0603封装SMD绿色LED规格书 - 尺寸1.6x0.8x0.6mm - 电压3.2V - 功率76mW

1. 产品概述

本文档提供了一款0603封装尺寸的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的完整技术规格。该器件采用氮化铟镓（InGaN）半导体材料来产生绿光。它专为自动化组装工艺设计，兼容标准的红外和气相回流焊接技术，适用于大批量电子产品制造。

该元件的核心优势包括其紧凑的封装尺寸、符合RoHS（有害物质限制）指令，以及为自动化贴装系统可靠性而设计。它适用于需要指示灯、背光或状态显示的各种消费类和工业电子应用。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些值不适用于连续工作。

功耗（Pd）：76 mW。这是LED封装在环境温度（Ta）为25°C时，作为热量可以耗散的最大总功率。
峰值正向电流（I_F(PEAK)）：100 mA。这是在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许的最大电流。超过此值可能导致立即的灾难性故障。
连续正向电流（I_F）：20 mA。这是为确保长期可靠性和稳定光输出而推荐的连续直流工作最大电流。
直流电流降额：当环境温度超过50°C时，最大允许连续电流以每摄氏度0.25 mA的速率线性下降。这对于密闭或高温环境中的热管理至关重要。
反向电压（V_R）：5 V。施加超过此值的反向偏压可能会击穿LED的PN结。
工作与存储温度：器件额定工作温度范围为-20°C至+80°C，存储温度范围为-30°C至+100°C。

2.2 光电特性

这些参数是在环境温度25°C、正向电流（I_F）为20 mA的标准测试条件下测量的，除非另有说明。

发光强度（I_V）：范围从最小值71.0 mcd到最大值450.0 mcd，并提供一个典型值。此宽范围通过分档系统（详见后文）进行管理。强度是使用经过滤光片匹配人眼明视觉响应（CIE曲线）的传感器测量的。
视角（2\u03b8_1/2）：130度。这是发光强度下降到其轴向测量值一半时的全角。130度的角度表示一种宽泛、漫射的光型，适用于指示灯应用。
峰值波长（\u03bb_P）：530 nm。这是光谱功率输出最高的波长。
主波长（\u03bb_d）：525 nm。这是从CIE色度图推导出来的，代表最能描述光感知颜色的单一波长。它是颜色一致性的关键参数。
光谱带宽（\u0394\u03bb）：35 nm。这是发射光谱在其最大功率一半处的宽度（半高全宽 - FWHM）。带宽越窄，表示颜色越纯、饱和度越高。
正向电压（V_F）：范围从2.80 V（最小值）到3.60 V（最大值），在20 mA电流下的典型值为3.20 V。此差异通过电压分档进行管理。
反向电流（I_R）：当施加5 V反向偏压时，最大为10 \u00b5A。在实际应用中，若该值显著高于此，可能表明器件已损坏。

3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED根据关键性能参数被分类到不同的“档位”中。这使得设计人员能够选择符合其应用特定公差要求的元件。

3.1 正向电压分档

单元根据其在20 mA下测量的正向电压（V_F）进行分类。各档位（D7至D10）的内部公差为\u00b10.1V。
示例：D8档包含V_F在3.00V至3.20V之间的LED。

3.2 发光强度分档

单元根据其在20 mA下测量的发光强度（I_V）进行分类。各档位（Q, R, S, T）的内部公差为\u00b115%。
示例：S档包含强度在180.0 mcd至280.0 mcd之间的LED。

3.3 主波长分档

单元根据其在20 mA下测量的主波长（\u03bb_d）进行分类。各档位（AP, AQ, AR）的内部公差为\u00b11 nm。
示例：AQ档包含主波长在525.0 nm至530.0 nm之间的LED，产生特定色调的绿光。

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），但其含义对于LED技术来说是标准的。

IV曲线：正向电流（I_F）与正向电压（V_F）之间的关系呈指数关系。超过“拐点”电压后，电压的微小增加会导致电流大幅且可能具有破坏性的增加。这就是为什么恒流驱动至关重要。
发光强度 vs. 电流：在工作范围内，光输出大致与正向电流成正比。然而，在非常高的电流下，由于热量增加，效率可能会下降。
发光强度 vs. 温度：LED的光输出随着结温的升高而降低。这对于在高环境温度下运行或热管理不佳的应用是一个关键的考量因素。
光谱分布：发射光谱大致呈高斯分布，以峰值波长为中心。主波长定义了CIE图上的感知色点。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件符合EIA标准0603封装尺寸，长度约为1.6mm，宽度约为0.8mm，高度约为0.6mm（公差\u00b10.10mm）。透镜为水白色。应查阅详细的机械图纸以获取精确的焊盘布局和元件几何形状。

