橙色贴片LED规格书 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.5V - 75mW - AlInGaP技术 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一款高亮度橙色表面贴装器件（SMD）LED的完整技术规格。该器件专为现代电子组装工艺设计，采用紧凑的EIA标准封装，适用于自动化贴装设备。它采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术，可产生具有高发光效率的鲜艳橙色光源。本产品符合绿色制造标准，并根据RoHS指令为无铅产品。

1.1 核心优势

• 兼容自动化：以8mm编带、7英寸卷盘形式供货，针对高速贴片机进行了优化。
• 支持回流焊：兼容红外（IR）和气相回流焊工艺，确保大规模生产中的焊点可靠性。
• 高亮度：在20mA标准驱动电流下，典型发光强度高达900 mcd。
• 宽视角：具有110度视角（2θ1/2），提供良好的光扩散效果。
• 结构坚固：设计可承受标准的SMD组装和清洗工艺。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

以下额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。不保证在此条件下运行。

• 功耗（Pd）：在Ta=25°C时为75 mW。这是LED封装能够安全耗散为热量的最大功率。
• 直流正向电流（IF）：30 mA（连续）。可施加的最大稳态电流。
• 峰值正向电流：80 mA，仅在脉冲条件下允许（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）。
• 反向电压（VR）：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。可靠运行的环境温度范围。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。
• 降额：当环境温度超过35°C时，直流正向电流必须按每摄氏度0.46 mA线性降额，以防止过热。

2.2 光电特性

在Ta=25°C、指定测试条件下测得，这些参数定义了典型性能。

• 发光强度（Iv）：范围从450 mcd（最小）到1120 mcd（最大），在IF=20mA时典型值为900 mcd。使用经过CIE明视觉响应曲线滤波的传感器测量。
• 正向电压（VF）：典型值为2.5V，在IF=20mA时范围从1.7V到2.5V。在特定电压分档内，容差为±0.1V。
• 峰值波长（λP）：611 nm。光谱发射最强的波长。
• 主波长（λd）：605 nm。人眼感知的单一波长，源自CIE色度图。
• 光谱半宽（Δλ）：15 nm。在峰值强度一半处的发射光谱宽度，表示颜色纯度。
• 反向电流（IR）：在VR=5V时最大为100 μA。
• 电容（C）：在VF=0V，f=1 MHz下测量，典型值为40 pF。

3. 分档系统说明

为确保应用中的一致性，LED会根据性能进行分档。两个关键参数被分档：发光强度和正向电压。

3.1 发光强度分档

单位：mcd @ IF=20mA。每个分档的容差为±15%。

• U1：450.0 – 560.0 mcd
• U2：560.0 – 710.0 mcd
• V1：710.0 – 900.0 mcd
• V2：900.0 – 1120.0 mcd

3.2 正向电压分档

单位：V @ IF=20mA。每个分档的容差为±0.10V。

• 0：1.7 – 1.8 V
• 1：1.8 – 1.9 V
• 2：1.9 – 2.0 V
• 3：2.0 – 2.1 V
• 4：2.1 – 2.2 V
• 5：2.2 – 2.3 V
• 6：2.3 – 2.4 V
• 7：2.4 – 2.5 V

设计人员应选择合适的分档代码，以满足其应用对亮度和电压一致性的要求，特别是在多个LED并联使用时。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线（图1，图6），但其含义对设计至关重要。

4.1 发光强度 vs. 正向电流

在推荐工作范围内，光输出（Iv）与正向电流（IF）大致成正比。以高于20mA的电流驱动LED会增加亮度，但也会产生更多热量，需要仔细的热管理并遵守绝对最大额定值。

4.2 正向电压 vs. 正向电流

V-I特性是非线性的。正向电压具有正温度系数，这意味着在给定电流下，它会随着结温升高而略微下降。

4.3 光谱分布

发射光谱以611 nm（峰值）为中心，具有相对较窄的15 nm半宽，这是AlInGaP技术的特征，提供了饱和的橙色。

4.4 热学考量

超过35°C时0.46 mA/°C的降额系数对可靠性至关重要。在高环境温度环境或PCB设计不良的情况下，必须降低最大允许连续电流，以防止超过结温极限并加速光衰。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED符合行业标准的SMD封装外形。关键尺寸（以毫米为单位）定义了其占位面积：长度约2.0mm，宽度约1.25mm，高度约1.1mm。详细图纸规定了焊盘间距、元件高度和透镜几何形状。

5.2 极性标识

阴极有明确标记。组装时的正确方向至关重要。提供了推荐的PCB焊盘布局，以确保回流焊过程中的正确焊接和机械稳定性。

5.3 编带与卷盘包装

• 编带：元件置于8mm宽的凸起载带中。
• 卷盘：载带缠绕在标准7英寸（178mm）直径的卷盘上。
• 数量：每满盘4000片。
• 包装：符合EIA-481-1-B规范。最多允许连续两个缺失元件（空穴）。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

建议采用符合J-STD-020B的无铅回流焊温度曲线。

• 预热：120–150°C，最长120秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：在峰值温度区内最长30秒。
• 需要控制升温速率和冷却速率，以防止热冲击。

6.2 手工焊接

如需手动焊接：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个引脚最长3秒。
• 此操作应仅进行一次，以避免损坏塑料封装。

