橙色SMD LED規格書 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.5V - 75mW - AlInGaP技術 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供咗一隻高亮度橙色表面貼裝器件（SMD）LED嘅完整技術規格。呢款器件專為現代電子組裝工藝而設計，採用適合自動貼片設備嘅緊湊型EIA標準封裝。佢利用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術，產生具有高發光效率嘅鮮豔橙色光源。呢款產品符合綠色製造標準，並根據RoHS指令不含鉛。

1.1 核心優勢

• 兼容自動化：以8mm帶裝於7吋捲盤供應，專為高速貼片機優化。
• 適合回流焊接：兼容紅外線（IR）同氣相回流焊接工藝，確保大批量生產中嘅可靠焊點。
• 高亮度：喺標準驅動電流20mA下，典型發光強度高達900 mcd。
• 寬視角：具有110度視角（2θ1/2），提供良好嘅光線散射。
• 結構堅固：設計可承受標準SMD組裝同清潔工序。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

以下額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 功耗（Pd）：喺Ta=25°C時為75 mW。呢個係LED封裝可以安全散熱嘅最大功率。
• 直流正向電流（IF）：連續30 mA。可以施加嘅最大穩態電流。
• 峰值正向電流：80 mA，僅允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）。
• 反向電壓（VR）：5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能導致結擊穿。
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。可靠操作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。
• 降額：為防止過熱，環境溫度每高於35°C一度，直流正向電流必須線性降額0.46 mA。

2.2 電光特性

喺指定測試條件下，於Ta=25°C時測量，呢啲參數定義咗典型性能。

• 發光強度（Iv）：範圍由450 mcd（最小）到1120 mcd（最大），喺IF=20mA時典型值為900 mcd。使用過濾至CIE明視覺響應曲線嘅傳感器測量。
• 正向電壓（VF）：典型值2.5V，喺IF=20mA時範圍由1.7V到2.5V。喺特定電壓分級內，公差為±0.1V。
• 峰值波長（λP）：611 nm。光譜發射最強嘅波長。
• 主波長（λd）：605 nm。人眼感知嘅單一波長，源自CIE色度圖。
• 光譜半寬度（Δλ）：15 nm。發射光譜喺峰值強度一半處嘅寬度，表示顏色純度。
• 反向電流（IR）：喺VR=5V時最大100 μA。
• 電容（C）：喺VF=0V，f=1 MHz時測量，典型值40 pF。

3. 分級系統說明

為確保應用中嘅一致性，LED會根據性能分級。兩個關鍵參數會分級：發光強度同正向電壓。

3.1 發光強度分級

單位：mcd @ IF=20mA。每個分級嘅公差為±15%。

• U1：450.0 – 560.0 mcd
• U2：560.0 – 710.0 mcd
• V1：710.0 – 900.0 mcd
• V2：900.0 – 1120.0 mcd

3.2 正向電壓分級

單位：V @ IF=20mA。每個分級嘅公差為±0.10V。

• 0：1.7 – 1.8 V
• 1：1.8 – 1.9 V
• 2：1.9 – 2.0 V
• 3：2.0 – 2.1 V
• 4：2.1 – 2.2 V
• 5：2.2 – 2.3 V
• 6：2.3 – 2.4 V
• 7：2.4 – 2.5 V

設計師應該選擇合適嘅分級代碼，以匹配其應用嘅亮度同電壓一致性要求，特別係當多個LED並聯使用時。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中參考咗特定圖形曲線（圖1，圖6），但佢哋嘅含義對設計至關重要。

4.1 發光強度 vs. 正向電流

喺建議嘅工作範圍內，光輸出（Iv）大致同正向電流（IF）成正比。將LED驅動至高於20mA會增加亮度，但亦會產生更多熱量，需要小心嘅熱管理同遵守絕對最大額定值。

4.2 正向電壓 vs. 正向電流

V-I特性係非線性嘅。正向電壓具有正溫度係數，意味住喺給定電流下，佢會隨住結溫升高而輕微下降。

4.3 光譜分佈

發射光譜以611 nm（峰值）為中心，具有相對較窄嘅15 nm半寬度，係AlInGaP技術嘅特徵，提供飽和嘅橙色。

4.4 熱力學考量

高於35°C時嘅0.46 mA/°C降額因子對可靠性至關重要。喺高環境溫度環境或設計不良嘅PCB中，必須降低最大允許連續電流，以防止超過結溫限制同加速光通量衰減。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

呢隻LED符合行業標準SMD封裝外形。關鍵尺寸（以毫米為單位）定義咗佢嘅佔位面積：長度約2.0mm，寬度約1.25mm，高度約1.1mm。詳細圖紙指定咗焊盤間距、元件高度同透鏡幾何形狀。

5.2 極性識別

陰極有清晰標記。組裝期間嘅正確方向至關重要。提供咗推薦嘅PCB貼裝焊盤佈局，以確保回流焊接期間嘅正確焊接同機械穩定性。

5.3 帶裝及捲盤包裝

• 帶裝：元件裝喺8mm寬嘅凸起載帶內。
• 捲盤：載帶纏繞喺標準7吋（178mm）直徑嘅捲盤上。
• 數量：每滿盤4000件。
• 包裝：符合EIA-481-1-B規格。最多允許連續兩個缺失元件（空位）。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

建議使用符合J-STD-020B嘅無鉛回流溫度曲線。

• 預熱：120–150°C，最長120秒。
• 峰值溫度：最高260°C。
• 液相線以上時間：喺峰值溫度區域內最長30秒。
• 需要控制升溫同冷卻速率以防止熱衝擊。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接：

