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1. 产品概述
本文档提供了一款高性能表面贴装橙色LED的完整技术规格。该器件采用超亮AlInGaP（铝铟镓磷）芯片，以其在橙红色光谱范围内的高发光效率和优异的色彩纯度而闻名。它被设计为符合RoHS标准的环保产品，确保环境安全。LED以行业标准的8mm载带形式供应，卷绕在7英寸直径的卷盘上，使其完全兼容大批量电子制造中使用的自动化贴片组装设备。其设计兼容红外（IR）和气相回流焊接工艺，这是现代PCB组装线的标准工艺。
2. 技术参数详解
2.1 绝对最大额定值
器件的操作极限定义在环境温度（Ta）为25°C的条件下。超出这些额定值可能导致永久性损坏。最大连续直流正向电流为30 mA。对于脉冲操作，在1/10占空比、0.1ms脉冲宽度下，允许的峰值正向电流为80 mA。最大功耗为75 mW。器件可承受高达5 V的反向电压。工作和存储温度范围规定为-55°C至+85°C，表明其适用于广泛的环境条件。还定义了关键的焊接条件：波峰焊和红外焊在260°C下5秒，气相焊在215°C下3分钟。
2.2 电气与光学特性
关键性能参数在Ta=25°C、正向电流（IF）为20 mA的条件下测量。发光强度（Iv）的典型值为90.0毫坎德拉（mcd），最小值为45.0 mcd。视角（2θ1/2）定义为强度降至轴向值一半时的全角，为130度，提供宽广的发射模式。峰值发射波长（λP）典型值为611 nm，主波长（λd）为605 nm，将输出颜色牢固地定位在橙色区域。光谱线半宽（Δλ）为17 nm，表明光谱带宽相对较窄。在20 mA下，正向电压（VF）范围为2.0 V至2.4 V。在VR=5V时，反向电流（IR）最大为100 µA，结电容（C）典型值为40 pF（在0V和1 MHz下测量）。
3. 分档系统说明
该产品采用分档系统，根据发光强度对单元进行分类。这确保了在需要均匀照明的应用中亮度的一致性。在IF=20mA下的分档代码及其对应的强度范围是：P档（45.0 - 71.0 mcd）、Q档（71.0 - 112.0 mcd）、R档（112.0 - 180.0 mcd）和S档（180.0 - 280.0 mcd）。每个强度档位应用了+/-15%的容差。设计人员在订购时必须指定所需的分档代码，以保证其应用所需的亮度水平。
4. 性能曲线分析
规格书引用了典型的性能曲线，这对于理解器件在不同条件下的行为至关重要。这些曲线通常包括正向电流（IF）与正向电压（VF）的关系，显示了二极管的指数型开启特性。发光强度与正向电流的关系对于驱动电流的选择至关重要。描述发光强度和主波长随环境温度变化的曲线对于暴露于温度波动的设计中的热管理和颜色稳定性分析至关重要。角度强度分布模式由视角规格暗示，显示了光如何在130度锥角内发射。
5. 机械与包装信息
5.1 封装尺寸
该LED符合EIA标准表面贴装封装外形。所有用于PCB焊盘设计的关键尺寸均以毫米为单位提供，除非另有说明，一般公差为±0.10 mm。透镜被描述为“水清”，这是非漫射、高强度LED的典型特征。详细的机械图纸将显示本体长度、宽度、高度、引脚间距和透镜几何形状。
5.2 焊盘布局与极性
提供了建议的焊盘尺寸布局，以确保在回流焊过程中形成可靠的焊点并正确对齐。焊盘设计考虑了散热和焊料圆角的形成。LED的极性（阳极和阴极）在封装图纸中明确标示，通常通过本体上的标记或不对称的焊盘设计来体现，这对于正确的PCB组装至关重要。
5.3 载带与卷盘规格
器件包装在8mm宽的压纹载带中，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。标准卷盘数量为3000片。包装遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994规范。关键的载带尺寸包括口袋间距、口袋尺寸和盖带规格。备注说明空口袋已密封，剩余部分的最小包装数量为500片，连续缺失元件的最大数量为两个。
6. 焊接与组装指南
6.1 推荐回流焊曲线
提供了两种建议的红外（IR）回流焊接曲线：一种用于标准锡铅（SnPb）焊料工艺，另一种用于无铅（Pb-free）焊料工艺（通常使用SAC合金）。无铅曲线需要更高的峰值温度，约为260°C，如绝对最大额定值所示。曲线定义了关键参数：预热温度和时间、升温速率、液相线以上时间（TAL）、峰值温度和冷却速率。遵守这些曲线对于防止LED塑料封装和内部引线键合的热损伤是必要的。
6.2 存储条件
LED应存储在不超过30°C和70%相对湿度的环境中。一旦从原始的防潮包装中取出，建议在672小时（28天）内完成红外回流焊接过程。对于在原始包装袋外更长时间的存储，LED应保存在带有干燥剂的密封容器或氮气吹扫的干燥器中。存储超过672小时的元件在焊接前应在约60°C下烘烤至少24小时，以去除吸收的水分并防止回流焊过程中的“爆米花”现象。
6.3 清洗
