反向安裝SMD藍光LED規格書 - EIA封裝 - 電壓2.8-3.8V - 光強28-180mcd - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款高亮度、反向安裝表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）嘅規格。呢個器件採用InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片嚟產生藍光，並封裝喺一個符合EIA（電子工業聯盟）標準嘅水清透鏡封裝入面。專為自動化組裝流程而設計，兼容紅外線迴流焊接。主要產品特點包括符合RoHS指令、歸類為環保產品，以及具有高靜電放電（ESD）閾值。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

器件嘅操作極限定義喺環境溫度（Ta）為25°C。超過呢啲額定值可能會導致永久損壞。

• 功耗（Pd）：76 mW。呢個係封裝可以持續散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_FP）：100 mA。呢個只允許喺脈衝條件下使用，佔空比為1/10，脈衝寬度為0.1ms，以防止過熱。
• 連續正向電流（I_F）：20 mA。呢個係建議嘅最大直流工作電流，以確保長期可靠性能。
• 靜電放電（ESD）閾值：8000 V（人體模型）。呢個高評級表示對處理過程中遇到嘅靜電具有強大保護。
• 工作溫度範圍（T_opr）：-20°C 至 +80°C。器件喺呢個環境溫度範圍內可以正常工作。
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-30°C 至 +100°C。
• 紅外線迴流焊接條件：可承受260°C峰值溫度10秒，適用於無鉛（Pb-free）組裝流程。

2.2 電氣同光學特性

典型性能喺Ta=25°C同I_F=20 mA下測量，除非另有說明。

• 光強度（I_V）：28.0 - 180.0 mcd（毫坎德拉）。使用經過CIE明視覺響應曲線濾波嘅傳感器測量。寬範圍通過分級管理。
• 視角（2θ_1/2）：130度。呢個係光強度下降到軸向（中心軸）值一半時嘅全角，表示寬廣嘅視覺模式。
• 峰值發射波長（λ_P）：468 nm。光譜輸出最強嘅特定波長。
• 主波長（λ_d）：465.0 - 475.0 nm。呢個係人眼感知到嘅單一波長，用於定義顏色，源自CIE色度圖。
• 譜線半寬（Δλ）：25 nm。發射光譜喺最大強度一半處嘅帶寬（半高全寬 - FWHM）。
• 正向電壓（V_F）：2.80 - 3.80 V，喺I_F=20 mA時。LED導通電流時嘅壓降。
• 反向電壓（V_R）：0.6 - 1.2 V，喺I_R=20 mA時。呢個只係測試條件；器件唔係設計用於反向偏壓下操作。

3. 分級系統解釋

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，器件根據關鍵參數分級。零件編號通常包含指定其分級嘅代碼。

3.1 正向電壓分級

單位為伏特（V），喺20 mA下測量。每級公差為±0.1V。
級別 D7: 2.80 - 3.00V
級別 D8: 3.00 - 3.20V
級別 D9: 3.20 - 3.40V
級別 D10: 3.40 - 3.60V
級別 D11: 3.60 - 3.80V

3.2 光強度分級

單位為毫坎德拉（mcd），喺20 mA下測量。每級公差為±15%。
級別 N: 28.0 - 45.0 mcd
級別 P: 45.0 - 71.0 mcd
級別 Q: 71.0 - 112.0 mcd
級別 R: 112.0 - 180.0 mcd

3.3 主波長分級

單位為納米（nm），喺20 mA下測量。每級公差為±1nm。
級別 AC: 465.0 - 470.0 nm
級別 AD: 470.0 - 475.0 nm

4. 性能曲線分析

規格書參考咗對設計至關重要嘅典型性能曲線。雖然具體圖表無喺文字中複製，但通常包括：

• 相對光強度 vs. 正向電流（I_V/ I_F曲線）：顯示光輸出如何隨電流增加，通常係非線性關係，喺較高電流時會飽和。
• 正向電壓 vs. 正向電流（V_F/ I_F曲線）：說明二極管嘅I-V特性，對設計限流電路至關重要。
• 相對光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出隨結溫升高而減少，係熱管理嘅關鍵因素。
• 光譜分佈：顯示喺不同波長下相對功率發射嘅圖表，以468 nm峰值波長為中心，FWHM為25 nm。

