SMD LED 橙色 AlInGaP 规格书 - 尺寸 3.2x2.8x1.9mm - 电压 1.8-2.6V - 功率 130mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料以产生橙色光输出的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的规格。这些LED采用微型封装设计，专为自动化印刷电路板（PCB）组装而优化，使其成为广泛应用于消费电子和工业电子领域空间受限应用的理想选择。

1.1 核心优势与目标市场

本系列LED的主要优势包括符合RoHS（有害物质限制）指令、兼容自动化贴片设备以及适用于红外（IR）回流焊接工艺。器件采用符合EIA（电子工业联盟）标准的8mm编带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，以实现高效制造。主要目标市场涵盖电信设备、办公自动化设备、家用电器、工业控制系统以及各种需要可靠、紧凑指示照明的室内标识和显示应用。

2. 技术参数：深度客观解读

本节详细分解了器件在规定条件下的工作极限和性能特征。

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。这些额定值在环境温度（Ta）为25°C时指定，在任何情况下均不得超过。

• 功耗（Pd）：130 mW。这是LED封装能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（IFP）：100 mA。这是允许的最大瞬时正向电流，通常在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）指定，以防止过热。
• 直流正向电流（IF）：50 mA。这是为保障长期可靠运行而推荐的最大连续正向电流。
• 反向电压（VR）：5 V。施加超过此限值的反向电压可能导致击穿并损坏LED结。规格书明确指出，该器件并非为反向工作而设计。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。保证器件在此环境温度范围内正常工作。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。器件在此范围内存储不会发生性能退化。

2.2 电气与光学特性

这些参数定义了LED在正常工作条件下（Ta=25°C，IF=20mA）的典型性能。

• 发光强度（Iv）：1260 - 2500 mcd（毫坎德拉）。这是沿中心轴测量的光输出强度。宽范围表明采用了分档系统（见第3节）。
• 视角（2θ½）：120度（典型值）。这是发光强度降至其轴向值一半时的全角，定义了光束宽度。
• 主波长（λd）：600 - 610 nm。这个单一波长值从感知上定义了发射光的橙色，源自CIE色度图。
• 光谱线半宽（Δλ）：18 nm（典型值）。这表示光谱纯度，代表发射光谱在其最大强度一半处的宽度。
• 正向电压（VF）：1.8 - 2.6 V。LED在导通20mA电流时的压降。各分档内的容差为±0.1V。
• 反向电流（IR）：10 µA（最大值）。施加5V反向电压时的小漏电流，仅与测试目的相关。

3. 分档等级系统说明

为确保生产批次的一致性，LED会根据性能进行分档。这使得设计人员能够选择满足特定电压、亮度和颜色要求的器件。

3.1 正向电压（Vf）等级

LED根据其在20mA下的正向压降进行分类。 分档代码 D2：1.8V - 2.0V 分档代码 D3：2.0V - 2.2V 分档代码 D4：2.2V - 2.4V 分档代码 D5：2.4V - 2.6V 每个分档内的容差为±0.1V。

3.2 发光强度（Iv）等级

LED根据其在20mA下的光输出强度进行分选。 分档代码 W1：1260 mcd - 1780 mcd 分档代码 W2：1780 mcd - 2500 mcd 每个分档内的容差为±11%。

3.3 主波长（Wd）等级

LED根据其精确的色点（主波长）进行分组。 分档代码 P：600 nm - 605 nm 分档代码 Q：605 nm - 610 nm 每个分档内的容差为±1 nm。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线，但其含义对设计至关重要。设计人员应参考描绘以下关系的曲线：

• 相对发光强度 vs. 正向电流：显示光输出如何随电流增加，通常呈非线性方式，在较高电流时接近饱和。
• 正向电压 vs. 正向电流：说明二极管的I-V特性，对于设计限流电路至关重要。
• 相对发光强度 vs. 环境温度：展示随着结温升高，光输出会降低，这是热管理的关键因素。
• 光谱分布：相对强度与波长的关系图，显示在主波长处的峰值以及由光谱半宽定义的形状。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LED封装在标准的SMD封装内。关键尺寸说明包括： - 透镜颜色：水清。 - 光源颜色：AlInGaP 橙色。 - 所有尺寸单位均为毫米。 - 除非另有说明，一般公差为±0.2mm。设计人员必须参考详细的机械图纸以获取精确的长度、宽度、高度和焊盘间距。

5.2 推荐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）建议。遵循此推荐的焊盘布局对于在组装过程中及之后形成良好的焊点、确保对齐和机械稳定性至关重要。

5.3 极性识别

规格书包含标记或结构特征（例如，封装上的缺口、切角或阴极标记）以识别阳极和阴极端子。器件正常工作必须确保正确的极性方向。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊参数

