V_F）：1.6 V（最小值），2.6 V（最大值），在I_F=15mA条件下。设计驱动器和电源时必须考虑此范围。
• 反向电流（I_R）：10 μA（最大值），在V_R=5V条件下。低反向电流表明结质量良好。

2.3 热特性

虽然未在单独的表格中明确列出，但热性能通过功耗额定值和工作温度范围得以体现。器件的性能将随环境温度变化，如特性曲线所示。尤其是在高正向电流或高温环境温度下工作时，需要适当的PCB布局，必要时进行散热，以将结温维持在安全限度内。

3. 分档系统说明

为确保组件中颜色和亮度的一致性，LED根据关键参数进行分选（分档）。

3.1 发光强度分档

LED根据其在I_F= 15mA下测得的发光强度分为三个档位（RH, RJ, RK）。档位内的容差为±10%。

• 档位 RH：715 mcd 至 930 mcd
• 档位 RJ：930 mcd 至 1210 mcd
• 档位 RK：1210 mcd 至 1573 mcd

对于需要均匀面板亮度的应用，指定档位代码至关重要。

3.2 主波长分档

LED也根据其主波长进行分档以控制颜色一致性。容差为±1nm。

• 档位 R1：619 nm 至 624 nm
• 档位 R2：624 nm 至 629 nm

对于混色应用或需要特定红色色调的标识，指定波长档位至关重要。

4. 性能曲线分析

典型特性曲线揭示了器件在非标准条件下的行为。

4.1 相对强度与波长关系

此曲线显示了光谱功率分布，峰值在632 nm附近，典型带宽（半高宽）为20 nm。它证实了发射光在AlGaInP芯片的红色光谱范围内。

4.2 指向性图

极坐标图直观地展示了非对称视角：水平（X）面约110°，垂直（Y）面约60°，证实了椭圆形辐射模式。

4.3 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

此曲线对于驱动器设计至关重要。它显示了电流与电压之间的指数关系。在典型工作电流下，正向电压预计在1.6V至2.6V之间。该曲线有助于计算串联电阻或设计恒流驱动器。

4.4 相对强度与正向电流关系

此曲线展示了光输出对驱动电流的依赖性。虽然输出随电流增加而增加，但并非完全线性，并且在极高电流下由于热效应，效率可能下降。禁止在超过绝对最大额定值的条件下工作。

4.5 温度依赖性曲线

相对强度与环境温度关系：显示光输出随环境温度升高而降低。在热设计中必须考虑此降额，以在高温环境中保持足够的亮度。
正向电流与环境温度关系：可能说明了正向电压特性如何随温度变化，这对于恒压驱动场景很重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

尺寸图提供了PCB焊盘设计、放置和间隙的关键尺寸。关键特征包括椭圆形透镜形状、引脚间距（2.54mm节距）以及树脂在凸缘下方的最大突出量（1.5mm）。所有未指定尺寸的容差为±0.25mm。设计人员必须遵守这些尺寸以确保正确安装和焊接。

5.2 极性识别

规格书图表指示了阳极和阴极管脚。通常，较长的管脚是阳极（+），但PCB焊盘设计必须与封装图明确匹配，以防反向安装。正确的极性对于器件工作和防止反向偏压损坏至关重要。

6. 焊接与组装指南

正确处理对于可靠性至关重要。

6.1 引脚成型

• 弯曲必须发生在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm处。
• 在焊接前 soldering.
• 成型引脚。弯曲过程中避免对封装施加应力。
• 在室温下剪切引脚。
• 确保PCB孔与LED引脚完美对齐，以避免安装应力。

6.2 存储条件

• 推荐存储条件：≤30°C 且 ≤70% 相对湿度。
• 发货后的保质期：在此条件下为3个月。
• 如需更长时间存储（最长1年）：请使用带干燥剂的氮气气氛密封容器。
• 避免在潮湿环境中温度骤变，以防冷凝。

6.3 焊接工艺

• 保持焊点到环氧树脂灯珠的距离大于3mm。
• 焊接不应超出引线框架上连接条（tie bar）的根部。
• 回流焊时遵循峰值焊接温度限制260°C，持续5秒。

7. 包装与订购信息

7.1 防潮包装

元件以防潮包装供应，包括载带和卷盘，放置在内盒和外盒中。

7.2 包装数量

• 每内盒2500件。
• 每外盒10个内盒（总计25,000件）。

7.3 标签说明

卷盘标签包含用于追溯和验证的基本信息：客户产品编号（CPN）、产品编号（P/N）、包装数量（QTY）、以及发光强度（CAT）、主波长（HUE）和正向电压（REF）的分档代码，连同批号（LOT No）。

