SMD LED 黄色AlInGaP芯片规格书 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 62.5mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了一款采用超亮铝铟镓磷（AlInGaP）芯片以产生黄光的表面贴装器件（SMD）LED灯的技术规格。该器件封装在一个紧凑、符合行业标准的封装内，专为自动化印刷电路板（PCB）组装工艺（包括红外回流焊接）而设计。其微型尺寸使其适用于各电子领域中空间受限的应用。

1.1 核心优势与特性

该LED具备多项关键特性，提升了其在现代电子制造中的可用性和可靠性：

• 符合RoHS标准：该器件制造符合《有害物质限制指令》，确保环境安全。
• 高亮度AlInGaP芯片：这种半导体材料能提供高效黄光发射，并具有良好的发光强度。
• 自动化友好型包装：以8毫米载带缠绕在7英寸直径卷盘上供货，兼容高速贴片设备。
• 标准化封装尺寸：符合EIA（电子工业联盟）封装标准，确保设计互操作性。
• 集成电路兼容性：可直接由标准逻辑电平输出驱动。
• 可回流焊接：可承受表面贴装技术（SMT）组装线中使用的标准红外（IR）回流焊接温度曲线。

1.2 目标应用与市场

该元件专为电子设备内广泛的指示灯和背光功能而设计。主要应用领域包括：

• 电信设备：无绳电话、移动电话及网络硬件中的状态指示灯。
• 计算机与办公自动化：笔记本电脑键盘和按键的背光、外设上的状态灯。
• 消费电子与家用电器：电源、模式或功能指示灯。
• 工业设备：机械和控制系统的面板指示灯。
• 显示与标识：需要紧凑型黄光源的微型显示器和符号照明装置。

2. 深入技术参数分析

本节详细分解了器件的绝对极限和工作特性。除非另有说明，所有参数均在环境温度（Ta）为25°C时指定。

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损坏的应力极限。不建议在达到或接近这些极限的条件下工作，以确保可靠性能。

• 功耗（Pd）：62.5 mW。这是封装能够以热量形式耗散的最大功率。
• 连续正向电流（IF）：25 mA DC。这是确保可靠工作的最大稳态电流。
• 峰值正向电流：60 mA，仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms），以处理瞬态浪涌。
• 反向电压（VR）：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
• 工作温度范围：-30°C 至 +85°C。器件正常工作的环境温度范围。
• 储存温度范围：-40°C 至 +85°C。器件未通电时的安全温度范围。
• 焊接温度：在回流焊接（无铅工艺）期间可承受260°C持续10秒。

2.2 光电特性

这些是在指定测试条件（IF = 20mA， Ta = 25°C）下测得的典型性能参数。

• 发光强度（Iv）：范围从28.0到180.0毫坎德拉（mcd）。实际值取决于具体的分档代码（见第3节）。使用经过CIE明视觉响应曲线滤波的传感器测量。
• 视角（2θ1/2）：130度。这是发光强度降至轴向测量值一半时的全角，表明其具有宽广的视锥。
• 峰值发射波长（λP）：588 nm。这是发射光谱最高点对应的波长。
• 主波长（λd）：范围从584.5 nm到597.0 nm。这是人眼感知以定义颜色（黄色）的单波长，源自CIE色度图。具体数值已分档。
• 光谱线半宽（Δλ）：15 nm。这是发射光谱在其最大强度一半处的宽度，表示色纯度。
• 正向电压（VF）：在20mA电流下，介于1.8V至2.4V之间。这是LED导通电流时两端的电压降。
• 反向电流（IR）：施加5V反向偏压时，最大为10 μA。

2.3 热学考量

虽然提供的数据中没有明确图表，但热管理隐含在额定值中。62.5mW的功耗限制和85°C的最高工作温度至关重要。超过Pd额定值将升高结温，可能导致光通量加速衰减、正向电压漂移，并最终导致器件失效。设计人员必须确保PCB布局合理，必要时采取散热措施，以在工作期间将结温维持在安全限度内。

