1. 产品概述
本文件提供了一款专为自动化组装工艺设计的高亮度表面贴装LED的完整技术规格。该器件采用先进的AlInGaP半导体技术，实现红橙色光发射。其设计旨在确保在各种对空间、效率和稳定光输出有严格要求的现代电子应用中的可靠性和性能。
1.1 特性
- 符合RoHS环保指令。
- 采用圆顶透镜以实现优化的光分布。
- 采用超高亮度AlInGaP芯片，实现高发光效率。
- 采用行业标准8毫米载带，卷装于7英寸卷盘，适用于自动化贴装。
- 封装符合EIA标准。
- 设计用于与集成电路兼容（I.C. compatible）。
- 适用于自动贴装设备。
- 可承受红外（IR）回流焊接工艺。
1.2 应用领域
该LED适用于多种应用，包括：
- Telecommunication equipment, office automation systems, home appliances, and industrial control panels.
- 键盘和按键的背光照明。
- 状态与电源指示灯。
- 微型显示器和面板指示器。
- 信号与符号照明。
2. Package Dimensions and Configuration
该器件采用标准表面贴装封装。关键尺寸包括长度、宽度和高度，除非另有说明，典型公差为±0.1mm。透镜为无色透明，光源颜色为AlInGaP红橙色。详细机械图纸规定了所有关键尺寸，是PCB布局设计过程中不可或缺的一部分。
3. 技术参数与特性
除非另有说明，所有额定值和特性均在环境温度(Ta)为25°C的条件下定义。
3.1 绝对最大额定值
超出这些限制的应力可能会对器件造成永久性损坏。
- 功耗：75 mW
- 峰值正向电流（1/10占空比，0.1ms脉冲）：80 mA
- 连续直流正向电流：30 mA
- 反向电压：5 V
- 工作温度范围：-30°C 至 +85°C
- 存储温度范围：-40°C 至 +85°C
- 红外焊接条件：最高 260°C，持续 10 秒。
3.2 建议的红外回流焊温度曲线
对于无铅焊接工艺，建议采用峰值温度为260°C、最长持续时间为10秒的回流焊温度曲线。该曲线应包含适当的预热和冷却阶段，以最大限度地减少对元件和印刷电路板的热应力。
3.3 电气与光学特性
在标准测试条件下测得的典型性能参数（IF=20mA）。
- 发光强度 (Iv): 300 mcd (最小值), 1050 mcd (典型值)
- 视角 (2θ1/2): 25 度
- 峰值发射波长 (λP): 621 nm (典型值)
- 主波长 (λd): 615 nm (典型值)
- 谱线半宽 (Δλ): 18 nm (典型值)
- 正向电压 (VF): 2.0 V (典型值), 2.4 V (最大值)
- 反向电流 (IR): 在 VR=5V 时，最大值为 10 μA
测量说明： 光强使用近似于 CIE 明视觉响应曲线的传感器-滤光片组合进行测量。视角定义为光强降至轴向值一半时的偏轴角。主波长由 CIE 色度坐标推导得出。
3.4 静电放电 (ESD) 注意事项
本设备对静电放电敏感。必须遵循正确的ESD处理程序，包括使用接地腕带、防静电手套，并确保所有设备和工作站正确接地，以防损坏。
4. Bin Ranking System
为确保生产中的颜色和亮度一致性，器件会根据发光强度进行分档。
4.1 发光强度分档代码
对于红橙色，在20mA电流下测量。每个分档内的容差为+/-15%。
- R: 112.0 - 180.0 mcd
- S: 180.0 - 280.0 mcd
- T: 280.0 - 450.0 mcd
- U: 450.0 - 710.0 mcd
- V: 710.0 - 1120.0 毫坎德拉
- W: 1120.0 - 1800.0 毫坎德拉
- X: 1800.0 - 2800.0 毫坎德拉
- Y: 2800.0 - 4500.0 mcd
这种分档方式允许设计人员根据其特定应用选择合适的光强等级，从而在成本与性能要求之间取得平衡。
5. 典型性能曲线
图形数据能更深入地揭示器件在不同条件下的行为特性。关键曲线通常包括：
- Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: 展示了光输出如何随驱动电流增加而增加，突显了非线性关系以及电流调节的重要性。
- 相对发光强度与环境温度关系图： 展示了光输出的热降额特性，这对于在高温环境下运行的设计至关重要。
- 正向电压与正向电流： 展示了二极管的IV特性，这对于设计限流电路至关重要。
- 光谱分布： 相对辐射功率与波长的关系图，显示了AlInGaP LED以621nm为中心的窄发射带特性。
分析这些曲线有助于工程师预测实际性能、管理热效应，并优化驱动电路以提高效率和延长寿命。
6. User Guide and Handling Instructions
6.1 清洁
未指定的化学清洁剂可能会损坏LED封装。如果焊接后必须进行清洁，请将LED在室温下浸入乙醇或异丙醇中，时间不超过一分钟。除非经过专门验证，否则应避免使用强效溶剂或超声波清洗。
6.2 推荐的PCB焊盘布局
本文提供了推荐的PCB焊盘布局（封装），以确保形成良好的焊点、机械稳定性和散热性能。遵循此设计可最大限度地减少立碑现象，并确保回流焊后可靠的电气连接。
6.3 载带和卷盘包装规格
元件采用压纹载带包装，并配有保护盖带。关键包装细节包括：
- 卷盘直径：7英寸。
- 料袋间距：按8mm载带规格定义。
- 每卷数量：1500件（标准满卷）。
- 最小包装数量：剩余卷为500件。
- 缺失元件：最多允许连续两个空位。
