SMD LED 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C 数据手册 - 2.25x1.85x1.45mm - 3.2V - 95mW - 纯白色 - 英文技术文档

1. 产品概述

The 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C is a surface-mount device (SMD) LED in a compact 1206 package format. This mono-color, pure white LED is designed for modern electronic applications requiring high-density component placement and reliable performance. Its primary advantages include a significantly reduced footprint compared to leaded LEDs, enabling smaller printed circuit board (PCB) designs and higher packing density. The component is lightweight, making it suitable for miniature and portable applications. It is compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), ensuring environmental and safety compliance for global markets.

1.1 核心特性与应用

该LED以8mm载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，完全兼容高速自动贴片组装设备。其设计可承受标准红外（IR）和气相回流焊接工艺，这些工艺在大规模制造中十分常见。

典型应用：

• 通信设备： 电话和传真机中按键或显示屏的状态指示灯与背光。
• 消费电子： 液晶显示器（LCD）的平面背光，控制面板上开关和符号的背光。
• 通用指示： 任何需要紧凑、可靠且明亮的白色指示灯的应用。

2. 技术规格与深度解读

本节对数据手册中定义的绝对最大额定值和光电特性进行详细分析。理解这些参数对于可靠的电路设计和确保LED的使用寿命至关重要。

2.1 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。不保证在此极限条件下或处于此极限时的操作。

• 反向电压 (V_R): 5V。反向偏压超过此电压可能导致结立即击穿。
• 连续正向电流 (I_F): 25mA。指可连续通过LED的直流电流。
• 峰值正向电流 (I_FP): 100mA。此为最大脉冲电流，仅在特定条件下允许（占空比1/10，频率1kHz）。适用于短暂的高亮度脉冲，但不得用于连续工作。
• 功耗 (P_d): 95mW。这是封装能够以热量形式耗散的最大功率，计算公式为 V_F * I_F。超过此限制有过热和加速老化的风险。
• Operating & Storage Temperature: -40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（存储）。这些宽泛的范围使得该LED适用于工业和汽车环境。
• 静电放电 (ESD)： 150V（人体模型）。这是一个相对较低的ESD耐受值，表明该器件对静电敏感。必须遵循正确的ESD处理程序。
• 焊接温度： 该LED可承受峰值温度为260°C的回流焊接长达10秒，或每个引脚在350°C下进行手工焊接长达3秒。

2.2 光电特性 (Ta=25°C)

这些是标准测试条件下的典型性能参数。设计人员应使用典型值或最大/最小值作为其设计依据。

• 发光强度 (I_v): 在正向电流 (I_F) 为5mA时，发光强度为90至180毫坎德拉。此宽范围通过分档系统进行管理。视角 (2θ_1/2) 通常为130度，提供宽广的漫射光型。
• 正向电压 (V_F): 在I=5mA时，正向电压为2.7V至3.2V。_F此参数的容差为±0.05V。正向电压对于计算限流电阻值至关重要：R = (V_supply - V_F) / I_F.
• 反向电流 (I_R): 在V=5V时，最大值为50µA。数据手册明确指出，反向电压条件仅用于测试目的，在实际电路中LED不应工作于反向偏置状态。_R3. 分档系统说明

3. 分档系统说明

这使得设计人员能够为其应用选择满足特定亮度和电压要求的器件。

3.1 发光强度分档

光强在 I_F=5mA 条件下主要分为三个档位：

• 档位 Q2： 90 mcd (最小值) 至 112 mcd (最大值)
• 档位 R1： 112 mcd (最小值) 至 140 mcd (最大值)
• 档位 R2： 140 mcd（最小值）至 180 mcd（最大值）

产品代码“AQ2R2QY”表示该特定部件来自光强分档 Q2 和 R2。每个分档内适用 ±11% 的容差。

3.2 正向电压分档

正向电压被分组和分档，以帮助进行电源设计和电流调节。分档（组 Q）以 0.1V 为步长定义：

• 分档 29： 2.7V 至 2.8V
• 分档 30： 2.8V 至 2.9V
• 分档 31： 2.9V 至 3.0V
• 分档 32： 3.0V 至 3.1V
• 分档 33： 3.1V 至 3.2V

同一分档内正向电压的容差为 ±0.05V。

3.3 色度坐标分档

对于白光LED而言，颜色一致性至关重要。色品坐标（CIE x, y）定义了在CIE 1931色度图上的精确颜色点。数据手册定义了六个分档（A1至A6），每个分档代表色度图上的一个小四边形区域。产品颜色保证落在指定的多边形区域内，x和y坐标的容差均为±0.01。这种严格的控制确保了阵列或背光中不同LED之间的可见颜色差异最小。

