SMD LED 绿色漫射 120° 视角 - 3.2x1.6x1.1mm - 3.3V - 80mW - 英文数据手册

1. 产品概述

本文件详述了一款采用扩散透镜和InGaN（氮化铟镓）技术以产生绿光的表面贴装器件（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，适用于各种电子设备中空间受限的应用场景。其主要功能是在消费类、工业及通信设备中用作状态指示灯、信号灯或前面板背光。

该LED以8mm载带包装，卷绕在直径为7英寸的卷盘上，便于高速贴片组装工艺。它符合包括RoHS（有害物质限制）在内的行业标准，并且兼容红外（IR）回流焊接工艺，适用于现代无铅生产线。

1.1 主要特性

• 符合RoHS标准的成分。
• 采用8毫米载带包装，卷绕于7英寸卷盘，适用于自动化组装。
• 标准EIA封装尺寸。
• 逻辑电平兼容（集成电路兼容）驱动要求。
• 专为兼容自动贴装设备而设计。
• 可承受红外回流焊接温度曲线。
• 已预处理至JEDEC湿度敏感等级3级。

1.2 目标应用领域

• 电信设备（例如，无绳/蜂窝电话）。
• 办公自动化设备（例如，笔记本电脑、网络系统）。
• 家用电器与室内标识牌。
• 工业设备状态指示灯。
• 通用信号与符号指示灯。
• 前面板背光。

2. Package Dimensions and Mechanical Information

该LED符合标准SMD封装外形。关键尺寸包括主体长度约3.2mm、宽度约1.6mm、高度约1.1mm，除非另有说明，公差为±0.2mm。该元件采用扩散透镜，可拓宽光发射模式，且阳极/阴极端子标识清晰，以确保正确的PCB方向。提供了推荐的PCB焊接盘布局，以确保在回流焊接过程中形成最佳的焊点并实现良好的热管理。

3. 深入技术参数分析

3.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。工作状态应始终维持在这些界限之内。

• Power Dissipation (Pd): 80 mW。这是在环境温度 (Ta) 为 25°C 时，器件能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流 (I_FP): 100 mA。这是最大瞬时正向电流，仅在脉冲条件下允许（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度），以防止过热。
• 连续正向电流 (I_F): 20 mA。这是建议的可靠连续运行最大直流电流。
• 工作温度范围: -40°C 至 +85°C。设备保证在此环境温度范围内正常工作。
• 存储温度范围： -40°C 至 +100°C。设备在此范围内存储不会发生性能退化。

3.2 电气与光学特性

这些参数是在Ta=25°C和I_F=20mA的条件下测得的，代表典型工作条件。

• 发光强度 (I_V): 355 - 1120 毫坎德拉 (mcd)。光输出使用经过滤光片匹配人眼光谱光视效率的传感器进行测量。通过分档系统来管理此宽范围。
• 视角 (2θ_1/2): 120 度（典型值）。这是光强降至其轴向峰值一半时的全角。漫射透镜形成了这种宽广、均匀的视角分布。
• 峰值发射波长 (λ_P): 523 nm（典型值）。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长 (λ_d): 520 - 535 nm。这是人眼感知到的、用于定义LED颜色（绿色）的单色波长，源自CIE色度图。
• 谱线半宽度 (Δλ): 25 nm (典型值)。该值表征光谱纯度；25nm是基于InGaN的绿色LED的典型特征。
• 正向电压 (V_F): 3.3V (典型值)，3.8V (最大值)。在20mA驱动电流下，LED两端的电压降。
• 反向电流 (I_R): 在 V =5V 时最大 10 μA。_R该器件并非为反向偏压操作而设计；此参数仅用于测试目的。

4. 分档系统说明

为确保应用中的一致性，LED 会根据关键参数进行分选（分档）。设计人员可以指定分档，以满足其对颜色和亮度均匀性的要求。

4.1 正向电压 (V_f) 等级

在 I_F=20mA 条件下分档。每档公差为 ±0.1V。
示例分档：D7 (2.8-3.0V)、D8 (3.0-3.2V)、D9 (3.2-3.4V)、D10 (3.4-3.6V)、D11 (3.6-3.8V)。

4.2 发光强度 (I_V) 等级

在 I_F=20mA。每个分档的容差为±11%。
示例分档：T2 (355-450 mcd)、U1 (450-560 mcd)、U2 (560-710 mcd)、V1 (710-900 mcd)、V2 (900-1120 mcd)。