• 烙鐵溫度：最高300°C。
• 焊接時間：每引腳最長3秒。
• 呢個操作只應進行一次，以避免損壞塑膠封裝。

6.3 清潔

只應使用指定嘅清潔劑。將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘係可以接受嘅。未指定嘅化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

6.4 濕度敏感性及儲存

根據JEDEC J-STD-020，呢款產品被分類為濕度敏感等級（MSL）3。

• 密封袋：儲存於≤30°C同≤90% RH。喺袋密封日期後一年內使用。
• 已打開袋：儲存於≤30°C同≤60% RH。必須喺暴露於工廠環境條件後168小時（7日）內焊接。
• 烘烤：如果濕度指示卡變粉紅色（≥10% RH）或超過168小時使用期限，使用前應喺60°C下烘烤至少48小時。未使用嘅部件應重新密封並放入新乾燥劑。

7. 應用設計建議

7.1 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。為確保一致性能：

• 限流電阻：即使由恆流源驅動，亦應始終為每個LED使用串聯電阻來設定工作電流。呢樣有助於補償個別LED正向電壓（Vf分級範圍）嘅微小變化。
• 避免直接並聯：唔建議將多個LED直接並聯而無獨立限流（規格書中嘅電路模型B）。正向電壓特性嘅微小差異可能導致顯著嘅電流不平衡，造成亮度不均勻，並可能使Vf最低嘅LED承受過大壓力。
• 推薦電路（模型A）：使用電壓源（Vcc）、電流設定電阻（R = (Vcc - Vf_LED) / I_LED）同LED串聯。對於每個並聯嘅LED分支重複呢個電路。

7.2 靜電放電（ESD）保護

LED對靜電放電敏感。喺處理同組裝期間必須採取預防措施：

• 操作員必須佩戴接地手腕帶或防靜電手套。
• 所有工作站、設備同儲存設施必須正確接地。
• 使用離子發生器來中和可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。
• 遵循ANSI/ESD S20.20標準嘅ESD控制程序。

7.3 熱管理

雖然功耗低，但適當嘅PCB設計可以延長壽命：

• 喺PCB上使用足夠嘅銅面積連接LED嘅散熱焊盤（陰極同陽極），作為散熱器。
• 確保LED唔好放置喺其他重要熱源附近。
• 喺高溫應用中嚴格遵守電流降額曲線。

8. 典型應用場景

呢款橙色LED適用於需要緊湊、明亮同可靠指示燈或光源嘅各種應用，包括但不限於：

• 狀態指示燈：消費電子產品、電器同工業控制面板中嘅電源開啟、待機、充電同故障指示燈。
• 背光：小型LCD顯示器嘅邊緣照明、鍵盤照明同緊湊設備中嘅裝飾照明。
• 汽車內飾照明：儀表板指示燈、開關照明同環境照明（需符合特定汽車標準認證）。
• 標誌及裝飾：裝飾陣列同簡單標誌中嘅點光源。
• 傳感器系統：作為光電傳感器同中斷檢測器中嘅光源。

9. 常見問題（FAQ）

9.1 我可唔可以直接用3.3V或5V邏輯輸出驅動呢隻LED？

唔得，唔可以直接驅動。你必須始終使用串聯限流電阻。例如，要從5V電源以典型Vf 2.5V驅動20mA：R = (5V - 2.5V) / 0.020A = 125歐姆。120歐姆或130歐姆電阻會係合適嘅。無電阻嘅話，過大電流會流過，可能損壞LED。

9.2 點解電壓同強度要有分級系統？

製造工藝會導致半導體特性自然變化。分級將LED分類到性能相近嘅組別。對於需要多個LED顯示相同亮度（例如陣列）嘅應用，指定相同強度分級（例如V1）至關重要。同樣，喺並聯電路中使用相同電壓分級嘅LED可以簡化電流設定電阻嘅計算。

9.3 峰值波長同主波長有咩分別？

峰值波長（λP）係LED發射最多光功率嘅物理波長。主波長（λd）係基於人類顏色感知（CIE圖表）嘅計算值；佢係最匹配我哋實際睇到顏色嘅單一波長。對於呢類單色橙色LED，佢哋通常接近但唔完全相同。

9.4 打開防潮袋後嘅168小時使用期限有幾重要？

對於MSL 3元件嚟講非常重要。超過呢個時間嘅暴露會讓濕氣吸收到塑膠封裝內。喺回流焊接期間，呢啲濕氣會迅速膨脹成蒸汽，導致內部分層、破裂（"爆米花效應"）或鍵合線失效。如果超過時間，必須進行烘烤以去除濕氣。

10. 技術介紹及趨勢

10.1 AlInGaP技術

呢隻LED基於生長喺透明基板上嘅磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料。呢項技術喺紅、橙、琥珀同黃色波長區域特別高效，相比舊技術如磷化砷化鎵（GaAsP），提供更高亮度同更好嘅溫度穩定性。使用透明基板可以讓更多光線從芯片逸出，提高外部量子效率。

10.2 行業趨勢

SMD LED嘅總體趨勢係朝向：

• 效率提升：每瓦更多流明或毫坎德拉，降低功耗同熱負荷。
• 微型化：更細嘅封裝尺寸（例如0402，0201），適用於高密度PCB設計，同時保持或改善光輸出。
• 更高可靠性：改進材料同封裝技術以延長操作壽命，特別係喺高溫同高濕度條件下。
• 更嚴格分級：更精確嘅分類，為設計師提供顏色同亮度極其一致嘅元件，對於全彩顯示器同汽車照明等應用至關重要。
• 集成化：將驅動IC、保護元件同光學器件集成到單一封裝中嘅LED模組嘅增長，簡化終端產品設計。