如果焊接后需要清洗，只能使用指定的溶剂。未指定的化学品可能会损坏LED的环氧树脂透镜或封装。推荐的方法是将LED在常温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。不建议使用强效或超声波清洗。
7. 应用建议
7.1 典型应用场景
这款高亮度橙色SMD LED适用于需要清晰可见指示灯的广泛应用。常见用途包括消费电子产品（路由器、打印机、充电器）上的状态指示灯、小型显示器或图标的背光、汽车内饰照明、标牌和通用面板指示灯。其与自动贴装的兼容性使其成为经济高效、大批量生产的理想选择。
7.2 驱动电路设计
LED是电流驱动器件。为了确保并联驱动多个LED时亮度均匀，强烈建议为每个单独的LED串联一个限流电阻（电路模型A）。不鼓励直接从单一电流源并联驱动多个LED（电路模型B），因为每个LED正向电压（Vf）特性的微小差异会导致电流分配和感知亮度的显著差异。串联电阻可以稳定流过每个LED的电流。
7.3 静电放电（ESD）防护
LED对静电放电敏感。ESD损伤可能表现为高反向漏电流、低正向电压或在低电流下无法点亮。必须在处理和组装过程中实施预防措施：人员应佩戴接地腕带或防静电手套；所有设备、工作台和存储架必须正确接地；应使用离子发生器来中和由于处理摩擦可能在塑料透镜上积累的静电荷。在低电流下验证“点亮”和Vf有助于识别ESD损坏的单元。
8. 技术对比与差异化
这款LED的关键差异化在于其使用了AlInGaP半导体材料，与用于橙/红色的标准GaP等旧技术相比，提供了更高的效率和颜色稳定性。130度的宽视角使其适用于需要广泛可见性的应用，这与窄光束LED不同。其符合严格的红外和气相回流焊接曲线表明其封装结构坚固，能够承受标准SMT组装的热应力。详细的分档系统为设计人员提供了对其产品亮度均匀性的精确控制。
9. 常见问题解答（FAQ）
问：峰值波长和主波长有什么区别？
答：峰值波长（λP）是发射光功率最大的单一波长。主波长（λd）源自CIE色度图，代表与感知光色最匹配的单一波长。对于像这款LED这样的单色光源，两者很接近，但λd对于颜色规格更为相关。
问：我可以让这款LED在其最大直流电流30mA下连续工作吗？
答：虽然可能，但不建议为了获得最佳寿命和可靠性。在或接近绝对最大额定值下工作会增加结温并加速性能退化。设计人员应使用20mA或更低的典型工作条件，以在亮度和寿命之间取得更好的平衡。
问：如果部件存储时间过长，为什么在焊接前需要烘烤？
答：塑料SMD封装会从大气中吸收水分。在高温回流焊接过程中，这些被困住的水分会迅速汽化，产生内部压力，可能导致封装开裂或内部界面分层（“爆米花”现象）。烘烤可以驱除这些吸收的水分。
问：如何选择正确的限流电阻值？
答：使用欧姆定律：R = (电源电压 - LED正向电压) / LED电流。对于5V电源，典型Vf为2.4V，期望电流为20mA：R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130欧姆。在此计算中，始终使用规格书中的最大Vf（2.4V），以确保在所有条件下电流不超过期望值。
10. 设计案例研究
考虑为一个具有十个相同橙色LED指示灯的网络交换机设计状态指示面板。为确保亮度均匀，设计人员向供应商指定了Q档（71-112 mcd）。使用5V电源轨设计驱动电路。使用最大Vf 2.4V和目标电流18mA（略低于典型值以留有余量）计算串联电阻：R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144欧姆。选择了一个标准的150欧姆、1%容差的电阻。在PCB上布置了十个相同的电路，每个都有自己的电阻。PCB焊盘遵循推荐的焊盘尺寸。组装厂使用提供的无铅回流焊曲线。组装后，所有十个LED都在预期的Q档范围内表现出一致的亮度，验证了使用单独限流电阻和仔细选择分档的设计方法。
11. 工作原理
这款LED基于半导体p-n结中的电致发光原理工作。有源区由AlInGaP组成。当施加超过二极管开启电压（约2.0V）的正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入有源区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，这直接决定了发射光的波长（颜色）——在本例中，是大约605-611 nm的橙色。“水清”透镜使光以最小的散射离开封装，从而产生高的轴向强度。
12. 技术趋势
AlInGaP材料的使用代表了用于琥珀色、橙色和红色LED的成熟、高效技术。行业的持续趋势包括继续推动更高的发光效率（每瓦电能产生更多的光输出），从而提高能源效率。另一个重点是提高在温度和工作寿命期间的色彩稳定性。封装趋势旨在实现更小的外形尺寸，同时保持或改善热性能以处理更高的驱动电流。此外，与智能驱动器的集成以及开发兼容更高温度、无铅焊接工艺的LED仍然是活跃的发展领域，以满足不断发展的环境法规和制造需求。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |