0201封装蓝色贴片LED规格书 - 尺寸0.6x0.3x0.25mm - 电压2.4-3.3V - 功耗99mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了一款采用0201封装格式的微型表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的技术规格。该器件专为自动化印刷电路板（PCB）组装而设计，非常适合空间受限的应用场景。它采用氮化铟镓（InGaN）半导体材料，配合水清透镜发出蓝光，提供宽广的视角，适用于各种指示灯和背光用途。

1.1 产品特性

• 符合RoHS（有害物质限制）指令要求。
• 采用12mm载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，便于自动化贴片组装。
• 符合标准化的EIA（电子工业联盟）封装焊盘尺寸。
• 输入兼容标准集成电路（IC）逻辑电平。
• 设计兼容自动化表面贴装设备。
• 适用于红外（IR）回流焊接工艺。
• 已进行预处理，加速达到JEDEC（联合电子设备工程委员会）湿度敏感等级3级。

1.2 应用领域

本LED适用于各类需要可靠、紧凑状态指示的电子设备。典型应用领域包括：

• 通信设备（例如：无绳电话、手机）。
• 办公自动化设备（例如：笔记本电脑、网络系统）。
• 家用电器和消费电子产品。
• 工业控制和监控设备。
• 状态和电源指示灯。
• 信号和符号照明。
• 前面板和键盘背光。

2. 技术参数深度解读

2.1 绝对最大额定值

以下参数定义了可能导致器件永久性损坏的极限值。在此条件下工作无法得到保证。

• 功耗（Pd）：99 mW。这是LED封装在不超出其最高结温的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_FP）：100 mA。这是最大允许的瞬时正向电流，通常在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）规定，以防止过热。
• 直流正向电流（I_F）：30 mA。这是为保证长期可靠运行而推荐的最大连续正向电流。
• 工作温度范围（T_opr）：-40°C 至 +85°C。器件设计能够正常工作的环境温度范围。
• 储存温度范围（T_stg）：-40°C 至 +100°C。器件未通电时的储存温度范围。

2.2 电气/光学特性

这些参数在标准环境温度（T_a）25°C下测量，定义了器件的典型性能。

• 发光强度（I_V）：400 - 1040 mcd（毫坎德拉），测试条件为 I_F= 20mA。此参数衡量LED在人眼感知下的亮度，经过CIE明视觉响应曲线滤波。宽泛的范围表明采用了分档系统。
• 视角（2θ_1/2）：110度（典型值）。这是发光强度降至其轴向峰值一半时的全角。110°的视角提供了非常宽广的光发射模式。
• 峰值发射波长（λ_P）：466 nm（典型值）。光输出功率达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d）：466 - 476 nm，测试条件为 I_F= 20mA。这是最能代表人眼感知到的光色的单一波长，根据CIE色度图计算得出。
• 光谱线半宽（Δλ）：35 nm（典型值）。在最大强度一半处测得的光谱带宽（半高全宽 - FWHM）。35nm的值是InGaN蓝色LED的典型特征。
• 正向电压（V_F）：2.4 - 3.3 V，测试条件为 I_F= 20mA。LED在指定电流下工作时的压降。该范围表示不同的电压分档。
• 反向电流（I_R）：10 μA（最大值），测试条件为 V_R= 5V。施加反向偏压时的小漏电流。该器件并非为反向工作设计；此参数主要用于生产中的IR测试验证。

3. 分档系统说明

为确保生产一致性，LED根据关键参数被分类到不同的档位中。这使得设计人员能够选择满足特定颜色、亮度和正向电压要求的器件。

3.1 正向电压（V_F）分档

在20mA测试电流下分档。每个档位的容差为±0.1V。

• 档位 F4：2.4V（最小值）至 2.7V（最大值）
• 档位 F5：2.7V（最小值）至 3.0V（最大值）
• 档位 F6：3.0V（最小值）至 3.3V（最大值）