- 标准：包装符合 ANSI/EIA-481 规范。
此包装与标准自动化表面贴装技术 (SMT) 组装设备兼容。
7. 重要注意事项与应用说明
7.1 预期应用
本LED设计用于标准商业和消费类电子设备。不适用于故障可能危及生命或健康的安全关键型应用（例如，航空、医疗生命支持、运输安全系统）。此类高可靠性用途需进行咨询。
7.2 储存条件
Sealed Package: 储存于≤30°C且相对湿度≤90%的环境中。在带干燥剂的防潮袋中，保质期为一年。
已开封包装： 对于从防潮袋中取出的元器件，储存环境不得超过30°C和60%相对湿度。元器件应在一周内进行红外回流焊（湿度敏感等级3，MSL 3）。若储存超过一周，需使用带干燥剂的密封容器或氮气干燥柜。对于开封后储存超过一周的元器件，在焊接前需在约60°C下烘烤至少20小时，以防止回流焊过程中出现“爆米花”现象。
7.4 焊接指南
详细的焊接参数对可靠性至关重要。
- Reflow Soldering (Recommended):
- 预热温度：150-200°C
- 预热时间：最长120秒。
- 峰值温度：最高260°C。
- 液相线以上时间：最长10秒。
- 回流次数：最多两次回流循环。
- 手工焊接（烙铁）：
- 烙铁头温度：最高300°C。
- 接触时间：每个焊盘最多3秒。
- 返修次数：仅限一次。
最佳回流焊曲线取决于具体的PCB设计、锡膏和炉体。所提供的参数基于JEDEC标准，可作为可靠的起始参考。建议针对具体组装线进行特性分析。
7.5 驱动方法
LED是电流驱动器件。为确保多个LED并联时亮度均匀，必须在每个LED上串联一个限流电阻。直接从电压源驱动LED而不进行电流调节，会因不同器件间正向电压（VF）的自然差异导致亮度不一致和潜在的过流损坏。串联电阻值根据欧姆定律计算：R = (电源电压 - LED正向电压) / 期望电流。
8. 应用建议与设计考量
8.1 热管理
尽管功耗相对较低，仅为75mW，但在PCB上进行有效的热管理对于保持长期可靠性和稳定的光输出至关重要，尤其是在高环境温度下或以最大电流驱动时。确保LED焊盘周围有足够的铜箔面积有助于散热。
8.2 光学设计
25度的视角提供了相对聚焦的光束。对于需要更宽照明的应用，可能需要使用导光板或扩散片等二次光学元件。透明透镜适用于LED芯片本身不可见或采用混色设计的应用。
8.3 电路保护
除了串联限流电阻外，如果电源连接可由用户操作，应考虑加入反极性保护。在电气噪声环境中，可能需要采用瞬态电压抑制（TVS）二极管或其他保护电路。
9. 技术与工作原理
该LED基于铝铟镓磷（AlInGaP）半导体材料。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴在有源区复合，以光子的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了其带隙能量，这直接对应于发射光的波长——在本例中，位于红橙色光谱范围内（约615-621 nm）。AlInGaP技术以其高内量子效率和在红色到琥珀色范围内的优异性能而闻名，与GaAsP等旧技术相比，提供了更高的亮度和稳定性。
10. 基于技术参数的常见问题
问：我可以持续以30mA的电流驱动这个LED吗？
答：可以，30mA是其最大额定连续直流正向电流。为获得最佳使用寿命，通常建议在或低于典型的20mA测试条件下驱动。
问：使用5V电源时，我应该使用多大的电阻值？
A: 使用典型正向电压VF为2.0V，期望电流为20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 欧姆。标准的150Ω电阻是合适的。务必使用最大VF（2.4V）进行计算，以确保最小电流满足您的应用需求。
Q: 温度如何影响亮度？
A: 发光强度随着结温升高而降低。性能曲线显示了这种降额特性。充分的散热以及避免在高温环境下以最大电流运行，是保持输出一致性的关键。
Q: 这款LED是否适用于脉冲操作？
答：是的，在低占空比（1/10）和短脉冲宽度（0.1毫秒）条件下，它可以承受80毫安的峰值正向电流。这可用于多路复用或实现感知上的更高亮度。
LED规格术语
LED技术术语完整解释
光电性能
| 术语 | 单位/表示法 | 简要说明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| 发光效能 | lm/W (流明每瓦) | 每瓦电力的光输出，数值越高表示能效越高。 | 直接决定能效等级和电费成本。 |
| Luminous Flux | lm (流明) | 光源发出的总光量，通常称为“亮度”。 | 判断光线是否足够明亮。 |
| 视角 | °（度），例如：120° | 光强降至一半时的角度，决定了光束宽度。 | 影响照明范围与均匀性。 |
| CCT (色温) | K (开尔文)，例如 2700K/6500K | 光线的暖/冷色调，数值越低越偏黄/暖，数值越高越偏白/冷。 | 决定照明的氛围与适用场景。 |
| CRI / Ra | 无量纲，0–100 | 准确再现物体颜色的能力，Ra≥80为良好。 | 影响色彩真实性，用于商场、博物馆等高要求场所。 |
| SDCM | MacAdam椭圆阶数，例如“5阶” | 颜色一致性指标，步长值越小表示颜色一致性越高。 | 确保同一批次LED的颜色均匀一致。 |
| Dominant Wavelength | nm（纳米），例如：620nm（红色） | 对应彩色LED颜色的波长。 | 决定红色、黄色、绿色单色LED的色调。 |
