SMD LED 0603 黄色 AlInGaP 规格书 - 尺寸 1.6x0.8x0.6mm - 电压 1.8-2.4V - 功率 72mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细介绍了采用微型 0603 封装的表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的规格。该器件专为自动化印刷电路板（PCB）组装工艺设计，适用于大批量生产。其紧凑尺寸非常适合板载空间受限的应用场景。

1.1 核心优势与目标市场

该 LED 的主要优势包括其与现代电子制造中标准的自动化贴片设备和红外（IR）回流焊接工艺的兼容性。它符合相关行业标准，包括 RoHS（有害物质限制）。器件以编带盘卷形式包装，便于生产线高效处理。

目标应用领域广泛，涵盖电信（如路由器、电话中的状态指示灯）、办公自动化（如键盘背光、面板指示灯）、家用电器、工业设备以及各种用于信号、符号和室内标牌的照明应用。其主要功能是作为状态指示器或低亮度照明光源。

2. 技术参数：深度客观解读

本节在标准测试条件（Ta=25°C）下，对 LED 的关键性能参数进行详细、客观的分析。

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值。它们不适用于连续工作。

• 功耗（Pd）：72 mW。这是 LED 封装在不降低性能或可靠性的前提下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 连续正向电流（IF）：30 mA DC。可施加的最大稳态电流。
• 峰值正向电流：80 mA，但仅在脉冲条件下（1/10 占空比，0.1ms 脉冲宽度）。这允许实现短暂的高强度闪光。
• 反向电压（VR）：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致立即失效。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。保证 LED 在规定范围内工作的环境温度范围。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。非工作状态下的存储温度范围。

2.2 光电特性

这些是在正向电流（IF）为 20 mA 时测得的典型性能参数。

• 发光强度（Iv）：范围从最小 140.0 mcd 到最大 450.0 mcd。实际值取决于生产分档（见第 3 节）。这是人眼感知亮度的度量。
• 视角（2θ1/2）：约 110 度。这是发光强度下降到其峰值（轴向）值一半时的全角。110 度角表示相对较宽的发光模式。
• 峰值波长（λP）：典型值为 591 nm，位于可见光谱的黄色区域。
• 主波长（λd）：规定在 584.5 nm 至 594.5 nm 之间。这是人眼感知到的、与 LED 颜色最匹配的单波长。
• 光谱带宽（Δλ）：约 15 nm。这定义了围绕峰值发射的波长范围，影响颜色纯度。
• 正向电压（VF）：在 20 mA 时介于 1.8 V 和 2.4 V 之间。这是 LED 工作时两端的电压降。任何给定单元的公差为其分档值的 +/-0.1V。
• 反向电流（IR）：在 VR=5V 时最大为 10 μA。这是反向偏置条件下的漏电流。

3. 分档系统说明

为确保生产一致性，LED 根据关键参数被分类到不同的档位中。这使得设计人员能够选择满足其应用中颜色和亮度均匀性特定要求的器件。

3.1 正向电压（VF）分档

LED 被分为三个电压档位（D2、D3、D4），每个档位有 0.2V 的范围。这对于设计限流电路至关重要，尤其是在多个 LED 串联连接时，以确保电流均匀分配。

3.2 发光强度（Iv）分档

强度被分为五个档位（R2、S1、S2、T1、T2），最小值范围从 140.0 mcd 到 355.0 mcd。这允许根据所需的亮度水平进行选择。每个档位内适用 +/-11% 的公差。

3.3 主波长（WD）分档

通过四个波长档位（H、J、K、L）管理颜色一致性，覆盖范围从 584.5 nm 到 594.5 nm。这确保了组件中使用的所有 LED 具有统一的黄色色调。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图表，但其含义对设计至关重要。

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V 曲线）

I-V 特性是非线性的。电压略微超过典型 VF 值可能导致电流大幅增加，可能造成破坏性后果。因此，LED 必须由限流源驱动，而非恒压源。

4.2 发光强度 vs. 正向电流

光输出通常与正向电流成正比，但在极高电流下这种关系可能变得非线性。在推荐值 20mA 或以下工作可确保稳定的性能和寿命。

4.3 温度依赖性

LED 性能对温度敏感。通常，正向电压随温度升高而降低，而发光效率（单位电功率的光输出）也会降低。对于在宽环境温度范围内工作的应用，必须考虑这一点。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件符合标准的 0603（1.6mm x 0.8mm）封装尺寸。典型高度约为 0.6mm。精确的 PCB 焊盘图案设计应参考详细的尺寸图纸。

5.2 极性识别

阴极通常在器件上标记，通常通过透镜相应侧的绿色色调或封装上的凹口来标识。PCB 焊盘图案应包含极性指示符（例如，一个点或 "K" 标记），以防止错误放置。

6. 焊接与组装指南

6.1 推荐的红外回流焊温度曲线

规格书推荐符合 J-STD-020B 标准的无铅工艺温度曲线。关键参数包括：

• 预热：150-200°C，最长 120 秒，以逐渐加热电路板和元件。
• 峰值温度：最高 260°C。
• 液相线以上时间（TAL）：建议最长 10 秒，且回流焊过程不应执行超过两次。

