67-22系列顶部发光LED技术规格书 - P-LCC-4封装 - 2.0x1.25x1.1mm - 最大2.35V - 60mW - 红/黄 - 简体中文

1. 产品概述

67-22系列是一类专为指示灯和背光应用设计的表面贴装、顶部发光发光二极管(LED)。这些器件采用紧凑的P-LCC-4（塑料引线芯片载体）封装，在自动化生产环境中实现了性能、可靠性和组装便利性的良好平衡。

1.1 核心优势与目标市场

本系列的主要设计优势包括120度的宽视角、由内部反射器优化的光耦合以及无色透明窗口。这些特性使得该LED特别适合导光柱应用，因为这类应用对高效光传输和均匀照明至关重要。其低正向电流要求（典型工作电流20mA）使其成为对功耗敏感应用的理想选择，例如便携式消费电子产品、通信设备和工业控制面板。该系列符合无铅焊接工艺和RoHS指令，与现代环保和制造标准保持一致。

1.2 器件选型与型号

该系列提供多种发光颜色，本规格书详细介绍了两种特定的芯片类型：R6和Y2。R6芯片基于AlGaInP（铝镓铟磷）材料，发出亮红色光。Y2芯片同样采用AlGaInP技术，发出亮黄色光。两种型号均封装在无色透明树脂中，不会改变芯片的固有颜色，确保了高色纯度和发光强度。

2. 技术参数：深入客观解读

本节详细分析了定义LED工作边界和性能的关键电气、光学和热学参数。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值规定了可能导致器件永久损坏的极限值，不适用于正常工作。

• 反向电压 (V_R):5V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
• 连续正向电流 (I_F):2000V (人体模型)。这表明具有中等水平的ESD防护；仍建议遵循正确的操作程序。
• 峰值正向电流 (I_FP):60mA (占空比1/10，1kHz)。此额定值允许短时的高电流脉冲，适用于多路复用或实现更高的瞬时亮度。
• 功耗 (P_d):60mW。这是封装在不超出其热限值的情况下所能耗散的最大功率，计算公式为正向电压 (V_F) 乘以正向电流 (I_F)。
• 静电放电 (ESD):V (Human Body Model). This indicates a moderate level of ESD protection; proper handling procedures are still recommended.
• 工作与存储温度:分别为-40°C至+85°C和-40°C至+95°C，确保在广泛的环境温度下正常工作。

2.2 光电特性 (Ta=25°C)

这些是在指定测试条件（通常在20mA正向电流下）下的典型性能参数。

• 发光强度 (I_V):R6（红色）型号的典型值为285 mcd（毫坎德拉），Y2（黄色）型号也达到285 mcd。最小值从72 mcd起，实际提供的强度由分档代码决定（见第3节）。容差为±11%。
• 视角 (2θ_1/2):120度。这是发光强度降至其峰值一半时的全角，证实了其广角发射特性。
• 峰值与主波长:R6：峰值波长 (λ_p) 为632nm，主波长 (λ_d) 范围为621-631nm。Y2：峰值波长为591nm，主波长范围为586-594nm。主波长是人眼感知颜色的单一波长。
• 光谱带宽 (Δλ):R6约为20nm，Y2约为15nm，表明黄色芯片的光谱纯度略高。
• 正向电压 (V_F):R6：1.75V至2.35V。Y2：1.8V至2.4V（根据曲线推断）。红色AlGaInP LED的典型V_F低于某些其他颜色的LED。必须串联一个限流电阻来设定工作点。
• 反向电流 (I_R):在V_R=5V时最大为10µA，表明结质量良好。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED被分选到不同的档位中。此系统允许设计者选择满足特定应用要求的器件。

3.1 发光强度分档

R6和Y2芯片均被分到相同的强度档位，标记为Q1、Q2、R1、R2、S1、S2。发光强度范围从最低72-90 mcd (Q1) 到最高225-285 mcd (S2)。分档代码（例如S2）会标记在包装上，以便选择特定的亮度等级。

3.2 主波长分档

此分档确保颜色一致性。

• R6 (红色):分为FF1 (621-626nm) 和 FF2 (626-631nm)。
• Y2 (黄色):分为DD1 (586-588nm)、DD2 (588-590nm)、DD3 (590-592nm) 和 DD4 (592-594nm)。

更窄的波长档位（例如DD1对比DD4）可在阵列中的多个LED之间提供更一致的颜色外观。

4. 性能曲线分析

规格书提供了说明器件在不同条件下行为的特性曲线。

4.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V曲线)

