PLCC-2 冰蓝色LED规格书 - 汽车级 - 120°视角 - 10mA下355mcd - 3.0V - 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封装的高可靠性、表面贴装冰蓝色LED的技术规格。该器件主要面向要求严苛的汽车内饰应用，将稳定的光学性能与适用于恶劣环境的坚固结构相结合。其主要优势包括：符合汽车电子元件AEC-Q101标准认证、满足RoHS和REACH环保指令，以及均衡的光度与电气特性。目标市场为汽车电子领域，特别是内饰氛围照明、开关背光、指示灯以及其他对可靠性和色彩一致性要求极高的人机界面元件。

2. 深度技术参数分析

2.1 光度与电气特性

核心性能指标基于10mA正向电流（IF）的标准测试条件定义。在此电流下，典型发光强度为355毫坎德拉（mcd），根据分档结构，最小值为140 mcd，最大值为560 mcd。正向电压（VF）典型值为3.00V，范围在2.75V至3.75V之间。器件发出冰蓝色光，其典型CIE 1931色度坐标为x=0.19，y=0.25。120度的宽视角确保了从不同角度均有良好的可见性。光通量测量公差为±8%，色度坐标公差为±0.005。

2.2 绝对最大额定值与热特性

为确保长期可靠性，器件不得在超出其绝对最大额定值的条件下工作。最大连续正向电流为20mA，功耗限制为75mW。在低占空比下，可承受脉冲宽度≤10μs的300mA浪涌电流。结温（Tj）不得超过125°C。工作与存储温度范围规定为-40°C至+110°C，这证实了其适用于汽车环境。提供了两个热阻值：电气热阻RthJS(el)为125 K/W，实际热阻RthJS(real)为200 K/W，这对于应用设计中的热管理至关重要。

3. 分档系统说明

器件输出被分为不同档位，以确保同一生产批次内的一致性。

3.1 发光强度分档

详细的分档表定义了发光强度的分组，范围从L1（11.2-14 mcd）到GA（18000-22400 mcd）。本规格书涵盖的具体型号57-11-IB0100L-AM，对应表中高亮显示范围内的档位，其典型值355 mcd属于T1档（280-355 mcd）。这使得设计人员可以根据其应用需求选择合适的亮度等级。

3.2 颜色分档

规格书引用了一个标准的冰蓝色分档结构图（图形表示未在提供的文本中完全详述）。该图表将定义CIE x和y坐标的允许偏差范围，以确保所有标为“冰蓝色”的器件都落在视觉可接受的颜色范围内。典型坐标（0.19， 0.25）作为此定义档位内的标称目标值。

4. 性能曲线分析

4.1 正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）

该图表显示了在25°C下正向电流（IF）与正向电压（VF）的关系。曲线具有典型的二极管特性，一旦正向电压超过阈值（约2.7V），电流呈指数级上升。此数据对于设计限流电路至关重要。

4.2 相对发光强度 vs. 正向电流

此图表表明光输出随正向电流增加而增加，但并非完全线性，尤其是在电流接近最大额定值时。它有助于设计人员理解在不同电流水平下驱动LED时的效率权衡。

4.3 相对发光强度 vs. 结温

这是关于可靠性的关键图表，它显示了光输出如何随结温升高而降低。在最高额定结温125°C时，相对发光强度显著低于25°C时的值。这强调了有效热管理对于维持亮度一致性的重要性。

4.4 色度偏移 vs. 温度与电流

单独的图表分别绘制了CIE x和y坐标随结温及正向电流的偏移情况。这些偏移虽然可能很小，但对于要求严格颜色一致性的应用非常重要，因为LED的感知颜色会随工作条件而变化。

4.5 正向电流降额与脉冲处理能力

降额曲线规定了最大允许连续正向电流与焊盘温度的函数关系。例如，在最高焊盘温度110°C时，电流必须降至20mA。脉冲处理能力图表定义了不同脉冲宽度和占空比下允许的浪涌电流，这对于承受浪涌电流或脉冲操作方案至关重要。

5. 机械与封装信息

该器件采用PLCC-2（塑料引线芯片载体）表面贴装封装。这种封装类型提供了良好的机械稳定性和低剖面高度。规格书包含详细的机械尺寸图（有引用但未在提供的文本中完全详述），其中规定了PCB焊盘设计所需的精确长度、宽度、高度、引脚间距及其他关键物理尺寸。

6. 焊接与组装指南

6.1 推荐焊盘布局

提供了推荐的焊盘图案，以确保形成良好的焊点、可靠的电气连接以及工作时的最佳散热。遵循此布局对于制造良率和长期可靠性至关重要。

6.2 回流焊温度曲线

该元件适用于峰值温度为260°C、最长30秒的回流焊接。必须遵循受控的温度曲线（预热、保温、回流、冷却），以防止热冲击并损坏LED芯片或封装。

7. 包装与订购信息

该器件采用适合自动化组装的行业标准包装供应，例如编带包装。型号57-11-IB0100L-AM遵循特定的编码系统，其中“57-11”可能表示封装系列/尺寸，“IB”表示冰蓝色，“0100”可能与性能分档相关，“L-AM”可能指定包装类型或其他变体。订购信息部分会详细说明卷盘数量、载带宽度和方向。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