3.2 发光强度（I_V）分档

在20mA测试电流下分档。每个亮度档位的容差为±11%。

• 档位 T2：400.0 mcd（最小值）至 540.0 mcd（最大值）
• 档位 U1：540.0 mcd（最小值）至 750.0 mcd（最大值）
• 档位 U2：750.0 mcd（最小值）至 1040.0 mcd（最大值）

3.3 色调（主波长）分档

在20mA测试电流下分档。每个档位的容差为±1nm。

• 档位 AC：466.0 nm（最小值）至 471.0 nm（最大值）
• 档位 AD：471.0 nm（最小值）至 476.0 nm（最大值）

4. 性能曲线分析

规格书中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。虽然具体的图表未在文本中重现，但其含义分析如下。

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

I-V特性是非线性的，这是二极管的典型特征。正向电压（V_F）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。设计人员在设计限流电路时必须考虑这一点，以确保在整个温度范围内的稳定运行。

4.2 发光强度 vs. 正向电流

在安全工作区内，发光强度通常与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于发热增加（效率下降效应），效率可能会降低。在推荐的20mA或以下电流工作可确保最佳效率和寿命。

4.3 光谱分布

光谱输出曲线以466nm的峰值波长为中心，半高全宽约为35nm。这定义了蓝色的色纯度。用于分档的主波长是根据人眼灵敏度加权的该光谱计算得出的。

4.4 温度特性

LED性能与温度相关。发光强度通常随着结温升高而降低。工作温度范围（-40°C 至 +85°C）和储存温度范围（-40°C 至 +100°C）确保了半导体材料和封装完整性的维持。

5. 机械与包装信息

5.1 封装尺寸

该器件符合0201封装标准。关键尺寸（单位：毫米）包括：主体长度约0.6mm，宽度0.3mm，高度0.25mm。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.2mm。阳极和阴极端子有明确标识，以确保正确的PCB方向。

5.2 推荐的PCB焊盘设计

提供了适用于红外或气相回流焊接的焊盘图形（封装尺寸）。遵循此推荐的焊盘布局对于实现可靠的焊点、回流过程中的正确自对准以及LED芯片的有效散热至关重要。

5.3 载带与卷盘包装

LED以宽度为12mm的压纹载带形式提供。载带卷绕在直径为7英寸（178mm）的卷盘上。标准卷盘数量为每盘4000片，剩余批次的最小包装数量为500片。包装遵循ANSI/EIA-481规范，以确保与自动化组装设备的兼容性。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊接曲线

提供了一个符合J-STD-020B无铅工艺建议的回流曲线。关键参数包括：

• 预热：最高150-200°C。
• 预热时间：最长120秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：最长10秒（建议最多进行两次回流循环）。

必须注意，最佳曲线取决于具体的PCB设计、焊膏和炉子。提供的曲线是基于JEDEC标准的通用目标。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，由于尺寸微小，必须格外小心。建议包括：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个焊点最长3秒。
• 对PCB焊盘加热，不要直接加热LED本体。

6.3 清洗

如果需要进行焊后清洗，应仅使用指定的溶剂。在常温下将LED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 储存与湿度敏感性

本LED具有湿度敏感性（MSL 3级）。

• 密封包装：在≤30°C和≤70%相对湿度（RH）下储存。在包装日期后一年内使用。
• 已开封包装：在≤30°C和≤60% RH下储存。建议在开封后168小时（7天）内完成红外回流焊接。
• 长期储存（已开封）：储存在带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。
• 暴露时间 >168小时：LED在焊接前必须在约60°C下烘烤至少48小时，以去除吸收的水分，防止回流过程中发生\"爆米花\"效应。

7. 应用建议

7.1 典型应用电路

当使用高于其正向电压的电压源驱动时，此LED需要限流机制。最简单的方法是串联一个电阻。电阻值（R_s）可以使用欧姆定律计算：R_s= (V_电源- V_F) / I_F。例如，使用5V电源，V_F为3.0V（典型值），期望的I_F为20mA，则R_s= (5V - 3.0V) / 0.020A = 100 Ω。电阻的额定功率应至少为I_F²* R_s.