曲线显示了典型的二极管指数关系。R6芯片的正向电压随着电流从1mA增加到30mA，从约1.8V增加到约2.2V。Y2芯片显示出略高的电压范围。此曲线对于设计驱动电路和计算功耗至关重要。

4.2 相对发光强度 vs. 正向电流

发光强度随电流增加呈亚线性增长。对于两种类型，在低电流下强度急剧增加，但在约20-30mA以上时增加速率减慢，表明在更高驱动水平下效率降低。在推荐值20mA或以下工作，可在亮度和效率之间取得良好平衡。

4.3 相对发光强度 vs. 环境温度

光输出随着环境温度的升高而降低。当温度从25°C上升到85°C时，输出可能下降约20-25%。在预期环境温度较高的设计中，必须考虑这种热降额，可能需要降低驱动电流或进行热管理。

封装具有阴极标识。通常，这是元件本体上的一个凹口、一个绿点或一个切角。PCB焊盘图案的丝印应清晰标记阴极焊盘，以防止错误放置。

此图定义了最大允许连续正向电流与环境温度的函数关系。随着温度升高，最大允许电流降低以防止过热。例如，在85°C时，最大电流显著低于25°C时的25mA额定值。

4.5 光谱分布

图表显示了相对辐射功率与波长的关系。R6光谱以632nm为中心，带宽较宽。Y2光谱以591nm为中心且更窄，证实了表格中的数据。

4.6 辐射图 (极坐标图)

极坐标图直观地证实了120度视角。强度分布大致呈朗伯型（余弦分布），这对于具有无穹顶、平面封装和内部反射器的LED来说很常见。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

P-LCC-4封装具有紧凑的占位面积。关键尺寸（单位：mm）为：长度：2.0，宽度：1.25，高度：1.1。引脚间距为1.0mm。除非另有说明，公差为±0.1mm。规格书中提供了包含所有关键尺寸的详细图纸，用于PCB焊盘图案设计。

5.2 极性标识

The package features a cathode identifier. Typically, this is a notch, a green dot, or a chamfered corner on the component body. The PCB footprint silkscreen should clearly mark the cathode pad to prevent incorrect placement.

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊参数

该LED适用于气相或红外回流焊。推荐的温度曲线包括：在150-200°C预热60-120秒，液相线以上（217°C）时间为60-150秒，峰值温度不超过260°C，最长10秒。应控制冷却速率。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，烙铁头温度不应超过350°C，每个引脚的接触时间应限制在3秒或更短，以防止塑料封装和半导体芯片受到热损伤。

6.3 存储与湿度敏感性

元件包装在带有干燥剂的防潮袋中。开封前，应存储在≤30°C和≤90%相对湿度的环境中。开封后，"车间寿命"（元件可暴露在工厂环境条件下的时间）在≤30°C和≤60%相对湿度下为168小时。未使用的部件应重新用干燥剂包装或存储在干燥柜中。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以8mm宽的凸起载带形式提供，兼容自动贴片设备。卷盘尺寸标准化。每卷包含2000片。载带尺寸（口袋尺寸、间距）有明确规定，以确保在贴片机中正确进料。

7.2 标签说明

卷盘标签包含发光强度等级(CAT)、主波长等级(HUE)和正向电压等级(REF)的代码。这些代码直接对应第3.1和3.2节中的分档信息，便于追溯和精确选择。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 通信设备:电话、传真机和调制解调器中的状态指示灯、键盘背光和消息等待灯。
• 消费电子产品:便携式设备、音视频设备和家用电器中的电源、电池和功能指示灯。
• 工业与汽车:面板指示灯、开关照明和故障信号指示，其中宽视角非常有益。
• 导光柱应用:内部反射器和宽视角使本系列成为将光耦合到亚克力或聚碳酸酯导光管中以远程指示状态或背光符号的绝佳选择。

8.2 关键设计考量

• 电流限制:外部串联电阻是绝对必需的。LED的指数型I-V特性意味着电源电压的微小增加会导致电流大幅、破坏性的增加。电阻值计算公式为 R = (V_电源- V_F) / I_F.
• 热管理:遵守功耗和电流降额曲线。如果在高环境温度或接近最大额定值下工作，确保足够的PCB铜面积或散热过孔。
• ESD预防措施:在操作和组装过程中使用标准的ESD控制措施。
• 光学设计:对于导光柱，需考虑LED的辐射模式和耦合效率。宽视角有利于将更多光捕获到导光柱中。