这些参数对于防止热冲击、焊点缺陷或损坏 LED 内部结构至关重要。

6.2 存储条件

LED 是湿敏器件（MSD）。

• 密封包装：在 ≤30°C 和 ≤70% 相对湿度下存储。在包装日期后一年内使用。
• 已开封包装：在 ≤30°C 和 ≤60% 相对湿度下存储。如果暴露在环境空气中超过 168 小时，焊接前需要在 60°C 下烘烤至少 48 小时，以防止回流焊过程中发生 "爆米花" 效应。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，只能在室温下使用指定的溶剂，如乙醇或异丙醇，时间不超过一分钟。未指定的化学品可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED 以 12mm 宽的压纹载带形式提供，卷绕在 7 英寸（178mm）直径的卷盘上。每卷包含 4000 片。载带口袋用盖带密封，以在运输和处理过程中保护元件。

7.2 料号解读

料号（例如，LTST-010KSKT）通常编码了封装尺寸（010 代表 0603）、透镜颜色（K 代表水清）以及芯片材料/颜色（SKT 可能表示特定的 AlInGaP 黄色配方）等信息。确切的解码应参考制造商的命名指南进行验证。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

LED 是电流驱动器件。最常见的驱动方法是使用串联限流电阻。电阻值（R）使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中 Vcc 是电源电压，VF 是 LED 正向电压（为可靠性起见使用分档中的最大值），IF 是所需的正向电流（例如，20mA）。为了在一系列 Vcc 或温度范围内保持亮度恒定，推荐使用恒流驱动电路。

8.2 设计考量

• 热管理：尽管功耗较低，确保焊盘周围有足够的 PCB 铜面积有助于散热，尤其是在高环境温度或更高电流驱动时。
• ESD 防护：LED 可能对静电放电敏感。组装过程中应遵守标准的 ESD 操作预防措施。
• 光学设计：110 度的宽视角使其适用于需要从不同角度观察指示器的应用。对于更定向的光线，可能需要二次光学元件（透镜）。

9. 技术对比与差异化

与老式的直插式 LED 相比，这种 SMD 类型具有显著优势：尺寸小得多，适合自动化组装（成本更低），由于没有引脚而可靠性更高，并且兼容双面 PCB 组装。在 SMD LED 系列中，0603 封装在微型化和易于处理/制造之间取得了平衡，比 0402 大但比 0805 小。使用 AlInGaP（磷化铝铟镓）技术制造黄光，通常比 GaP 上的 GaAsP 等老技术具有更高的效率和更好的温度稳定性。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 我能否直接用 3.3V 或 5V 微控制器引脚驱动此 LED？

不，不能直接驱动。微控制器 GPIO 引脚是电压源，不是电流源。直接连接 LED 将试图仅受引脚内阻和 LED 动态电阻限制地拉取电流，很可能超过绝对最大电流并损坏 LED。务必使用串联限流电阻或专用的 LED 驱动器。

10.2 为什么发光强度范围如此之宽（140-450 mcd）？

此范围代表了所有生产分档的总分布。通过指定特定的分档代码（例如，T2），您可以获得强度范围更窄（355-450 mcd）的 LED，从而确保产品亮度一致。分档系统允许根据不同亮度要求使用不同档位，从而实现成本优化。

10.3 如果使用标准的含铅焊料温度曲线焊接此 LED 会怎样？

含铅焊料温度曲线具有更高的峰值温度（通常 > 260°C）。超过推荐的 260°C 峰值可能导致几个问题：环氧树脂透镜劣化（变黄）、封装内部引线键合损坏或热应力导致早期失效。务必使用推荐的无铅或经过仔细控制的低温温度曲线。

11. 实际设计与使用案例

案例：为网络交换机设计状态指示面板

设计人员需要多个黄色状态 LED 用于网络交换机前面板上的端口活动指示灯。面板空间受限，需要小型元件。因此选择了 0603 封装。为确保外观一致，设计人员在物料清单（BOM）中为所有 LED 指定了单一波长档位（例如，K：589.5-592.0 nm）和单一强度档位（例如，S2：224-280 mcd）。驱动电路使用 3.3V 电源轨。假设 VF 为 2.2V（中档 D3），目标 IF 为 20mA，则限流电阻计算为 R = (3.3V - 2.2V) / 0.020A = 55 欧姆。选择标准的 56 欧姆电阻。PCB 焊盘图案根据规格书推荐的焊盘布局设计，以确保可靠的焊接和回流焊过程中的正确自对准。

12. 工作原理简介

LED 是一种半导体二极管。当施加正向电压时，来自 n 型半导体的电子和来自 p 型半导体的空穴被注入到有源区（结区）。当一个电子与一个空穴复合时，能量被释放。在 LED 中，这种能量以光子（光）的形式释放。光的特定波长（颜色）由有源区所用半导体材料的带隙能量决定。对于这种黄色 LED，材料体系是 AlInGaP，其带隙对应于黄光（~590 nm）。水清环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，并有助于塑造光输出光束。

13. 技术趋势

SMD LED 的总体趋势朝着几个关键方向发展：

1. 效率提升：持续的材料科学改进（如更好的 AlInGaP 和 InGaN 外延）带来更高的每瓦流明数（lm/W），在相同光输出下降低功耗。
2. 微型化：封装尺寸持续缩小（例如，0402、0201），以实现更小的终端产品，尽管这对热管理和处理提出了挑战。
3. 更高的可靠性和稳定性：封装材料和工艺的改进带来了更长的寿命以及随温度和时间变化更好的性能一致性。
4. 集成化解决方案：正在朝着在同一封装内集成限流电阻甚至简单驱动 IC 的 LED 发展，从而简化终端用户的电路设计。
5. 颜色一致性：更严格的分档公差和改进的制造工艺正在不断提高不同生产批次间的颜色均匀性。

这款特定的 0603 AlInGaP 黄色 LED 代表了在这一不断发展的技术格局中成熟、可靠且具有成本效益的解决方案。