6.3 清洗

应仅使用指定的清洗剂。将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可以接受的。未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

6.4 湿度敏感性与存储

根据JEDEC J-STD-020，本产品被归类为湿度敏感等级（MSL）3级。

• 密封袋：在≤30°C和≤90% RH条件下存储。在袋子密封日期后一年内使用。
• 已开封袋：在≤30°C和≤60% RH条件下存储。必须在暴露于工厂环境条件后的168小时（7天）内完成焊接。
• 烘烤：如果湿度指示卡变粉（≥10% RH）或超过168小时车间寿命，则在使用前至少在60°C下烘烤48小时。用新的干燥剂重新密封未使用的部件。

7. 应用设计建议

7.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为获得一致的性能：

• 限流电阻：即使由恒流源驱动，也应始终为每个LED串联一个电阻来设定工作电流。这有助于补偿单个LED正向电压（Vf分档分布）的微小差异。
• 避免直接并联：不建议将多个LED直接并联而没有各自的限流（规格书中的电路模型B）。正向电压特性的微小差异可能导致显著的电流不平衡，从而导致亮度不均，并使具有最低Vf的LED可能承受过应力。
• 推荐电路（模型A）：使用一个电压源（Vcc）、一个电流设定电阻（R = (Vcc - Vf_LED) / I_LED）和LED串联。对于每个并联的LED支路重复此电路。

7.2 静电放电（ESD）防护

LED对静电放电敏感。在操作和组装过程中必须采取预防措施：

• 操作人员必须佩戴接地腕带或防静电手套。
• 所有工作站、设备和存储设施必须正确接地。
• 使用离子发生器中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。
• 遵循ANSI/ESD S20.20标准ESD控制程序。

7.3 热管理

尽管功耗较低，但正确的PCB设计可延长使用寿命：

• 在PCB上使用足够的铜面积连接到LED的散热焊盘（阴极和阳极），以充当散热器。
• 确保LED不靠近其他主要热源放置。
• 在高温应用中严格遵守电流降额曲线。

8. 典型应用场景

这款橙色LED适用于需要紧凑、明亮且可靠的指示灯或光源的各种应用，包括但不限于：

• 状态指示灯：消费电子产品、电器和工业控制面板中的电源开启、待机、充电和故障指示灯。
• 背光：小型LCD显示器的边缘照明、键盘照明以及紧凑设备中的装饰照明。
• 汽车内饰照明：仪表盘指示灯、开关照明和环境照明（需符合特定汽车标准认证）。
• 装饰阵列和简单标牌中的点光源。传感器系统：
• 作为光传感器和中断检测器中的光源。9. 常见问题解答（FAQ）

9.1 我能否直接用3.3V或5V逻辑输出来驱动这颗LED？

不，不能直接驱动。您必须始终使用一个串联限流电阻。例如，要从5V电源以20mA驱动，典型Vf为2.5V：R = (5V - 2.5V) / 0.020A = 125欧姆。使用120欧姆或130欧姆的电阻是合适的。没有电阻，过大的电流将流过，可能损坏LED。

9.2 为什么电压和强度需要分档？

制造工艺会导致半导体特性的自然变化。分档将LED分类到性能紧密匹配的组中。对于需要多个LED看起来亮度一致的应用（例如阵列），指定相同的强度分档（例如V1）至关重要。同样，在并联电路中使用相同电压分档的LED可以简化电流设定电阻的计算。

9.3 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长（λP）

是LED发射光功率最强的物理波长。主波长（λd）是基于人眼色觉（CIE图表）的计算值；它是与我们实际看到的颜色最匹配的单一波长。对于像这款橙色LED这样的单色LED，它们通常接近但不完全相同。9.4 打开防潮袋后的168小时车间寿命有多关键？

对于MSL 3级元件非常关键。超过此时间的暴露会使湿气吸收到塑料封装中。在回流焊过程中，这些湿气会迅速膨胀成蒸汽，导致内部分层、开裂（"爆米花"效应）或键合线失效。如果超过时间，必须进行烘烤以驱除湿气。

10. 技术介绍与趋势

10.1 AlInGaP技术

这款LED基于生长在透明衬底上的铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料。该技术在红、橙、琥珀和黄光波长区域特别高效，与砷化镓磷（GaAsP）等旧技术相比，提供了更高的亮度和更好的温度稳定性。使用透明衬底允许更多的光从芯片中逸出，从而提高了外量子效率。

10.2 行业趋势

SMD LED的总体趋势是：

效率提升：

• 每瓦特产生更多流明或毫坎德拉，降低功耗和热负荷。小型化：
• 更小的封装尺寸（例如0402，0201），适用于高密度PCB设计，同时保持或提高光输出。更高可靠性：
• 改进的材料和封装技术以延长工作寿命，特别是在高温高湿条件下。更严格的分档：
• 更精确的分类，为设计人员提供颜色和亮度极其一致的元件，这对于全彩显示和汽车照明等应用至关重要。集成化：
• 将驱动IC、保护元件和光学器件集成到单个封装中的LED模块不断增长，简化了终端产品设计。Growth of LED modules that incorporate driver ICs, protection components, and optics into a single package, simplifying end-product design.