红色0402 LED规格书 - 1.0x0.5x0.4mm - 正向电压1.6-2.4V - 功率48mW - 技术数据手册

1. 产品概述

1.1 总体说明

该LED是一款采用红色芯片制成的表面贴装红色发光二极管。封装尺寸为1.0 mm × 0.5 mm × 0.4 mm，适用于紧凑型设计。它具有宽视角，兼容标准SMT组装工艺，专为通用指示器和显示应用而设计。

1.2 特性

• 极宽的140度视角。
• 适用于所有SMT组装和焊接工艺。
• 湿度敏感等级：3级（依据JEDEC标准）。
• 符合RoHS要求，不含有害物质。

1.3 应用

• 消费电子产品中的光学指示器。
• 开关和符号背光照明。
• 通用电子标牌和显示模块。

2. 技术参数

2.1 电学和光学特性（Ts=25°C，IF=5mA条件下）

以下为正向电流5mA、环境温度25°C时测得的关键电学和光学参数：

• 光谱半带宽：典型值15 nm。该参数表示最大强度一半处的发射光谱宽度。
• 正向电压（VF）：分为8个档位，范围1.6 V至2.4 V，步进0.1 V。档位包括A1（1.6-1.7V）、A2（1.7-1.8V）、B1（1.8-1.9V）、B2（1.9-2.0V）、C1（2.0-2.1V）、C2（2.1-2.2V）、D1（2.2-2.3V）、D2（2.3-2.4V）。
• 主波长（λD）：分三个档位：F00（625–630 nm）、G00（630–635 nm）、H00（635–640 nm）。
• 发光强度（IV）：分为六个档位：A00（8–12 mcd）、B00（12–18 mcd）、C00（18–28 mcd）、D00（28–43 mcd）、E00（43–65 mcd）、F00（65–100 mcd）。
• 视角（2θ1/2）：典型值140度，提供宽广的辐射模式。
• 反向电流（IR）：在反向电压VR=5V条件下，最大10 μA。
• 热阻（RTHJ-S）：最大450 °C/W，表示结到焊点的热阻。

2.2 绝对最大额定值

为防止损坏，LED不得在以下极限值之外运行：

• 功耗（Pd）：48 mW。
• 正向电流（IF）：连续20 mA。
• 峰值正向电流（IFP）：60 mA（脉冲宽度0.1 ms，占空比1/10）。
• 静电放电（ESD，HBM）：2000 V。
• 工作温度（Topr）：-40至+85 °C。
• 存储温度（Tstg）：-40至+85 °C。
• 结温（Tj）：95 °C。

3. 分档系统

3.1 电压分档

通过分档严格控制正向电压，确保在串联和并联电路中性能一致。共有八个电压档位，范围1.6 V至2.4 V，每个档位覆盖0.1 V窗口。档位代码为A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2。

3.2 波长分档

主波长分为三档，以满足特定颜色要求：F00（625–630 nm，深红色）、G00（630–635 nm，标准红色）和H00（635–640 nm，略长波红色）。

3.3 发光强度分档

发光强度分为六个档位，为亮度选择提供灵活性。档位从A00（最低）到F00（最高），数值范围8 mcd至100 mcd。

4. 性能曲线

4.1 正向电压与正向电流的关系

曲线呈对数关系：随正向电流增大，正向电压逐渐升高。在5 mA时，典型电压大约为1.8–2.0 V，具体取决于档位。

4.2 正向电流与相对发光强度的关系

相对光输出随正向电流增大而增加。曲线在20 mA以内近乎线性，表明在典型驱动电流下具有良好的效率。

4.3 引脚温度与相对发光强度的关系

随引脚温度升高，相对发光强度下降。在85°C时，发光强度可能降至25°C时数值的80–90%左右，具体取决于电流。

4.4 引脚温度与正向电流的关系

较高温度需要对正向电流进行降额，以避免超过最高结温。

4.5 正向电流与主波长的关系

增加正向电流会导致主波长发生轻微偏移，通常向较长波长方向偏移几个纳米。

4.6 相对发光强度与波长的关系

发射光谱在625–640 nm附近有一个峰值，半宽度为15 nm，呈现窄带红色。

4.7 辐射图

辐射图显示宽达140度的角度，使该LED适用于指示器应用中的大面积照明。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LED封装尺寸为1.0 mm × 0.5 mm × 0.4 mm（长×宽×高）。顶视图显示两个电极：阳极和阴极。底视图显示不同尺寸的焊盘，便于识别。极性通过顶部的凹口或圆点标记。