3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED根据关键参数被分类到不同的档位。这使得设计人员可以选择满足特定颜色、亮度和电气特性要求的部件。

3.1 正向电压（Vf）分档

LED根据其在20mA测试电流下的正向压降进行分类。这对于设计限流电路以及确保由恒压源供电的多LED阵列亮度均匀至关重要。

• 分档代码 F2：VF = 1.80V 至 2.10V（每档容差±0.1V）。
• 分档代码 F3：VF = 2.10V 至 2.40V（每档容差±0.1V）。

3.2 发光强度（Iv）分档

此分档根据LED在20mA下的光输出强度（以毫坎德拉mcd为单位）进行排序。

• 分档代码 N：28.0 - 45.0 mcd
• 分档代码 P：45.0 - 71.0 mcd
• 分档代码 Q：71.0 - 112.0 mcd
• 分档代码 R：112.0 - 180.0 mcd

每个强度档位适用±15%的容差。

3.3 色调（主波长）分档

此分类通过根据LED的主波长（定义了感知的黄色色调）进行排序，以确保颜色一致性。

• 分档代码 H：584.5 - 587.0 nm
• 分档代码 J：587.0 - 589.5 nm
• 分档代码 K：589.5 - 592.0 nm
• 分档代码 L：592.0 - 594.5 nm
• 分档代码 M：594.5 - 597.0 nm

每个波长档位保持±1nm的严格容差。

4. 性能曲线分析

虽然文档中引用了具体的图形数据，但此类器件的典型曲线为了解其在不同条件下的行为提供了重要见解。

4.1 电流-电压（I-V）特性

AlInGaP LED的I-V曲线是非线性的，类似于标准二极管。在正向电压（VF）以下，几乎没有电流流过。一旦达到VF，电流会随着电压的微小增加而迅速增大。这强调了使用恒流源而非恒压源驱动LED的重要性，以防止热失控并确保稳定的光输出。在20mA下典型的VF范围1.8V至2.4V是驱动电路的关键设计参数。

4.2 发光强度与正向电流关系

在相当大的范围内，光输出（发光强度）大致与正向电流成正比。然而，效率（每瓦流明数）可能在某个电流值达到峰值，然后在更高电流下由于热效应增加和效率下降而降低。在或低于推荐的20mA测试电流下工作可确保最佳效率和寿命。

4.3 温度依赖性

LED性能对温度敏感。随着结温升高：

• 正向电压（VF）：降低。这可能影响简单电阻限流电路中的电流调节。
• 发光强度（Iv）：降低。光输出随温度升高而下降。
• 主波长（λd）：可能发生轻微偏移，可能导致细微的颜色变化。

这些效应凸显了良好热设计的必要性，尤其是在高功率或高环境温度的应用中。

4.4 光谱分布

发射光谱的特征是在588 nm（黄色）处有一个峰值，半宽相对较窄，为15 nm。这表明其具有良好的色彩饱和度。定义感知颜色的主波长（λd）经过仔细分档，以确保不同生产批次之间的视觉一致性。

5. 机械与封装信息

5.1 器件尺寸与极性

LED封装具有标称尺寸。阴极通常在器件的相应一侧有绿色标记或封装上有缺口。组装时必须注意正确的极性以确保正常功能。透镜为水白色透明，允许AlInGaP芯片发出的原生黄光无滤色地发射。

5.2 推荐的PCB焊盘布局

提供了推荐的PCB焊盘图形（封装尺寸），以确保可靠的焊接。该图形包括适当的焊盘尺寸和间距，以实现良好的焊角、确保机械稳定性并促进正确的回流焊接。遵循此推荐布局有助于防止立碑（元件一端翘起）和其他焊接缺陷。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊接参数