| Spectral Distribution | 波长与强度关系曲线 | 显示不同波长上的强度分布。 | 影响显色性和质量。 |
电气参数
| 术语 | 符号 | 简要说明 | 设计考量 |
|---|---|---|---|
| 正向电压 | Vf | 点亮LED所需的最低电压，类似“启动阈值”。 | 驱动器电压必须≥Vf，串联LED的电压会累加。 |
| Forward Current | If | 常规LED工作电流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脉冲电流 | Ifp | 短时可耐受的峰值电流，用于调光或闪烁。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向电压 | Vr | LED可承受的最大反向电压，超过此值可能导致击穿。 | 电路必须防止反接或电压尖峰。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 芯片到焊料的热阻，数值越低越好。 | 高热阻需要更强的散热能力。 |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | 抗静电放电能力，数值越高表示越不易受损。 | 生产中需采取防静电措施，特别是对于敏感的LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 术语 | 关键指标 | 简要说明 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温 | 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；温度过高会导致光衰和色偏。 |
| Lumen Depreciation | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需的时间。 | 直接定义了LED的“使用寿命”。 |
| 光通维持率 | %（例如：70%） | 随时间推移保留的亮度百分比。 | 表示长期使用下的亮度保持情况。 |
| Color Shift | Δu′v′ 或麦克亚当椭圆 | 使用过程中的颜色变化程度。 | 影响照明场景中的色彩一致性。 |
| Thermal Aging | Material degradation | 长期高温导致的性能劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路故障。 |
Packaging & Materials
| 术语 | 常见类型 | 简要说明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC, PPA, Ceramic | 壳体材料保护芯片，提供光/热界面。 | EMC：耐热性好，成本低；陶瓷：散热更佳，寿命更长。 |
| Chip Structure | 正面，倒装芯片 | 芯片电极排布。 | 倒装芯片：散热更佳，效能更高，适用于大功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG, Silicate, Nitride | 覆盖蓝光芯片，将部分蓝光转换为黄光/红光，混合形成白光。 | 不同的荧光粉会影响光效、CCT和CRI。 |
| 透镜/光学元件 | 平面、微透镜、全内反射 | 控制光分布的表面光学结构。 | 决定视角与光分布曲线。 |
Quality Control & Binning
| 术语 | 分档内容 | 简要说明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | 代码，例如：2G、2H | 按亮度分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同批次产品亮度均匀。 |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动器匹配，提高系统效率。 |
| 色容差箱 | 5阶麦克亚当椭圆 | 按色坐标分组，确保范围紧凑。 | 保证颜色一致性，避免灯具内部颜色不均。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K等色温值。 | 按相关色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的相关色温要求。 |
Testing & Certification
| 术语 | Standard/Test | 简要说明 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通维持率测试 | 恒温长期点亮，记录亮度衰减。 | 用于估算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命估算标准 | 基于LM-80数据估算实际工况下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA | 照明工程学会 | 涵盖光学、电学、热学测试方法。 | 行业公认的测试基准。 |
| RoHS / REACH | 环境认证 | 确保不含有害物质（铅、汞）。 | 国际市场的准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 照明产品的能效与性能认证。 | 用于政府采购、补贴计划，提升竞争力。 |