5. 機械同封裝信息

5.1 器件尺寸

LED符合標準EIA封裝外形。所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.10 mm，除非另有說明。封裝採用反向安裝設計，意味住主要光發射係通過基板側，呢個會影響PCB焊盤佈局同光學設計。

5.2 推薦焊接焊盤佈局

提供咗PCB嘅建議焊盤圖案（佔位面積），以確保正確焊接、機械穩定性同散熱。遵守呢個圖案對於喺迴流過程中實現可靠焊點至關重要。

5.3 極性識別

同所有二極管一樣，LED有陽極（+）同陰極（-）。組裝時必須注意正確極性。規格書嘅封裝圖顯示咗器件上嘅極性標記，必須同PCB佔位面積上嘅相應標記對齊。

6. 焊接同組裝指南

6.1 迴流焊接曲線

提供咗無鉛工藝嘅建議紅外線（IR）迴流曲線。關鍵參數包括：
- 預熱：150-200°C。
- 預熱時間：最多120秒，以逐漸加熱電路板同元件，激活助焊劑並最小化熱衝擊。
- 峰值溫度：最高260°C。
- 液相線以上時間：曲線應確保焊膏正確熔化。元件可承受峰值溫度最多10秒，迴流焊接最多可進行兩次。

注意：最佳曲線取決於特定PCB設計、焊膏同爐具。建議針對特定應用進行特性分析。

6.2 手工焊接

如果需要手工焊接（例如，返工），請使用溫度不超過300°C嘅烙鐵。每個焊點嘅焊接時間應限制喺最多3秒，並且只應進行一次，以防止封裝損壞。

6.3 儲存條件

正確儲存對於防止吸濕至關重要，吸濕會導致迴流過程中出現"爆米花"現象（封裝開裂）。
- 密封包裝：儲存喺≤30°C同≤90%相對濕度（RH）。一年內使用。
- 已開封包裝：對於從防潮袋中取出嘅元件，儲存環境不應超過30°C或60% RH。建議喺672小時（28日，MSL 2a）內完成IR迴流焊接。
- 延長儲存（已開封）：儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。
- 重新烘烤：如果元件暴露超過672小時，請喺焊接前以約60°C烘烤至少20小時。

6.4 清潔

唔好使用未指定嘅化學品。如果焊接後需要清潔，請將LED浸入室溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。強力溶劑可能會損壞封裝材料或透鏡。

7. 包裝同訂購信息

7.1 帶同捲盤規格

器件以8mm寬嘅凸紋載帶包裝供應，捲喺7英寸（178mm）直徑嘅捲盤上。呢個係自動貼片機嘅標準格式。
- 每捲件數： 3000.
- 最小包裝數量：剩餘數量最少500件。
- 蓋帶：載帶中嘅空位用頂部蓋帶密封。
- 缺失元件：根據捲盤規格，每捲最多允許連續缺失兩個LED（空位）。
- 標準：包裝符合ANSI/EIA-481規格。

8. 應用說明同設計考慮

8.1 預期用途

呢款LED專為普通電子設備應用而設計，包括辦公設備、通訊設備同家用電器。未經事先諮詢同認證，唔適用於故障可能危及生命或健康嘅安全關鍵應用（例如，航空、醫療生命支持、運輸安全系統）。

8.2 電路設計

必須使用外部限流電阻或恆流驅動電路。正向電壓有一個範圍（2.8-3.8V），所以設計唔應該假設固定嘅V_F。電路必須設計成喺所有操作條件下將I_F限制喺20 mA直流或以下，考慮到電源變化同溫度影響。

8.3 熱管理

雖然封裝可以散發76 mW，但通過PCB焊盤進行有效散熱對於保持低結溫至關重要。高結溫會降低光輸出（流明衰減）並縮短操作壽命。確保PCB佈局提供足夠嘅散熱通孔同銅面積，特別係喺高環境溫度或接近最大電流下操作時。

