SMD LED 0603 绿色发光二极管规格书 - 尺寸 1.6x0.8x0.6mm - 电压 2.8-3.8V - 功率 80mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款采用标准0603封装的微型表面贴装器件 (SMD) 发光二极管 (LED) 的规格。该元件专为自动化印刷电路板 (PCB) 组装而设计，是空间受限应用的理想选择。该LED采用氮化铟镓 (InGaN) 半导体材料发出绿光，提供明亮高效的光源，适用于广泛的现代电子设备。

1.1 核心优势与目标市场

该LED的主要优势包括其极其紧凑的尺寸、与自动化贴片机的兼容性以及适用于大批量红外 (IR) 回流焊接工艺。其设计符合RoHS (有害物质限制) 指令。目标市场涵盖消费电子、电信、计算机和工业设备。典型应用包括状态指示灯、前面板和键盘的背光、信号照明以及手机、笔记本电脑、网络硬件、家用电器和室内标牌等设备中的装饰性照明。

2. 技术参数：深度客观解读

本节详细分解了LED的电气、光学和热特性。理解这些参数对于可靠的电路设计和系统集成至关重要。

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。这些值在环境温度 (Ta) 为25°C时指定。

• 功耗 (Pd)：80 mW。这是LED封装在不超出其热极限的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流 (I_FP)：100 mA。这是最大允许瞬时正向电流，通常在脉冲条件下指定 (1/10占空比，0.1ms脉冲宽度) 以防止过热。
• 直流正向电流 (I_F)：20 mA。这是正常操作时推荐的最大连续正向电流。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。保证LED在此环境温度范围内正常工作。
• 储存温度范围：-40°C 至 +100°C。器件可在此范围内无外加电源储存。

2.2 电气与光学特性

这些是典型性能参数，测量条件为Ta=25°C，I_F=20mA，除非另有说明。

• 发光强度 (I_V)：450 - 1400 mcd (毫坎德拉)。这是人眼感知的LED亮度度量。宽范围表明该器件有不同的亮度分档 (见第3节)。
• 视角 (2θ_1/2)：110 度 (典型值)。这是发光强度为轴向 (0度) 测量值一半时的全角。110度角表示宽广、漫射的观看模式。
• 峰值发射波长 (λ_P)：518 nm (典型值)。这是光输出功率达到最大值时的波长。
• 主波长 (λ_d)：520 - 535 nm。这是人眼感知的、与LED光输出颜色最匹配的单色光波长。它是颜色规格的关键参数。
• 光谱线半宽 (Δλ)：35 nm (典型值)。这表示发射光的光谱纯度或带宽，以发射光谱的半高全宽 (FWHM) 测量。
• 正向电压 (V_F)：2.8 - 3.8 V (在 I_F=20mA时)。这是LED导通电流时两端的电压降。该范围对应不同的电压分档。
• 反向电流 (I_R)：10 μA (最大值) (在 V_R=5V时)。LED并非为反向偏压操作而设计。此参数主要用于质量保证测试。

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选到不同的档位中。这使得设计人员能够选择满足特定亮度、颜色和电压要求的元件。

3.1 正向电压 (V_F) 分档

LED根据其在20mA下的正向压降进行分类。每个档位的容差为±0.1V。档位包括：D7 (2.8-3.0V)、D8 (3.0-3.2V)、D9 (3.2-3.4V)、D10 (3.4-3.6V) 和 D11 (3.6-3.8V)。选择相同 V_F档位的LED有助于确保多个LED并联时亮度均匀。

3.2 发光强度 (I_V) 分档

LED按亮度分为五个强度档位，每个档位容差为±11%。档位包括：U1 (450-560 mcd)、U2 (560-710 mcd)、V1 (710-900 mcd)、V2 (900-1120 mcd) 和 W1 (1120-1400 mcd)。这允许根据应用亮度要求进行选择。

3.3 主波长 (λ_d) 分档

绿光的颜色 (色调) 通过主波长分档来控制，每个档位容差为±1nm。档位包括：AP (520-525 nm)、AQ (525-530 nm) 和 AR (530-535 nm)。这确保了显示器或指示灯阵列中多个LED的颜色一致性。

4. 性能曲线分析

LED特性的图形表示提供了在不同条件下其行为的更深入见解。规格书包含以下关系的典型曲线 (具体图表请参阅原始文档)。

4.1 正向电流与正向电压关系 (I-V 曲线)

此曲线显示了流过LED的电流与其两端电压之间的指数关系。它是非线性的，意味着电压的微小变化会导致电流的巨大变化。这就是为什么LED应由限流源驱动，而不是恒压源。

4.2 发光强度与正向电流关系

此图说明了光输出 (以mcd为单位) 如何随正向电流增加而增加。在一定范围内通常是线性的，但在非常高的电流下，由于热效应和效率下降，会达到饱和。

4.3 发光强度与环境温度关系

此曲线展示了光输出的热依赖性。通常，发光强度随着环境温度升高而降低。理解这种降额对于在高温环境下运行的应用至关重要。

4.4 光谱分布

此图显示了在不同波长下发射的相对光功率。它以峰值波长 (518 nm) 为中心，并具有由半宽 (35 nm) 定义的特征形状。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用标准EIA 0603封装。关键尺寸 (单位：毫米) 包括：本体长度1.6mm，宽度0.8mm，高度0.6mm。阳极和阴极端子有明确标记。除非另有规定，所有尺寸公差为±0.1mm。原始规格书中提供了详细的尺寸图。