5.2 极性识别

极性通常通过元件本体上的标记或封装中的不对称特征来指示。阴极通常有标记。组装时必须注意正确的极性，因为超过5V的反向偏压会损坏器件。

5.3 编带与卷盘包装

元件以8mm宽的压纹载带形式提供，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标准，确保与自动化贴片设备兼容。载带带有覆盖膜，以保护元件免受污染。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该LED兼容无铅（Pb-free）焊接工艺。建议的红外回流焊温度曲线如下：
- 预热：150\u00b0C至200\u00b0C。
- 预热时间：最长120秒，以实现热平衡和助焊剂活化。
- 峰值温度：最高260\u00b0C。
- 液相线以上时间：在峰值温度下最长10秒。回流焊操作不应超过两次。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，必须极其小心：
- 烙铁温度：最高300\u00b0C。
- 焊接时间：每个引脚最长3秒。
- 手工焊接应仅进行一次，以尽量减少对塑料封装的热应力。

6.3 清洗

应仅使用指定的清洗剂。推荐的溶剂是室温下的乙醇或异丙醇。LED应浸入时间少于一分钟。未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

6.4 存储与操作

- 存储在温度不超过30°C、相对湿度不超过70%的环境中。
- 一旦从原装的防潮袋中取出，元件应在一周内进行回流焊。
- 如需在原包装外长期存储，请使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。
- 在袋外存储超过一周的元件，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”效应。

7. 应用设计建议

7.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为确保亮度均匀，尤其是在并联多个LED时，强烈建议为每个LED串联一个限流电阻（电路模型A）。不建议直接从电压源并联驱动多个LED（电路模型B），因为各个LED之间正向电压（V_F）特性的微小差异将导致电流分配和亮度的显著不同。

7.2 静电放电（ESD）防护

LED对静电放电敏感。ESD损坏可能表现为高反向漏电流、低正向电压或完全无法发光。必须采取预防措施：
- 操作人员应佩戴接地腕带或防静电手套。
- 所有工作站、设备和工具必须正确接地。
- 使用离子发生器中和操作过程中可能在塑料透镜上积聚的静电荷。
- 遵循标准ESD操作程序（ANSI/ESD S20.20）。

7.3 热管理

尽管功耗较低（最大76mW），但正确的热设计可以延长寿命并保持稳定的光输出。确保PCB上有足够的铜面积用于散热，尤其是在高环境温度下工作或接近最大额定电流时。遵守50°C以上的电流降额规范。

8. 技术对比与考量

与GaP等旧技术相比，这种基于InGaN的绿色LED提供了更高的效率和更亮的输出。0603封装比0805或1206等旧式LED封装尺寸显著减小，可实现更高密度的PCB设计。130度的宽视角非常适合全向指示灯，而窄角LED可能更适合聚焦光束应用。与未分档或宽分档的元件相比，全面的分档系统允许在关键应用中进行更严格的颜色和亮度匹配。

9. 常见问题解答（FAQ）

问：我可以直接用5V逻辑输出来驱动这个LED吗？
答：不行。其典型V_F为3.2V，直接连接到5V会导致电流过大并损坏LED。您必须使用一个串联限流电阻。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F.

计算电阻值。
问：为什么发光强度范围这么宽（71-450 mcd）？

答：这是全生产范围。通过分档系统（Q, R, S, T），您可以购买来自特定、更窄强度范围（例如，S档：180-280 mcd）的LED，以确保您产品的一致性。
问：这个LED适合户外使用吗？

答：其工作温度范围为-20°C至+80°C。虽然它可以在许多户外条件下工作，但长时间暴露在直射阳光、湿气和紫外线辐射下可能会随时间推移使环氧树脂透镜老化。对于恶劣环境，请考虑使用带有保形涂层或专门为户外使用设计的LED。
问：如果我超过了反向电压额定值会怎样？

答：反向偏压超过5V可能导致PN结雪崩击穿，造成立即且永久性的损坏，通常是短路。

10. 设计使用案例研究
场景：为网络路由器设计状态指示灯面板。S该面板需要10个相同的亮绿色LED来显示链路活动和电源状态。为确保所有LED具有相同的亮度和颜色，设计者指定了强度分档AQ（180-280 mcd）和主波长分档

（525-530 nm）。为保证电流一致，每个LED通过一个100欧姆的串联电阻（针对3.3V电源和约20mA目标电流计算）由微控制器的GPIO引脚驱动。PCB布局包括一个连接到地平面的小型散热焊盘以利于散热。在组装过程中，工厂使用推荐的IR回流焊温度曲线，操作人员遵循ESD规程。最终结果是获得一个具有均匀、可靠指示灯的指示灯面板。

11. 工作原理

这是一种半导体光子器件。当施加超过结内建电势的正向电压时，电子和空穴被注入到有源区（InGaN量子阱）。这些载流子复合，以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由InGaN半导体材料的带隙能量决定，该能量在外延生长过程中经过设计以产生绿光（约525-530 nm）。环氧树脂透镜用于保护半导体芯片、塑造光输出光束并增强芯片的光提取效率。

12. 技术趋势
- 绿色LED的基础技术InGaN持续发展。趋势包括：效率提升：
- 正在进行的研究旨在减少“效率下降”（在较高驱动电流下效率下降）并提高内部量子效率，从而在更低功耗下实现更亮的LED。小型化：
- 封装尺寸持续缩小（例如，从0603到0402及更小），以满足超紧凑消费电子产品的需求。颜色一致性改善：
- 外延生长和分档算法的进步使得生产出的产品具有更严格的颜色公差，减少了对二次分选的需求。可靠性提高：

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。

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