9. 技术对比与差异化

67-22系列通过其封装和性能属性的特定组合实现差异化。与更小的芯片LED（例如0402）相比，它提供更高的光输出和更好的视角。与带穹顶透镜的LED相比，平顶P-LCC封装提供了更适合耦合到导光柱中的更具方向性的光束，且高度更低。对于红色和黄色光，使用AlGaInP技术相比GaAsP等旧技术提供了更高的效率和更好的色彩饱和度。内部反射器并非所有SMD LED都具备，是专门增强导光应用性能的关键特性。

10. 常见问题解答 (基于技术参数)

10.1 为什么需要串联电阻？

LED是电流驱动器件，而非电压驱动。其正向电压具有容差和负温度系数（随温度升高而降低）。没有电流限制器的固定电压源会导致热失控和故障。电阻提供了一种简单、线性的方法来设定工作电流。

10.2 我可以用3.3V电源驱动LED吗？

可以。例如，对于一个红色(R6) LED，其在20mA时的典型V_F为2.0V，所需的串联电阻为 R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65欧姆。一个标准的68欧姆电阻是合适的，产生的电流约为19.1mA。

10.3 "分档"对我的设计意味着什么？

如果您的应用要求外观均匀（例如，一排多个LED），您应指定一个窄波长档位（例如仅DD2）和一个特定的强度档位（例如R2或更高）。对于要求不高的应用，选择更宽的档位可能可以接受且更具成本效益。

10.4 如何解读辐射图？

该图显示了光强度随角度的变化。曲线上0.5（50%）的点对应于中心轴±60°的位置，定义了120°的视角。形状告诉您光是如何分布的；更平滑、更宽的曲线更适合大面积照明。

11. 实际设计与使用案例

案例：设计带导光柱的状态指示灯面板。一个控制面板需要四个状态指示灯（电源、活动、警告、故障），要求从宽角度可见。面板后部空间有限。设计者选择67-22系列，因其宽视角和内部反射器。选择红色LED（R6，S2档位以获得高亮度）用于警告和故障。选择黄色LED（Y2，R1档位）用于活动指示。选择该系列家族中的绿色型号用于电源指示。LED直接安装在面板后面的PCB上。亚克力导光柱放置在每个LED上方，将光引导至前面板的开孔处。LED的内部反射器有效地将光耦合到导光柱的入口。微控制器的GPIO引脚通过每个LED串联一个100Ω电阻（对于5V电源）来驱动每个指示灯。宽视角确保即使操作员没有正对面板，指示灯也清晰可见。

12. 原理介绍

发光二极管(LED)是通过电致发光发光的半导体器件。当正向电压施加在p-n结两端时，来自n型材料的电子与来自p型材料的空穴在有源区复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由所用半导体材料的带隙能量决定。67-22系列对其红色和黄色芯片使用AlGaInP（铝镓铟磷），这是一种在红黄光谱范围内以高效率著称的材料体系。P-LCC封装保护了脆弱的半导体芯片，通过四个引脚提供电气连接，并包含作为透镜和环境密封的透明环氧树脂。内部反射器（通常是带有反射涂层的模塑塑料结构）有助于将侧面发射的光重新导向顶部观察方向，从而增加有效发光强度并塑造辐射模式。

13. 发展趋势

指示灯型SMD LED的总体趋势继续朝着几个关键方向发展：效率提升:持续的材料和外延生长改进带来更高的发光效率（每瓦电产生更多光输出），从而允许更低的功耗或在相同电流下获得更高的亮度。小型化:虽然P-LCC-4是标准封装，但对于空间受限的便携式设备，仍有对更小占位面积（例如0402、0201）的需求，尽管这通常以牺牲最大光输出为代价。增强可靠性与鲁棒性:封装材料（环氧树脂、引线框架镀层）的改进旨在提高对热循环、湿度和含硫环境的耐受性。集成化:一些趋势包括在LED封装内集成限流电阻或保护二极管，以简化电路设计并节省电路板空间。颜色一致性与分档:制造工艺不断改进，以产生更窄的波长和强度分布，减少广泛分档的需求，并提高多LED应用中的视觉均匀性。67-22系列的核心优势——其平衡的封装尺寸、良好的输出以及内部反射器等专业特性——确保了其在那些重视这些特定属性而非极端小型化或超高功率的应用中的持续相关性。