反向贴装SMD橙色LED 611nm - EIA封装 - 30mA - 75mW - 中文规格书

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款高亮度、反向贴装的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的规格。该器件采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体芯片，该芯片以其在橙红色波长范围内的效率和性能而闻名。LED封装于符合标准EIA规范的封装内，配有水清透镜，专为需要可靠、稳定橙色照明的应用而设计。其主要设计优势包括兼容自动化贴片组装系统，以及适用于高温红外（IR）回流焊接工艺，使其成为现代大批量电子制造的理想选择。

2. 深度技术参数分析

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。

• 功耗（Pd）：75 mW。这是器件能够安全耗散为热量的最大功率。
• 峰值正向电流（I_FP）：80 mA。此电流仅在脉冲条件下允许，具体为占空比1/10、脉冲宽度0.1ms，适用于短暂的高强度闪光。
• 连续正向电流（I_F）：30 mA。这是连续直流操作的最大推荐电流，定义了光强测量的标准工作点。
• 反向电压（V_R）：5 V。施加超过此限值的反向电压可能击穿LED的PN结。
• 工作与存储温度范围：-55°C 至 +85°C。该器件额定为工业级温度耐受能力。
• 红外回流焊接峰值温度：最高260°C，持续时间不超过10秒，符合无铅（Pb-free）组装要求。

2.2 光电特性

关键性能参数在Ta=25°C、正向电流（I_F）为20 mA的条件下测量，除非另有说明。

• 发光强度（I_V）：范围从最小值45.0 mcd到典型值90.0 mcd。强度测量使用经过滤光片匹配明视觉（CIE）人眼响应曲线的传感器进行。
• 视角（2θ_1/2）：130度。此宽视角定义为光强降至轴向值一半时的全角，表明其具有朗伯或近朗伯发射模式，适用于区域照明或需要宽视野可见度的指示灯。
• 峰值波长（λ_P）：611 nm。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d）：605 nm。根据CIE色度坐标计算得出，此单一波长最能代表LED的感知颜色（橙色）。
• 光谱带宽（Δλ）：17 nm。此窄带宽是AlInGaP技术的特征，提供了饱和的色纯度。
• 正向电压（V_F）：典型值2.4 V，在I_F=20mA时最大值为2.4 V。设计人员在计算串联限流电阻时必须考虑此压降。
• 反向电流（I_R）：在V_R=5V时最大10 μA，表明结质量良好。
• 电容（C）：在0V偏压和1 MHz下为40 pF。此参数与高频开关或多路复用应用相关。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据在20mA下测量的发光强度进行分档。

• 分档代码 P：45.0 – 71.0 mcd
• 分档代码 Q：71.0 – 112.0 mcd
• 分档代码 R：112.0 – 180.0 mcd
• 分档代码 S：180.0 – 280.0 mcd

每个光强分档内应用+/-15%的容差。本规格书未针对此料号指定单独波长或正向电压分档，表明对这些参数有严格控制或为单档供应。

4. 性能曲线分析

虽然引用了具体的图形曲线但未在提供的文本中显示，但可以推断此类LED的典型关系，这对设计至关重要：

• I-V（电流-电压）曲线：呈现标准的指数二极管特性。正向电压具有负温度系数，意味着V_F随结温升高而略有下降。
• 发光强度 vs. 正向电流：在正常工作范围内，强度近似与正向电流成正比，但在极高电流下会因热效应和效率下降而饱和。
• 发光强度 vs. 环境温度：对于AlInGaP LED，发光强度通常随环境（及结）温度升高而降低。在高温环境中必须考虑此热降额。
• 光谱分布：一条以611 nm（峰值）为中心、半宽为17 nm的窄高斯型曲线，证实了其单色橙色输出。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与极性

该LED符合标准EIA封装外形。关键尺寸说明包括：

• 所有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。
• "反向贴装"的命名通常表示LED的主要发光面朝向印刷电路板（PCB）安装，光线通过开孔射出或被反射。确切的机械图纸将阐明透镜相对于焊盘的方向。
• 器件封装上标有极性（例如，阴极标记、缺口或圆点），必须与PCB焊盘图形正确对齐。

5.2 推荐焊盘设计

提供了建议的焊盘图形，以确保回流焊接过程中的正确焊接、机械稳定性和热释放。遵循此焊盘图形对于防止立碑（元件竖立）或焊点形成不良至关重要。

6. 组装与操作指南

6.1 焊接工艺

该器件完全兼容使用无铅焊料的红外（IR）回流焊接工艺。提供了建议的回流曲线，遵循JEDEC标准。

• 预热：150–200°C，最长120秒，以逐渐加热电路板并激活助焊剂。
• 峰值温度：最高260°C。器件不得超过此温度。
• 液相线以上时间：曲线应限制器件在焊料熔点以上的时间，以满足可靠焊点所需，通常在峰值温度下最长约10秒。
• 电烙铁：如果维修需要手工焊接，建议烙铁头最高温度为300°C，接触时间不超过3秒，且仅限一次。

