橙色SMD LED规格书 - EIA标准封装 - 5V反向电压 - 75mW功耗 - 605nm主波长 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了一款采用AlInGaP（铝铟镓磷）芯片技术的高亮度、表面贴装橙色LED的规格。该器件设计用于兼容自动化组装工艺和红外回流焊接，适用于大批量生产。它是一款符合RoHS标准的绿色产品，采用8mm载带包装，卷盘直径为7英寸。

1.1 核心优势

• 超高亮度输出：在紧凑的封装内提供高发光强度。
• 工艺兼容性：设计用于自动贴装设备和标准的红外回流焊温度曲线。
• 集成电路兼容：适合直接与集成电路接口。
• 标准化封装：符合EIA（电子工业联盟）标准尺寸。

1.2 目标应用

本LED适用于通用电子设备，包括但不限于状态指示灯、背光照明、面板照明以及消费电子、办公设备和通信设备中的装饰性照明。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

以下额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。不保证在此条件下工作。

• 功耗（Pd）：在Ta=25°C时为75 mW。
• 峰值正向电流（I_F(峰值)）：80 mA（脉冲，占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）。
• 连续正向电流（I_F）：30 mA DC。
• 降额系数：从50°C环境温度开始，线性降额0.4 mA/°C。
• 反向电压（V_R）：5 V。
• 工作温度范围（T_工作）：-30°C 至 +85°C。
• 储存温度范围（T_储存）：-40°C 至 +85°C。
• 红外焊接条件：可承受260°C峰值温度5秒钟。

2.2 电气与光学特性

典型性能参数在环境温度（Ta）为25°C、正向电流（I_F）为5mA的条件下测量，除非另有说明。

• 发光强度（I_V）：范围从最小值11.2 mcd到最大值71.0 mcd，典型值由分档代码定义。
• 视角（2θ_1/2）：130度。这是发光强度降至轴向值一半时的全角。
• 峰值发射波长（λ_P）：典型值为611 nm。
• 主波长（λ_d）：范围从597 nm到612 nm，典型值为605 nm。这定义了感知的颜色。
• 光谱线半宽（Δλ）：大约17 nm，表示所发射橙色光的光谱纯度。
• 正向电压（V_F）：典型值为2.3 V，在I_F=5mA时最大为2.3 V。
• 反向电流（I_R）：在V_R=5V时最大为10 μA。
• 电容（C）：在0V偏压和1 MHz频率下测量，典型值为40 pF。

3. 分档系统说明

LED的发光强度被分档，以确保同一生产批次内的一致性。分档代码定义了在5mA下测量的最小和最大发光强度。

• 分档代码 L：11.2 mcd（最小）至 18.0 mcd（最大）
• 分档代码 M：18.0 mcd 至 28.0 mcd
• 分档代码 N：28.0 mcd 至 45.0 mcd
• 分档代码 P：45.0 mcd 至 71.0 mcd

每个强度分档适用+/-15%的容差。该系统允许设计人员为其应用选择所需亮度级别的LED。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体图表（例如，图1，图6），但可以从参数推断出典型的性能趋势：

• 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：LED表现出典型的指数I-V关系。在5mA时指定的V_F约为2.3V是典型的工作点。
• 发光强度 vs. 正向电流：强度通常随正向电流增加而增加，但工作必须保持在绝对最大额定值以内，以防止损坏和效率损失。
• 温度依赖性：发光输出通常随结温升高而降低。正向电流的降额系数（在50°C以上为0.4 mA/°C）对于高温环境下的热管理至关重要。
• 光谱分布：发射光谱集中在605-611 nm（橙色）附近，半宽相对较窄，为17 nm，提供饱和的颜色。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LED封装在符合EIA标准的表面贴装封装中。所有尺寸均以毫米为单位，除非另有说明，一般公差为±0.10 mm。透镜为水清透明。

5.2 极性识别与焊盘设计

规格书包含建议的焊接焊盘布局尺寸，以确保在回流焊过程中形成正确的焊点并保持机械稳定性。极性通过封装标记或阴极/阳极焊盘设计指示（请参阅封装图纸）。正确的极性连接对于器件工作至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接温度曲线

为无铅（SnAgCu）焊接工艺提供了推荐的红外（IR）回流温度曲线。关键参数包括：

• 预热：升温至120-150°C。
• 预热时间：最长120秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：在峰值温度下最长5秒。