5.2 推荐PCB焊盘布局

提供了焊盘图形，用于设计PCB上的焊盘。此图形针对红外回流焊接工艺中的可靠焊接进行了优化，确保形成正确的焊角并保持机械稳定性。

5.3 极性识别

LED封装上有标记或特定形状 (通常是凹口或绿点) 来识别阴极端子。组装时必须注意正确的极性以确保正常工作。

6. 焊接与组装指南

6.1 推荐红外回流焊温度曲线

对于无铅焊接工艺，推荐符合J-STD-020B标准的特定回流温度曲线。关键参数包括预热区 (150-200°C，最长120秒)、峰值温度不超过260°C，以及适合所用焊膏的液相线以上时间 (TAL)。该元件最多可承受此曲线两次。

6.2 储存条件

未开封的湿敏器件应储存在≤30°C和≤70% RH条件下，并在一年内使用。一旦防潮袋打开，LED应储存在≤30°C和≤60% RH条件下。暴露在环境空气中超过168小时的元件，在回流焊前需要进行烘烤程序 (约60°C，至少48小时)，以防止焊接过程中出现“爆米花”现象或分层。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，只能使用指定的醇基溶剂，如乙醇或异丙醇，在常温下清洗时间不超过一分钟。未指定的化学品可能会损坏LED封装。

6.4 手工焊接

如果需要手工焊接，烙铁温度不应超过300°C，每个端子的焊接时间应限制在最多3秒。手工焊接只能进行一次。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以12mm宽的压纹载带形式提供，卷绕在7英寸 (178mm) 直径的卷盘上。每卷包含4000片。编带和卷盘尺寸符合ANSI/EIA-481标准，以确保与自动化组装设备的兼容性。

7.2 最小订购量

标准包装数量为每卷4000片。对于剩余数量，最小包装数量为500片。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

LED是电流驱动器件。为保持亮度一致，特别是当多个LED并联使用时，每个LED应通过其自身的串联限流电阻驱动。直接从微控制器引脚驱动LED时，需要确保引脚的电流源/灌能力以及LED链的总 V_F在系统电压限制范围内。

8.2 设计考量

• 限流：始终使用串联电阻或恒流驱动器将工作电流设置为20mA或更低，以进行连续操作。
• 热管理：虽然封装很小，但如果工作在高环境温度或接近最大电流时，应确保足够的PCB铜面积或散热过孔，以维持性能和寿命。
• ESD防护：尽管未明确说明，但在组装过程中应遵守半导体器件的标准静电放电 (ESD) 操作预防措施。

9. 技术对比与差异化

这款基于InGaN技术的0603绿色LED具有多项关键优势。与AlGaInP (用于红/黄光) 等旧技术相比，InGaN为绿光和蓝光波长提供了更高的效率和亮度。0603封装是最小的标准化SMD LED封装之一，与0805或1206等更大封装相比，可显著节省空间。其110度的宽视角使其适用于需要广泛可见性的应用，这与用于聚焦照明的窄角LED不同。

10. 常见问题解答 (基于技术参数)

10.1 我可以用5V电源直接驱动这颗LED吗？

不可以。将5V电源直接连接到LED两端会导致过大电流流过，很可能立即将其烧毁。您必须始终使用串联限流电阻。电阻值可以使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F。例如，使用5V电源，V_F为3.2V，期望的 I_F为20mA：R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 欧姆。标准的91欧姆或100欧姆电阻将是合适的。

10.2 为什么发光强度范围如此之宽 (450-1400 mcd)？

此范围代表了所有产品的总分布范围。通过分档过程 (第3.2节)，LED被分选到特定的、更窄的亮度范围 (例如U1、V2、W1)。设计人员在订购时可以指定特定的分档代码，以保证其应用中获得一致且可预测亮度的LED。

10.3 峰值波长和主波长有什么区别？

峰值波长 (λ_P) 是LED发射最多光功率的物理波长，由光谱仪测量。主波长 (λ_d) 是一种心理物理度量；它是单色光的波长，该单色光在人眼看来与LED的宽光谱输出具有相同的颜色。λ_d在视觉应用的颜色规格中更为相关。

11. 实际设计与使用案例

场景：为网络路由器设计一个多LED状态指示面板。该面板需要10个绿色LED来指示不同端口的链路活动。均匀的亮度和颜色对于专业外观至关重要。

1. 元件选择：指定来自相同强度档位 (例如 V1: 710-900 mcd) 和相同主波长档位 (例如 AQ: 525-530 nm) 的LED，以确保视觉一致性。
2. 电路设计：设计十个相同的驱动电路，每个电路由LED与一个限流电阻串联组成。将每个电路连接在微控制器GPIO引脚和地之间。电阻值根据微控制器的输出高电平电压 (例如3.3V) 和LED从其电压档位得出的典型 V_F计算。
3. PCB布局：使用推荐的焊盘图形。确保LED之间有足够的间距，以实现均匀的光分布并防止热串扰。
4. 组装：遵循红外回流焊温度曲线指南。组装后，如有必要，使用异丙醇进行清洗。

12. 原理简介

LED是一种半导体p-n结二极管。当施加正向电压时，来自n型区的电子和来自p型区的空穴被注入到结区。当这些载流子复合时，它们会释放能量。在标准二极管中，此能量以热的形式释放。在LED中，选择的半导体材料 (本例中为InGaN) 使得此能量主要以光子 (光) 的形式释放。发射光的特定波长 (颜色) 由半导体材料的带隙能量决定。宽视角是通过LED芯片的几何形状和封装透镜的特性实现的。

13. 发展趋势

用于指示灯应用的SMD LED的总体趋势是朝着更小的封装尺寸 (例如0402、0201) 发展，以实现更高密度的PCB设计。通过更严格的分档公差，不断提高发光效率 (每单位电功率输入产生更多的光输出) 和改善颜色一致性是持续的努力方向。此外，封装材料的进步旨在提高其在更高温度回流焊曲线下的可靠性，并增强对湿度和热循环等环境因素的抵抗力。