主要应用是汽车内饰照明。这包括仪表盘背光、脚坑或中控台氛围照明、机械或电容式触摸开关的背光、换挡指示灯以及各种状态指示灯。其AEC-Q101认证使其适用于这些严苛、温度循环变化的环境。

8.2 设计考量

电流驱动：务必使用恒流驱动器或串联限流电阻来驱动LED。标称驱动电流为10mA，但考虑到公差和温度效应，电路设计应确保在任何条件下都不得超过20mA的绝对最大值。

热管理：PCB布局必须有利于散热。使用推荐的焊盘设计，如有可能，将散热过孔连接到内部接地层，并避免将LED放置在靠近其他发热元件的位置。监控焊盘温度，确保其在降额曲线限制范围内。

ESD防护：尽管该器件具有8kV的人体模型（HBM）ESD等级，但仍建议在组装过程中采取标准的ESD处理预防措施。在敏感应用中，PCB上增加外部ESD保护可能是明智之举。

光学设计：120°视角提供了宽广的发射角度。如需聚焦光线，则需要二次光学元件（透镜、导光条）。在匹配导光条或扩散片时，应考虑冰蓝色的色度坐标，以避免产生不必要的色偏。

9. 技术对比与差异化

与通用PLCC-2 LED相比，本器件的关键差异化在于其汽车级认证（AEC-Q101）以及符合RoHS/REACH标准。针对光强和颜色的详细分档结构提供了更高的一致性，这在多个LED近距离使用的汽车内饰中至关重要。与仅在室温下指定参数的器件相比，涵盖温度范围的全面降额和性能曲线图允许进行更稳健和可预测的设计。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以让这个LED在20mA下持续工作吗？

答：可以，但前提是焊盘温度保持在25°C或以下，而这通常不切实际。您必须参考正向电流降额曲线（第4.5节）。在更现实的焊盘温度80°C下，最大允许连续电流远低于20mA。

问：为什么典型发光强度是在10mA下给出的，而不是最大电流？

答：10mA代表了一个标准测试条件，它平衡了良好的光输出、效率和寿命。在绝对最大电流（20mA）下工作会增加应力、缩短寿命并产生更多热量，这反过来又会降低光输出（如温度曲线所示）。

问：如何理解两个不同的热阻值（125 K/W 和 200 K/W）？

答：电气热阻（125 K/W）是通过温度敏感电气参数（正向电压）推导得出的。实际热阻（200 K/W）是通过外壳温升直接测量得出的。对于最坏情况下的热设计，应使用较高的值（200 K/W）。

问：色度坐标会随温度偏移。这对我的应用影响有多大？

答：第4.3和4.4节中的图表量化了这种偏移。对于大多数通用指示灯应用，偏移可能可以忽略不计。然而，对于多个LED之间精确颜色匹配至关重要的应用（例如，多LED背光面板），您必须确保所有LED在工作时处于相似的温度，以保持颜色均匀性。

11. 实际设计与使用案例

场景：设计汽车开关背光。中控台上的四个开关组需要冰蓝色背光。设计要求亮度和颜色均匀。实施方案：1) 指定来自相同光强和颜色档位（例如T1档）的LED，以最小化初始差异。 2) 使用相同的恒流源驱动所有LED，电流设置为8-10mA，以确保驱动条件匹配并延长寿命。 3) 设计PCB布局，在每个LED焊盘周围提供对称且充足的覆铜区域，以实现均衡散热。 4) 使用针对120°视角设计的导光条或扩散膜，将来自四个独立光源的光线融合成一个均匀的照明区域。 5) 在整个汽车温度范围（-40°C至+85°C环境温度）内验证设计，检查亮度变化和色偏是否在可接受的水平。

12. 工作原理简介

这是一种半导体发光二极管（LED）。当在阳极和阴极之间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（对于蓝/白光通常基于InGaN）的有源区内复合。此复合过程以光子（光）的形式释放能量。半导体层和荧光粉（如果使用）的具体成分决定了发射光的波长，从而决定了颜色。PLCC-2封装容纳了微小的半导体芯片，提供机械保护，包含一个反射杯以引导光线，并集成了一个模塑塑料透镜来塑形光束并决定视角。

13. 技术趋势与背景

LED行业持续朝着更高效率（每瓦更多流明）、更高显色性和更强可靠性的方向发展。对于汽车内饰，趋势包括采用更小的封装尺寸（例如，芯片级封装）、更高集成度（内置驱动器或控制器的LED）以及使用先进材料以在高温下获得更好性能。同时，对于动态氛围照明系统，精确的数字控制颜色和强度的需求日益增长。这款PLCC-2 LED代表了一种成熟、易于理解且高度可靠的技术，它构成了许多当前汽车照明设计的基础，平衡了性能、成本和经过验证的现场可靠性。