遵循此温度曲线对于防止LED封装和内部芯片受到热损伤至关重要。

6.2 储存与处理

• 储存条件：建议不超过30°C和70%相对湿度。
• 湿度敏感性：从原始包装中取出的LED应在一周内进行回流焊。如需更长时间储存，请使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。如果未包装储存超过672小时，建议在组装前在60°C下烘烤24小时。
• 清洁：如有必要，仅在室温下用乙醇或异丙醇清洁，时间少于一分钟。避免使用未指定的化学品。

7. 包装与订购信息

• 载带与卷盘：以8mm宽压纹载带形式提供，卷盘直径为7英寸（178mm）。
• 每卷数量：3000片。
• 最小起订量（MOQ）：剩余数量为500片。
• 包装标准：符合ANSI/EIA 481-1-A-1994规范。空穴用盖带密封。

8. 应用设计建议

8.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为了确保并联驱动多个LED时亮度均匀，强烈建议为每个LED使用一个串联限流电阻（电路模型A）。不建议直接并联驱动LED而不使用单独的电阻（电路模型B），因为各个LED之间正向电压（V_F）特性的微小差异会导致电流分配和亮度的显著差异。

8.2 静电放电（ESD）防护

本器件对静电放电敏感。ESD损伤可能表现为高反向漏电流、低正向电压或在低电流下不发光。预防措施包括：

• 使用导电腕带或防静电手套。
• 确保所有设备、工作站和储存架正确接地。
• 使用离子发生器中和LED透镜上的静电荷。

要检查潜在的ESD损伤，请验证LED是否点亮，并在低电流（例如0.1mA）下测量其正向电压（V_F）。一个"良好"的AlInGaP LED在此条件下通常应具有V_F> 1.4V。

8.3 热管理

尽管功耗相对较低（最大75mW），但适当的PCB布局以及必要时使用散热过孔有助于散热，尤其是在高环境温度或接近最大额定电流下工作时。请遵循环境温度50°C以上的电流降额曲线。

9. 技术对比与差异化

与传统的GaAsP（磷化镓砷）LED等技术相比，这款基于AlInGaP的LED在橙色光谱范围内提供了显著更高的发光效率和亮度。其水清透明透镜（相对于漫射或有色透镜）最大限度地提高了光输出。其与标准SMT组装和回流工艺的兼容性，相比需要手动焊接或特殊处理的器件具有成本优势。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 我可以直接从3.3V或5V逻辑输出驱动这个LED吗？

不可以，必须使用限流电阻。典型正向电压约为2.3V。将其直接连接到高于V_F的电压源会导致过大电流，可能损坏LED。始终使用串联电阻，计算公式为 R = (V_电源- V_F) / I_F.

10.2 为什么发光强度有分档系统？

制造差异会导致光输出的微小差异。分档将LED按相似性能分组，使设计人员能够为其产品选择一致的亮度级别，并避免相邻LED之间的可见差异。

10.3 峰值波长和主波长有什么区别？

峰值波长（λ_P）是光谱功率分布达到最大值时的波长（典型值611 nm）。主波长（λ_d）源自CIE色度图，代表与LED感知颜色（典型值605 nm）相匹配的纯光谱色的单一波长。主波长对于颜色规格更为相关。

11. 实用设计案例研究

场景：设计一个状态指示面板，包含10个亮度均匀的橙色LED，由5V电源轨供电。
设计步骤：
1. 选择分档：选择分档"M"，以获得18-28 mcd的中等强度。
2. 设定工作电流：选择 I_F= 5mA（分档测试条件，确保指定亮度）。
3. 计算串联电阻：R = (5V - 2.3V) / 0.005A = 540 欧姆。使用最接近的标准值（例如560欧姆）。
4. 每个LED的功耗：P = V_F* I_F≈ 2.3V * 0.005A = 11.5 mW，远低于75mW的限制。
5. PCB布局：遵循建议的焊盘尺寸。将所有10个LED及其各自的560欧姆电阻从5V电源轨并联到地。
6. 组装：遵循推荐的IR回流温度曲线。如果未立即使用，请将打开的卷盘存放在干燥柜中。

12. 技术原理介绍

这款LED基于生长在衬底上的AlInGaP半导体材料。当施加正向电压时，电子和空穴被注入有源区，在那里复合并以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了带隙能量，这直接对应于发射光的波长（颜色）——在本例中为橙色光谱（约605 nm）。水清透明环氧树脂透镜封装芯片并有助于光提取。

13. 行业趋势

SMD LED的总体趋势是提高效率（每瓦更多流明）、通过更严格的分档改善颜色一致性，以及在更高温度和电流条件下提高可靠性。同时，也注重增强与无铅、高温回流工艺的兼容性。小型化仍在继续，但对于标准指示灯应用，像这种EIA标准的封装因其坚固性、易于处理和成熟的组装基础设施而仍然流行。