7.4 载带与卷盘规格

提供了载带（口袋节距、深度等）和卷盘的详细尺寸，以确保与自动贴片组装设备的兼容性。关键参数包括元件节距（F）为2.54mm和送料孔节距（P）为12.70mm。

7.5 产品型号/料号规则

料号遵循结构化格式：3474 B A R R - □ □ □ □。"3474"可能表示封装系列/尺寸。随后的字母（B, A, R, R）指定了诸如颜色（亮红色）、透镜类型和性能等级等属性。最后的四个占位符（□）用于指定强度（CAT）和波长（HUE）的分档代码，允许用户订购其应用所需的精确性能等级。

8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用电路

对于简单的恒压电源（例如5V），必须串联一个限流电阻。电阻值（R_s）可以使用欧姆定律计算：R_s= (V_电源- V_F) / I_F。使用规格书中的最大V_F值以确保电流不超过极限。对于多LED阵列或关键应用，强烈建议使用恒流驱动器以确保亮度稳定和寿命长久，因为它能补偿V_F变化和温度效应。

8.2 热管理

虽然是低功率器件，但在密集排列的标识或高环境温度环境（例如户外机柜）中，热管理仍然重要。确保充分通风，并考虑对大型阵列使用金属基板（MCPCB）以有效散热并维持光输出。

8.3 光学集成

椭圆形光束模式专为与其他颜色混合而设计。在设计多色像素（例如用于全彩标识）时，红、绿、蓝LED的物理放置和方向必须考虑它们各自的视角，以在预期的观看位置实现适当的颜色混合。

9. 技术对比与差异化

本LED的主要差异化在于其椭圆形辐射模式（110°x60°）。与具有对称视角（例如120°）的标准圆形LED相比，这种形状为水平标识提供了优化的光分布，可能减少光浪费并提高目标应用的效率。使用抗紫外线环氧树脂对于户外应用至关重要，可防止透镜黄化并长期保持光输出。符合无卤素（Br/Cl限制）和RoHS/REACH标准使其适用于具有严格环保法规的全球市场。

10. 常见问题解答（FAQ）

Q1: 峰值波长和主波长有什么区别？
A1: 峰值波长（λ_p）是光谱输出曲线的物理峰值（此处为632 nm）。主波长（λ_d）是感知的颜色点（典型值为621 nm）。对于显示器中的颜色规格，主波长更具相关性。

Q2: 我可以用20mA驱动这个LED，而不是15mA吗？
A2: 可以，但您必须参考"相对强度与正向电流关系"曲线。发光强度会更高，但您必须确保I_F和V_F的乘积不超过绝对最大功耗（120mW），尤其是在高环境温度下。可能需要降额使用。

Q3: 为什么存储寿命只有3个月？
A3: 这是对湿敏器件的预防措施。环氧树脂封装会从空气中吸收湿气。如果"潮湿"的器件经受高温焊接，湿气的快速汽化可能导致内部损坏（"爆米花"效应）。3个月的限制假设了标准的工厂车间条件。如需更长时间存储，则规定使用氮气袋方法。

Q4: 订购时如何解读分档代码？
A4: 您必须在料号的占位符字段中指定所需的发光强度档位（例如RK）和主波长档位（例如R1）的组合。这确保您收到亮度和颜色一致的LED。

11. 设计与使用案例研究

场景：为高速公路设计单行可变信息标志（VMS）。
一位工程师正在设计一个可变信息标志。每个像素需要一个红色子像素。他们选择这款椭圆形LED是因为其高亮度（日光下可见）和宽水平视角，确保多车道驾驶员的可读性。他们选择RK档位以获得最大强度，选择R1档位以获得一致的红色色调。LED由恒流驱动器驱动，每颗LED设置为15mA，以确保寿命和稳定输出。PCB布局严格遵循封装尺寸，设计包括LED焊盘下的散热过孔，将热量散发到金属标志外壳中。非对称光束模式以110°轴水平方向放置，以最大化沿高速公路的观看走廊。

12. 工作原理

本LED基于AlGaInP（铝镓铟磷）半导体芯片。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，在那里它们复合。在AlGaInP材料中，这种复合事件以可见光谱中红色到琥珀色部分的光子（光）形式释放能量。AlGaInP层的特定成分决定了主波长。产生的光随后由模塑的椭圆形环氧树脂透镜整形，该透镜作为主光学元件，创造出所需的110°x60°辐射模式。

13. 技术趋势

在标识和显示LED市场中，趋势持续向更高效率（每瓦更多流明）发展，从而降低功耗和热负荷。同时也在推动改进颜色一致性和更严格的分档容差，以实现无需复杂校准的高质量全彩显示。封装技术正在发展，以在挑战性环境中提供更高的可靠性和更高的工作温度。虽然本产品使用传统的引线式封装，但行业正广泛转向表面贴装器件（SMD）封装以实现自动化组装，尽管引线式封装在某些需要通孔安装的鲁棒性或特定光学特性的应用中仍然相关。