4. 性能曲线分析

数据手册提供了几条特性曲线，用以说明LED在不同条件下的行为。这些曲线对于高级设计考量至关重要。

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

该曲线显示了电流与电压之间的非线性关系。正向电压随电流呈对数增长。为实现稳定工作，必须使用恒流驱动器或限流电阻，因为电压略微超过标称V_F 可能导致电流大幅且具有潜在破坏性的增加。

4.2 发光强度与正向电流关系

光输出大致与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于芯片内部发热增加，效率（流明每瓦）可能会下降。在接近最大连续电流（25mA）下工作可能会降低长期可靠性。

4.3 发光强度与环境温度关系

LED的光输出会随着结温的升高而降低。此曲线量化了这种降额关系。对于在高温环境下运行的应用，可能需要降低驱动电流以维持亮度或防止过热。

4.4 正向电流降额曲线

这是热管理的关键曲线。它定义了最大允许连续正向电流与环境温度的函数关系。随着温度升高，最大安全电流会降低，以使结温保持在安全限度内并防止热失控。

4.5 光谱分布

光谱曲线显示了不同波长下的相对辐射功率。纯白光LED通常采用蓝色InGaN芯片与黄色荧光粉组合。其光谱会在蓝色区域（约450nm处）出现一个峰值，并在黄色/绿色区域呈现荧光粉产生的宽谱发射，两者结合产生白光。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED符合标准的1206（英制）或3216（公制）封装尺寸。关键尺寸（单位：mm）如下：

• 总长度：2.25 ±0.20
• 总宽度：1.85 ±0.20
• 总高度：1.45 ±0.10
• 端子尺寸：0.72 ±0.10 (高度)，1.20 x 0.60 (占地面积)

除非另有说明，公差为±0.1毫米。封装上清晰标示有阴极标记，以便在组装时正确识别极性方向。

5.2 推荐焊盘布局

数据手册包含一个建议的PCB布局焊盘图案（焊盘设计）。推荐的焊盘尺寸为1.40毫米 x 1.10毫米。需强调的是，此数据仅供参考，焊盘尺寸应根据制造商使用的具体锡膏、钢网和组装工艺进行优化。

6. 焊接与组装指南

正确的操作和焊接对于生产良率和可靠性至关重要。

6.1 限流要求

强制要求： 必须始终在LED上串联一个外部限流电阻。LED是电流驱动器件，其正向电压具有负温度系数。若无电阻，即使电源电压的微小上升或V_F 因发热而下降，都可能导致电流不受控地增加，从而引发立即失效。

6.2 存储与潮湿敏感度

元件采用内含干燥剂的防潮袋包装。

• 开封前： 存储条件：温度≤30°C，相对湿度≤90%。
• 开封后： 在≤30°C和≤60%相对湿度条件下，“车间寿命”为1年。未使用的部件应重新密封于防潮袋中。
• 烘烤： 如果干燥剂指示剂变色或超过存储时间，在回流焊接前必须将LED在60±5°C下烘烤24小时，以去除吸收的湿气，防止回流过程中发生“爆米花”损伤。

6.3 回流焊温度曲线

指定了无铅回流焊接温度曲线：

• 预热： 150-200°C，持续60-120秒。
• 液相线以上时间： 在217°C以上保持60-150秒。
• 峰值温度： 最高260°C，持续时间不超过10秒。
• 升温速率： 最高升温速率6°C/秒，降温速率3°C/秒。

重要注意事项：

• 回流焊接不应超过两次。
• 在加热和冷却过程中，避免对LED本体施加机械应力。
• 焊接后请勿弯曲PCB，否则可能导致LED或其焊点开裂。

6.4 手工焊接

如必须进行手工焊接，请使用烙铁头温度低于350°C的烙铁。每个焊端的接触时间应少于3秒。使用额定功率为25W或更低的烙铁。焊接每个焊端之间至少间隔2秒，以防止热量过度积聚。

7. 封装与订购信息

7.1 卷带与载带规格

LED以凸纹载带包装，卷盘尺寸为7英寸。

• 载带宽度： 8毫米。
• 口袋间距： 4毫米。
• 每卷数量： 3000件。
• 卷盘尺寸： 标准7英寸直径，具体轴心和凸缘尺寸符合EIA-481标准。

7.2 标签说明

卷盘标签包含用于追溯和验证的关键信息：

• P/N： 完整产品编号（48-213/T2D-AQ2R2QY/3C）。
• CAT： 发光强度等级（例如 Q2， R2）。
• HUE： 色品坐标与主波长等级。
• 参考： 正向电压等级（例如，来自Q组分级）。
• 批号： 用于追溯的生产批号。