6.2 清洗

如果需要进行焊后清洗，应仅使用指定溶剂。推荐使用室温下的乙醇或异丙醇，浸泡时间少于一分钟。未指定的化学品可能损坏环氧树脂透镜或封装。

6.3 存储与湿度敏感性

该LED具有湿度敏感性（MSL 2a）。

• 密封袋：在≤30°C和≤90% RH条件下存储。当带有干燥剂的原始防潮袋未开封时，保质期为一年。
• 开封袋：开封后，存储环境不应超过30°C / 60% RH。元件应在672小时（28天）内进行红外回流焊接。
• 长时间暴露：若脱离原始袋存储超过672小时，应在焊接前以约60°C烘烤至少20小时，以去除吸收的湿气并防止"爆米花"现象（回流焊接时封装开裂）。

6.4 静电放电（ESD）防护

LED易受静电放电损坏。操作防护措施包括使用接地腕带、防静电手套，并确保所有设备和工作台面正确接地。

7. 包装与订购

• 编带与卷盘：器件以8mm宽压纹载带形式供应，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。
• 每卷数量：3000片。
• 最小订购量（MOQ）：剩余数量为500片起订。
• 包装标准：符合ANSI/EIA-481规范。载带带有封盖，最多允许连续两个空穴。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用场景

此橙色LED适用于广泛的指示灯和照明应用，包括但不限于：

• 消费电子产品、工业控制面板和网络设备上的状态指示灯。
• 开关、键盘或薄膜面板上标识的背光。
• 汽车内饰照明（非关键）。
• 需要橙色颜色的标牌和装饰照明。

重要提示：该器件适用于标准电子设备。对于故障可能危及生命或健康、需要极高可靠性的应用（例如，航空、医疗生命支持、交通安全系统），需要事先咨询和认证。

8.2 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。当使用电压源驱动时，必须串联限流电阻以设定所需工作电流并防止热失控。电阻值（R_s）可使用欧姆定律计算：R_s= (V_电源- V_F) / I_F。为了在温度变化下稳定工作，推荐使用恒流驱动器，特别是对于工作在接近最大额定值或变化热环境中的设计。

8.3 热管理

虽然封装小巧，但管理75mW的最大功耗对于延长寿命和维持光输出非常重要。PCB上连接到散热焊盘（如有）或LED焊点的足够铜面积有助于将热量从结区传导出去。以低于最大30mA的电流工作可显著降低功耗和结温，延长工作寿命。

9. 技术对比与差异化

此特定LED平台的主要优势包括：

• 反向贴装能力：为创造特定光学效果或实现光源隐藏的低剖面安装提供了设计灵活性。
• AlInGaP技术：与GaAsP等旧技术相比，为橙/红色提供了更高的效率和更好的温度稳定性。
• 宽视角（130°）：提供宽广、均匀的照明，是面板指示灯的理想选择。
• 强大的组装兼容性：通过自动化贴装和标准无铅红外回流曲线认证，降低了制造复杂性和成本。

10. 常见问题解答（FAQ）

Q1: 峰值波长（611nm）和主波长（605nm）有什么区别？

A1: 峰值波长是发射光谱的物理峰值。主波长是基于人眼色觉（CIE图表）计算得出的值，最能匹配感知色调。对于此类单色LED，两者接近但不完全相同。

Q2: 我可以连续以30mA驱动此LED吗？

A2: 可以，30mA是最大连续直流正向电流额定值。然而，为了获得最佳寿命和可靠性，通常建议以较低电流（例如20mA）驱动，因为这可以降低结温和应力。

Q3: 为什么发光强度有分档系统？

A3: 制造差异会导致光输出略有不同。分档将LED按相似性能分组，使设计人员能够选择满足其亮度要求的分档，并确保产品中多个单元的一致性。

Q4: 开封袋后672小时的车间寿命有多关键？

A4: 对于可靠焊接非常重要。超过此暴露时间而未进行烘烤，可能导致吸收的湿气在回流焊接时蒸发，可能引起LED封装内部剥离或开裂。

11. 设计使用案例研究

场景：为工业路由器设计状态指示灯面板。

一位设计师需要在前面板上安装多个橙色"活动"指示灯。他们选择此LED是因为其亮度高、视角宽且兼容自动化组装。设计使用3.3V电源轨。目标标准工作电流为20mA，计算串联电阻：R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45欧姆。选择标准47欧姆电阻。PCB布局采用推荐的焊盘图形，并包含一个连接到地平面的小型散热连接以散热。LED指定为分档代码Q（71-112 mcd），以确保足够且均匀的亮度。组装好的电路板使用符合JEDEC标准的曲线通过标准无铅回流焊炉，获得了可靠的焊点，且元件未受热损伤。

12. 技术原理介绍

此LED基于生长在衬底上的铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料。当在PN结上施加正向电压时，电子和空穴在有源区复合，以光子形式释放能量——这一过程称为电致发光。晶格中铝、铟和镓的特定比例决定了带隙能量，直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中为橙色（约605-611 nm）。水清环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，塑造光输出光束（130°视角），并提高光提取效率。

13. 行业趋势与发展

SMD指示灯LED的趋势继续朝着更高效率（每单位电输入产生更多光输出）、通过更严格的分档提高颜色一致性，以及在更高温度焊接和操作条件下增强可靠性的方向发展。同时，在保持或提高光学性能的同时实现小型化的驱动力也在增强。此外，在更先进的封装中与板载电子元件（如内置限流电阻或驱动IC）集成，以简化设计，正变得越来越普遍。对于橙/红/琥珀色，使用AlInGaP仍然是主导的高性能技术，尽管对钙钛矿等新型材料的持续研究可能提供未来的替代方案。