4.3 主波长 (W_d) 等级

在 I_F=20mA。每个分档的容差为±1纳米。
示例分档：AP (520-525 纳米), AQ (525-530 纳米), AR (530-535 纳米)。

5. 性能曲线分析

典型特性曲线有助于理解器件在不同条件下的行为。这包括正向电流 (I_F) 和正向电压 (V_F)，该关系呈指数型，对于设计限流电路至关重要。发光强度与正向电流之间的关系在工作范围内通常呈线性，但在较高电流下可能因热效应而饱和。发光强度的温度依赖性表现为结温升高时输出降低，这是高功率或高密度应用中热管理的关键因素。光谱分布曲线以523nm的峰值波长为中心，并具有指定的半峰宽。

6. 组装与操作指南

6.1 焊接工艺

本器件适用于无铅工艺的红外（IR）回流焊接。建议采用符合J-STD-020B标准的温度曲线，包括预热阶段（150-200°C，最长120秒）、峰值温度不超过260°C，以及液相线以上时间（TAL）最长10秒。焊接应限制在最多两次回流循环。对于手动返修，可使用最高300°C的烙铁，时间不超过3秒，且仅限一次。必须遵循焊膏制造商的规格要求。

6.2 清洗

若焊接后需进行清洗，仅可使用指定的醇基溶剂，如乙醇或异丙醇。LED应在常温下浸泡不超过一分钟。使用未指定的化学品可能会损坏环氧树脂封装。

6.3 储存与湿敏性

作为湿敏等级3（MSL3）器件，其在防潮密封袋开封后，在≤30°C/60% RH的条件下，车间寿命为168小时（1周）。若需超出此期限储存或脱离原包装储存，在回流焊前需进行至少48小时、60°C的烘烤，以防止焊接过程中发生爆米花现象。对于长期脱袋储存，应使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。

7. 包装与卷盘规格

LED采用宽度为8mm的凸载带包装。载带卷绕在标准的7英寸（178mm）直径卷盘上。每卷盘包含2000颗器件。载带配有封盖带以密封元件口袋。包装符合ANSI/EIA-481规范。卷盘上允许的最大连续缺失元件数为两个。

8. 应用设计注意事项

8.1 驱动电路设计

LEDs are current-driven devices. To ensure consistent brightness and longevity, a constant current source or a current-limiting resistor in series with a voltage source must be used. The resistor value can be calculated using Ohm's Law: R = (V_电源 - V_F) / I_F. 使用典型 V_F 电压为3.3V，期望电流I_F 为20mA，电源电压5V，则 R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω。标准的82Ω或100Ω电阻是合适的。当并联多个LED时，强烈建议为每个LED配备独立的限流电阻，以防止因V_F.

8.2 热管理

尽管功耗相对较低（80mW），但PCB上有效的热设计仍然很重要，尤其是在高环境温度或密闭空间中。推荐的PCB焊盘布局有助于散热。确保热焊盘周围有足够的铜箔面积，并可能使用散热过孔，有助于维持较低的结温，从而保持光输出和器件寿命。

8.3 光学集成

120度扩散视角提供了宽广、柔和的发射模式，适用于需要从多个角度可见的指示灯应用。对于导光板或背光应用，透镜的扩散特性可能需要特定的光学设计以实现所需的均匀性。由其主波长分档定义的绿色，适用于状态指示（例如，电源开启、工作模式）以及需要颜色区分的通用照明。

9. 可靠性与操作注意事项

本产品适用于标准的商业和工业电子设备。对于要求极高可靠性且故障可能危及安全的应用（例如，航空、医疗生命支持、交通控制），在设计采用前必须进行特定的资格认证并与制造商协商。本器件设计不可在反向偏置条件下工作。超过绝对最大额定值，尤其是正向电流或功耗，将加速器件老化并可能导致灾难性故障。

10. 技术与市场背景

10.1 基础技术原理

该LED基于InGaN（氮化铟镓）半导体材料。当施加正向电压时，电子和空穴在半导体有源区内复合，以光子形式释放能量。合金中铟与镓的具体比例决定了带隙能量，从而决定了发射光的波长，在本例中为绿光波段（约523nm）。扩散透镜由环氧树脂或硅胶制成，并嵌入散射粒子以拓宽光束角。

10.2 比较优势

与基于AlGaInP的传统绿色LED等技术相比，InGaN具有更高的效率和更好的性能稳定性。SMD封装相较于直插式LED具有显著优势：占用空间更小、高度更低、适合自动化组装，并且与大批量回流焊接工艺的兼容性更好，从而降低了整体制造成本。

10.3 行业趋势

在小型化、能效要求以及消费电子和物联网设备中指示灯与背光应用日益普及的推动下，SMD LED市场持续增长。趋势包括发光效率的进一步提升（每瓦特光输出更高）、显示应用中颜色与亮度一致性的分档公差更严格，以及更小封装尺寸的开发。为符合全球环保法规而转向使用无铅和无卤素材料也成为标准做法。