8.4 ESD預防措施

儘管具有高達8000V HBM評級，但應始終遵循標準ESD處理預防措施。處理呢啲器件時，請使用接地腕帶、防靜電墊同正確接地嘅設備。

9. 技術比較同區分

呢款器件喺其類別中提供咗幾個明顯優勢：
1. 反向安裝設計：允許獨特嘅光學集成，光線從安裝喺PCB上嘅側面發出，實現更薄嘅產品設計或特定嘅導光耦合。
2. 高亮度（高達180 mcd）：從細小封裝中提供高光強度，適用於需要高可見度嘅指示燈應用。
3. 寬視角（130°）：提供寬廣、均勻嘅照明，非常適合背光面板或從多個角度觀看嘅狀態指示燈。
4. 強大ESD保護：8000V HBM評級超過典型行業水平，提供更強嘅處理同應用穩健性。
5. 無鉛迴流兼容性：通過260°C峰值溫度評級認證，適用於標準無鉛組裝流程。

10. 常見問題（FAQ）

問：峰值波長同主波長有咩區別？
答：峰值波長（λ_P=468 nm）係光譜發射最高嘅物理點。主波長（λ_d=465-475 nm）係基於人眼顏色感知（CIE圖表）計算出嘅值，係定義你見到嘅"藍色"顏色嘅因素。

問：我可唔可以用3.3V電源唔加電阻驅動呢個LED？
答：唔可以。正向電壓喺2.8V同3.8V之間變化。如果V_F低於3.3V，直接連接到3.3V可能會導致過大電流，可能損壞LED。務必使用限流機制。

問：儲存部分中"MSL 2a"係咩意思？
答：濕度敏感等級（MSL）2a表示元件可以暴露喺工廠環境條件（≤30°C/60% RH）下4星期（672小時），然後先需要喺迴流焊接前進行烘烤。

問：呢個LED適合喺20 mA下連續操作嗎？
答：係，20 mA係額定連續直流正向電流。然而，通過PCB進行熱管理對於將結溫保持喺安全限度內以確保長期可靠性至關重要。

11. 設計同使用案例研究

場景：薄膜開關面板背光
設計師需要為一個大而彎曲嘅薄膜開關面板提供均勻嘅藍色背光。呢款LED嘅反向安裝設計非常理想。LED放置喺柔性PCB（軟性電路板）上，發光面向下朝向導光層。130度視角確保光線均勻分佈喺導光層上。設計師從較高光強度範圍（例如，級別Q或R）中選擇分級以達到所需亮度，並指定嚴格嘅主波長分級（例如，AC或AD）以確保面板上顏色一致性。自動帶同捲盤包裝允許組裝機快速、可靠地放置。高ESD評級為處理軟性電路板時提供保護。

12. 技術原理介紹

呢款LED基於InGaN半導體技術。喺發光二極管中，光係通過稱為電致發光嘅過程產生嘅。當正向電壓施加喺半導體（InGaN）嘅p-n結上時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域。當呢啲電子同空穴復合時，佢哋以光子（光）嘅形式釋放能量。光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定。InGaN具有適合產生光譜中藍色同綠色區域光嘅帶隙。"水清"透鏡通常由環氧樹脂或矽膠製成，旨在有效提取半導體晶片內部產生嘅光。

13. 行業趨勢同發展

SMD LED市場繼續朝著更高效率、更細封裝同更大集成度發展。與呢類器件相關嘅趨勢包括：
1. 效率提高（lm/W）：外延生長同晶片設計嘅持續改進，每單位電功率產生更多光輸出，減少能耗同熱負荷。
2. 微型化：對更細終端產品嘅推動，要求LED封裝佔位面積越來越細，同時保持或增加光輸出。
3. 顏色一致性改善：製造控制嘅進步同更細粒度嘅分級策略，允許生產批次中更嚴格嘅顏色公差，對多LED陣列非常重要。
4. 可靠性增強：封裝材料（例如，高溫矽膠）同晶片貼裝技術嘅改進，導致更長嘅操作壽命同喺惡劣環境條件下更好嘅性能。
5. 智能集成：雖然呢個係一個分立元件，但更廣泛嘅趨勢係朝向集成模組發展，將LED同驅動器、控制器同傳感器結合喺單一封裝中。