5.2 极性与焊盘图案

推荐的焊盘图案包括两个焊盘：一个用于阳极（较大），一个用于阴极（较小）。正确对齐可确保极性正确。规格书中提供的布局尺寸：每个焊盘0.6 mm，间距0.5 mm。

5.3 载带与卷盘尺寸

载带宽度8 mm，元件槽间距2.00 mm。卷盘直径178 mm，宽度8.0 mm。每卷包含4000个元件。

6. 焊接与装配指南

6.1 SMT回流焊接

推荐的回流曲线包括：升温速率最高3°C/s，预热150°C至200°C持续60–120秒，然后升至峰值温度260°C（最高）并保持10秒。冷却速率最高6°C/s。从25°C到峰值总时间不超过8分钟。

6.2 手工焊接

如需手工焊接，应使用温度低于300°C的烙铁，并在3秒内完成焊接。每个LED仅允许一次手工焊接操作。

6.3 维修与返工

不建议焊接后进行维修。如无法避免，应使用双头烙铁，并确保LED特性未受影响。冷却期间避免机械应力。

6.4 一般注意事项

请勿在翘曲的PCB区域安装LED。焊接后，请勿使电路板翘曲或施加振动。不允许回流后快速冷却。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘

标准包装为每卷4000片，采用8 mm载带。载带设有进给孔和上盖带。卷盘上标示有料号、批号、分档代码、数量和日期。

7.2 防潮包装

LED装运时使用防潮袋并附干燥剂，以保持低湿度。MSL 3级要求：开袋后若存储在≤30°C/60%RH条件下，必须在168小时内使用。若超时，需在60°C下烘烤24小时方可使用。

7.3 可靠性测试摘要

产品已通过标准可靠性测试，包括回流焊接（260°C，10秒，2次循环）、温度循环（−40°C至100°C，100次循环）、热冲击（−40°C/100°C，300次循环）、高温存储（100°C，1000小时）、低温存储（−40°C，1000小时）以及寿命测试（25°C，5mA，1000小时）。失效判定标准为：VF变化>10%、IR>2倍极限值或发光强度下降>30%。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

对于指示器应用，应串联限流电阻。例如，在5V电源、5mA电流下，可选用约640Ω的电阻（假设VF≈1.8V）。如需更高亮度，可在做好热管理的前提下驱动至20mA。

8.2 ESD防护

该LED的ESD耐压为2000V（HBM）。但在操作和组装过程中，仍建议采取标准ESD防护措施（如接地、腕带、离子风机）。

8.3 热设计

尽管热阻相对较高（450°C/W），但由于功耗低，热量可控。确保焊点接触良好，并避免将LED靠近高功率热源。

9. 技术比较

9.1 与标准0402红色LED的比较

该LED提供更宽的视角（140°），优于典型的120°器件。紧密的分档选项可提供更好的颜色和亮度一致性。2 kV的ESD额定值高于许多标准LED（通常为1 kV）。热阻与类似封装相当。

10. 常见问题

10.1 推荐的正向电流是多少？

典型测试电流为5 mA，但LED可连续驱动至20 mA。脉冲驱动时，占空比10%时可达60 mA。

10.2 开袋后应如何存储LED？

存储条件：≤30°C，≤60% RH。在168小时内使用。如未使用，使用前需在60°C下烘烤24小时。

10.3 这些LED可用于户外应用吗？

工作温度范围为-40至+85°C，若做好防潮和防机械应力措施，适用于许多户外应用。

11. 实际应用示例

11.1 智能手机壳上的状态指示灯

使用0402红色LED指示充电状态。以5 mA驱动可提供足够的可视性。宽视角确保从各个角度都能看到。

11.2 汽车控制台中的背光按钮

在符号后方放置多个0402 LED，提供均匀的红色背光。紧凑尺寸允许密集排列。

12. 工作原理

12.1 红色LED工作原理

该LED基于由红色发光材料（通常为AlGaInP或GaAsP）制成的半导体结。当施加正向偏压时，电子和空穴在有源区复合，发射出能量对应于红色波长范围（625–640 nm）的光子。发光强度与电流成正比。芯片封装在透明环氧树脂或硅胶中，将光线导向外部。

13. 发展趋势

13.1 小型化与更高效率

LED封装的趋势是向更小尺寸发展，如0402甚至0201，同时不牺牲亮度或可靠性。芯片设计和荧光粉技术（用于白光LED）的进步不断提高效率。对于红色LED，改进的AlGaInP结构实现了更高的发光效率和更好的温度稳定性。未来可能包括在小型封装中集成ESD保护和更高功率能力。