提供了符合J-STD-020B无铅工艺建议的回流焊温度曲线。关键参数包括： - 预热温度：150°C - 200°C。 - 预热时间：最长120秒。 - 峰值本体温度：最高260°C。 - 液相线以上时间：最长10秒（最多允许两次回流焊循环）。 这些参数是通用目标值；建议根据具体电路板进行特性分析。

6.2 手工焊接（电烙铁）

如果必须进行手工焊接： - 烙铁头温度：最高300°C。 - 焊接时间：每个引脚最长3秒。 - 应仅执行一次，以避免热应力。

6.3 存储条件

正确的存储对于防止吸湿至关重要，吸湿可能导致回流焊过程中出现“爆米花”现象。 -密封包装：在≤ 30°C和≤ 70% RH条件下存储。一年内使用。 -已开封包装：在≤ 30°C和≤ 60% RH条件下存储。 - 对于离开原始包装超过168小时的元件，建议在焊接前进行烘烤，条件为60°C至少48小时。

6.4 清洗

如果需要在焊接后进行清洗，仅使用指定的溶剂，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。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以带有保护盖带的凸起载带形式提供，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。 - 数量：每标准卷盘2000片。 - 最小起订量：剩余数量为500片。 - 包装符合ANSI/EIA-481规范。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

此LED适用于以下领域的状态指示、背光和装饰照明： - 消费电子产品（手机、笔记本电脑、家电）。 - 网络和通信设备。 - 工业控制面板和仪器仪表。 - 室内信息标识和显示屏。

8.2 设计考量与驱动方法

关键点：LED是电流驱动器件。为确保亮度一致性和使用寿命，必须使用恒流源驱动，或使用电压源串联限流电阻驱动。当并联多个LED时，强烈建议为每个LED配备独立的电阻，以防止由于单个器件之间正向电压（Vf）的自然差异导致的电流不均和亮度不一致。

9. 技术对比与差异化

与传统的GaAsP（磷砷化镓）LED技术相比，这款基于AlInGaP的橙色LED具有显著更高的发光效率，从而在相同驱动电流下实现更高的亮度。其120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光束LED不同。其与标准SMD组装和回流焊工艺的兼容性使其区别于通孔LED，实现了大批量、自动化制造。

10. 基于技术参数的常见问题解答

问：我可以直接用3.3V或5V逻辑电源驱动这个LED吗？答：不可以。您必须始终串联一个限流电阻。电阻值计算公式为 R = (Vcc - Vf) / If，其中Vcc是您的电源电压，Vf是LED的正向电压（为安全设计，请使用分档中的最大值），If是所需的正向电流（例如，20mA）。

问：为什么发光强度范围如此之宽（1260-2500 mcd）？答：这反映了生产中的离散性。分档系统（W1， W2）允许您为应用选择亮度范围更窄的器件，从而确保产品中的视觉一致性。

问：如果我超过了绝对最大额定值会怎样？答：超过这些限值，即使是短暂的，也可能导致立即或潜在的损坏。过电流会破坏半导体结。过高的反向电压会导致击穿。在温度范围外工作可能导致过早失效或参数漂移。

11. 实际设计与使用案例

案例：设计一个包含10个亮度均匀的橙色LED的状态指示面板。 1. 电路设计：使用恒流驱动器，或者为简化起见，使用电压轨（例如5V）并为每个LED配备专用的限流电阻。对于分档D4（VF最大2.4V）在20mA下：R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130欧姆。使用下一个标准值（例如150欧姆）以获得略为安全的电流。 2.元件选型：订购时指定所需的分档：例如，LTST-M670VFKT，分档为D4（确保电压一致）、W2（高亮度）和P（特定橙色色调）。 3.PCB布局：遵循规格书中的推荐焊盘布局，以确保焊接可靠性。 4.组装：遵循红外回流焊温度曲线指南。如果组装后电路板需要存储，请确保满足存储条件。

12. 原理简介

此LED基于半导体中的电致发光原理工作。AlInGaP材料形成p-n结。当施加正向电压时，来自n区的电子和来自p区的空穴被注入结区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。铝、铟、镓和磷的特定组成决定了半导体的带隙能量，这直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中，处于橙色光谱（约605 nm）。水清透镜封装并保护半导体芯片，同时允许光线射出。

13. 发展趋势

此类SMD指示LED的总体发展趋势是追求更高的发光效率（每瓦电输入产生更多的光输出），从而在相同亮度下实现更低的功耗。同时，在保持或改善光学性能的前提下，持续推动小型化。此外，封装材料和工艺的进步旨在提高可靠性、热性能以及与无铅和高温焊接温度曲线的兼容性。跨制造商的封装尺寸和电气特性的标准化简化了工程师的设计和采购流程。