该器件兼容无铅（Pb-free）红外回流焊接工艺。建议的温度曲线对于成功组装而不损坏LED至关重要。

• 预热区：150°C 至 200°C。
• 预热时间：最长120秒，以逐步升高温度并激活助焊剂。
• 峰值温度：最高260°C。器件可在有限时间内承受此温度。
• 液相线以上时间（峰值处）：最长10秒。器件承受峰值温度的时间不应超过此持续时间，且回流次数不应超过两次。

这些参数符合JEDEC标准。实际温度曲线必须根据具体的PCB组装（考虑板厚、元件密度和焊膏规格）进行表征。

6.2 手工焊接（如必要）

如需手动维修，需格外小心：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个焊点最长3秒。
• 频率：手工焊接应仅进行一次，以最小化热应力。

6.3 清洗

如需焊后清洗，仅应使用指定溶剂，以避免损坏塑料封装。推荐试剂包括乙醇或异丙醇。LED应在常温下浸泡少于一分钟。不得使用未指定的化学液体。

6.4 储存与操作条件

静电放电（ESD）敏感性：虽然未明确列为高度敏感，但仍建议谨慎操作。建议使用接地腕带或防静电手套操作。所有设备和工作站必须妥善接地，以防止静电或浪涌损坏。

湿度敏感性：该器件具有湿度敏感等级（MSL）评级。对于已打开并暴露于环境湿度的包装：

• 回流焊接应在一周内完成（表明为MSL 3级）。
• 如需储存超过一周，器件应保存在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。
• 如果脱离原包装储存超过一周，在焊接前需要在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的水分并防止回流过程中发生\"爆米花\"效应。
• 未开封、带有干燥剂的防潮袋，在储存温度≤30°C且相对湿度≤90%的条件下，保质期为一年。

7. 包装与订购信息

7.1 载带与卷盘规格

LED以优化用于自动化组装的包装形式提供：

• 载带宽度：8 毫米。
• 卷盘直径：7 英寸（178 毫米）。
• 每卷数量：3000 件。
• 最小订购量：剩余数量为500件起订。
• 料袋密封：空的元件料袋用盖带密封。
• 缺件：根据规格，最多允许连续缺失两个LED。
• 标准：包装符合ANSI/EIA-481规范。

8. 应用设计建议

8.1 电路设计考量

限流：LED是电流驱动器件。连接到电压源时，必须串联一个限流电阻或专用的恒流驱动电路。电阻值可使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - VF) / IF，其中VF是正向电压（为安全起见使用分档中的最大值），IF是所需的正向电流（例如20mA）。

并联连接：通常不建议将多个LED直接并联到单个电流源，因为正向电压（Vf分档）存在差异。Vf的微小差异可能导致一个LED吸收的电流显著多于其他LED，从而导致亮度不均和潜在的过应力。首选串联连接或为每个LED单独进行电流控制。

反向电压保护：尽管LED可承受高达5V的反向电压，但最好避免使其承受反向偏置。在交流或双极性电路中，可能需要并联一个保护二极管（相对于LED反向偏置）。

8.2 应用中的热管理

对于在高环境温度下工作或电流接近最大额定值的应用，请考虑以下事项：

• 使用在LED散热焊盘（如适用）下方带有散热孔的PCB，将热量传导到其他层或散热器。
• 在连接到LED焊盘的PCB上提供足够的铜面积，以充当散热器。
• 当环境温度超过25°C时，降低最大工作电流，以将结温保持在限度内。

8.3 光学集成

130度的宽视角使该LED适用于需要广泛可见性的应用。对于聚焦或定向光，可采用外部透镜或导光件。水白色透明透镜确保发射的黄光吸收最小。

9. 可靠性与应用范围免责声明

该器件旨在用于标准商业和工业电子设备，包括办公、通信和家用电器。对于需要极高可靠性、且故障可能危及安全、健康或生命的应用（例如航空、交通、医疗或关键安全系统），在设计采用前必须与元件制造商进行具体咨询和资格认证。标准产品规格可能不足以满足此类高可靠性应用的要求。