。

• 7.2 设计考量电流驱动：_F始终使用恒流源或带串联电阻的电压源驱动LED。直接连接到超过V
• 的电压源将导致电流过大并迅速失效。热管理：
• 尽管功耗较低，但确保焊盘周围有足够的PCB铜箔面积有助于散热，尤其是在高环境温度下或以较高电流驱动时。ESD防护：
• 虽然没有明确说明对静电敏感，但处理所有半导体器件时采取适当的ESD（静电放电）防护措施是良好的实践。光学设计：

110°的宽视角使其适用于需要广泛可见性的应用。对于聚焦光，可能需要外部透镜或导光结构。

8. 技术对比与差异化

本LED的主要差异化因素是其极其紧凑的0201封装尺寸和特定的蓝色色点（466-476nm主波长）。与较大封装（如0603、0805）相比，0201在PCB上可显著节省空间，实现更高密度的设计。InGaN技术提供了高效的蓝光发射。宽视角与透明透镜的结合，形成了一个明亮、漫射的光源，非常适合视角不受限制的状态指示灯应用。详细的分档系统允许在需要多个LED之间颜色或亮度严格匹配的应用中进行精确选择。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

9.1 峰值波长和主波长有什么区别？_P峰值波长（λ_d）是LED发射光功率最大的物理波长。主波长（λ_d）是一个计算值，代表单色光的波长，该单色光在人眼看来与LED发出的光颜色相同。因此，λ

对于颜色规格和分档更为相关。

9.2 我可以用30mA连续驱动这个LED吗？

虽然直流正向电流的绝对最大额定值为30mA，但已发布光学规格的典型测试条件和推荐工作点是20mA。在30mA下工作可能会产生更高的光输出，但会产生更多热量，可能缩短寿命并导致颜色偏移。为了长期可靠运行，建议将电路设计为20mA或更低。

9.3 如果器件不用于反向工作，为什么还有反向电流规格？_R反向电流（I

）规格是生产测试（IR测试）中测量的质量控制参数。它确保了半导体结的完整性。在应用中，绝不应有意施加反向电压，因为它并非设计用于阻挡显著的反向电压，可能会损坏。

9.4 订购时如何解读分档代码？

为确保收到性能一致的LED，您应根据设计要求指定正向电压（F4/F5/F6）、发光强度（T2/U1/U2）和主波长（AC/AD）的分档代码。例如，一份订单可能指定来自F5、U1、AC档位的器件，以获得中等电压、中高亮度和偏蓝色调。

10. 实际应用案例场景：设计一个紧凑型可穿戴设备状态指示灯。_F该设备PCB空间有限。需要一个蓝色电源指示灯。选择0201 LED是因为其极小的封装尺寸。设计使用3.3V微控制器GPIO引脚控制LED。串联电阻的计算使用所选电压档位的最大V_F（例如，F6档最大3.3V），以确保即使在最坏情况的V_s下也有足够的电流：R_F= (3.3V - 3.3V) / 0.020A = 0 Ω。这是不可行的。因此，必须选择较低的V_F档位（F4或F5），或者提高电源电压。选择F5档（最大V_s=3.0V）并添加一个小型升压转换器提供3.6V，则R

= (3.6V - 3.0V) / 0.020A = 30 Ω。PCB布局在LED焊盘上提供了适度的铜箔区域用于散热。LED通过12mm载带卷盘上的自动化贴片机放置到电路板上。

11. 工作原理简介

本LED是一种半导体光子器件。它基于氮化铟镓（InGaN）的异质结结构。当施加正向偏压时，电子和空穴分别从n型和p型半导体层注入到有源区。这些载流子发生辐射复合，以光子的形式释放能量。InGaN合金的具体成分决定了带隙能量，进而决定了发射光的波长（颜色）——在本例中为蓝色。水清环氧树脂透镜封装了半导体芯片，提供机械保护，并塑造光输出模式以实现指定的110度视角。

12. 发展趋势