8. 应用设计考量

8.1 电路设计

务必使用数据手册中的最大正向电压（3.2V）计算串联电阻，以确保在所有条件下都有足够的限流。对于5V电源和5mA的目标电流：R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω。应选择最接近的标准值（360Ω或390Ω）。电阻的额定功率应为 I²R = (0.005)² * 360 = 0.009W，因此标准的1/10W或1/8W电阻完全足够。

8.2 热管理

虽然1206封装没有专用的散热焊盘，但热量会通过两个焊接端子传导出去。确保PCB有足够的铜箔面积连接到LED焊盘，尤其是在接近最大电流或高环境温度下工作时。避免将LED放置在其它发热元件附近。

8.3 光学设计

130度的宽视角使得这款LED适用于需要宽泛、漫射照明而非聚焦光束的应用。对于指示灯应用，需考虑在视角下所需的发光强度；亮度会随着视角锥形边缘的增大而减弱。

9. 技术对比与差异化

48-213 LED采用1206封装，在尺寸、亮度和组装便利性之间取得了平衡。

• 与较大封装（例如3528、5050）对比： 1206封装尺寸明显更小，节省电路板空间，但由于其芯片尺寸较小，通常总光输出较低。
• 与较小封装（例如0402、0603）对比： 1206封装在需要时更易于手动处理和焊接，并且通常能承受略高的电流，从而实现更高的亮度。
• 与非分档LED对比： 针对光强、电压和色度的明确定义的分档结构提供了可预测的性能，这对于多LED阵列需要均匀外观或生产批次间要求亮度一致的应用至关重要。

10. 常见问题解答 (FAQs)

10.1 我可以在没有限流电阻的情况下驱动这个LED吗？

不能。 数据手册中已明确警告禁止这样做。LED必须由恒流源驱动，或者更常见的是，由串联了限流电阻的电压源驱动。直接连接到电压源将导致器件损坏。

10.2 为什么发光强度范围如此之宽（90-180 mcd）？

这是整个生产过程中可能出现的全部范围。单个器件会被分选到更窄的档位（如Q2, R1, R2）中。在下单时，您需指定档位代码（例如AQ2R2QY）以获得特定发光强度和色区的LED，从而确保产品的一致性。

10.3 这个LED可以承受多少次回流焊接？

数据手册规定回流焊接不应超过 两次第三次回流焊循环可能因累积的热应力而损坏内部键合线或LED芯片。

10.4 在焊接语境中，“Pb-free”是什么意思？

这意味着LED的外部端子采用无铅镀层（通常是锡）。指定的回流焊曲线（峰值260°C）是为无铅焊膏（例如SAC305）设计的，其熔点高于传统的锡铅焊料。

11. 实际设计与使用示例

11.1 示例1：简易状态指示灯

场景： 一块3.3V逻辑板的电源指示灯。
设计： 使用5mA驱动电流，在低功耗下获得良好可见度。R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω。由于3.2V是最大V_F，如果LED的V_F 较低，实际电流可能略高。使用33Ω或47Ω电阻将提供更保守和稳定的电流。将LED的阴极（标记侧）连接到地。

11.2 示例2：小型LCD背光阵列

场景： 需要10个LED以实现均匀背光。
设计： 为确保亮度均匀，所有LED应来自相同的光强等级（例如R2）。它们应并联连接，每个LED配备自己专用的限流电阻。不建议将多个LED并联到单个电阻上，因为V_F的差异会导致电流分配不均和亮度不一致。

12. 工作原理

这是一种半导体光子器件。它基于氮化铟镓（InGaN）芯片。当施加超过二极管结电位（V_F）的正向电压时，电子和空穴在半导体有源区内复合，以光子（光）的形式释放能量。在“纯白”LED中，主芯片发出蓝光。该蓝光激发涂覆在芯片上的一层黄色荧光粉。芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光相结合，被人眼感知为白光。这种方法被称为荧光粉转换白光生成。

13. 技术趋势

采用1206等封装的SMD LED代表了一项成熟且广泛应用的技术。行业总体趋势是朝向：

• 效率提升： 通过改进芯片设计和荧光粉技术，实现更高的发光效率（每瓦更多流明）。
• 小型化： 持续减小封装尺寸（例如0402、0201），以实现超紧凑设备，但这通常需要牺牲最大功率处理能力。
• 色彩品质提升： 开发新型荧光粉以实现更高的显色指数（CRI）值，并确保不同生产批次间的色点更加一致。
• 集成化解决方案： 在封装内集成电流调节（恒流LED驱动器）或保护功能（ESD、反极性）的LED日益增多，这简化了电路设计。

48-213 LED凭借其明确的规格、可靠的性能和标准封装，在光电子领域仍然是一种基础且多功能的元件，适用于广泛的指示灯和背光应用。