SMD LED 擴散黃色規格書 - AlInGaP - 120° 視角 - 50mA - 3550mcd - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供咗一款表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）嘅完整技術規格。呢款器件採用擴散透鏡，並使用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料嚟產生黃色光。佢專為配合自動化組裝流程而設計，包括貼片機同紅外線回流焊，適合大批量生產。封裝器件以業界標準嘅8毫米載帶供應，捲喺直徑7英寸嘅捲盤上。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

以下參數定義咗器件可能受到永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下或超出呢啲條件操作，性能唔保證可靠，應該避免。

• 功耗（Pd）：182 mW。呢個係器件喺唔超過其熱極限嘅情況下，可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（IFP）：100 mA。呢個係脈衝條件下（1/10佔空比，1ms脈衝寬度）嘅最大允許電流。由於平均發熱減少，所以佢高過直流額定值。
• 直流正向電流（IF）：70 mA。呢個係為咗確保長期可靠運作而建議嘅最大連續正向電流。
• 反向電壓（VR）：5 V。施加超過呢個數值嘅反向電壓會導致擊穿，損壞LED結。
• 工作溫度範圍（Topr）：-40°C 至 +85°C。器件被指定可以正常運作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍（Tstg）：-40°C 至 +100°C。器件未通電時嘅儲存溫度範圍。

2.2 電氣同光學特性

呢啲參數喺環境溫度（Ta）為25°C下測量，代表喺指定測試條件下嘅典型性能。

• 發光強度（Iv）：喺正向電流（IF）為50 mA時，範圍由1400 mcd（最小值）到3550 mcd（典型最大值）。呢個係測量光源喺特定方向（沿軸線）嘅感知亮度。測量使用經過濾波以匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）嘅感測器。
• 視角（2θ1/2）：120度（典型值）。呢個係發光強度下降到其軸向（正軸）值一半時嘅全角。好似120°咁樣嘅寬視角，表示光輸出模式係擴散嘅，適合需要廣域照明而唔係聚焦光束嘅應用。
• 峰值發射波長（λP）：591 nm（典型值）。呢個係發射光嘅光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
• 主波長（λd）：喺IF=50mA時，範圍由584.5 nm到594.5 nm。呢個係從CIE色度圖得出嘅色度量。佢代表單色光嘅單一波長，人眼會覺得佢同LED光嘅顏色一樣。佢係定義黃色色點嘅關鍵參數。
• 譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型值）。呢個係發射光譜喺其最大功率一半處嘅寬度（半高全寬，FWHM）。15nm嘅數值表示相對窄帶嘅黃色發射，係AlInGaP技術嘅特徵。
• 正向電壓（VF）：喺IF=50mA時為2.2 V（典型值）。呢個係LED喺指定電流下工作時嘅壓降。佢係設計限流電路嘅關鍵參數。
• 反向電流（IR）：喺VR=5V時為10 μA（最大值）。呢個係施加指定反向電壓時流過嘅小漏電流。

3. 分級系統說明

為咗確保生產一致性，LED會根據關鍵參數分入唔同嘅級別（Bin）。咁樣可以讓設計師選擇符合特定顏色、亮度同電壓要求嘅部件。

3.1 正向電壓分級

喺測試條件IF = 50mA下進行分級。每個級別內嘅容差為 +/-0.1V。

• D2：1.80V（最小） - 2.00V（最大）
• D3：2.00V（最小） - 2.20V（最大）
• D4：2.20V（最小） - 2.40V（最大）
• D5：2.40V（最小） - 2.60V（最大）

3.2 發光強度分級

喺測試條件IF = 50mA下進行分級。每個級別內嘅容差為 +/-11%。

• W2：1400 mcd（最小） - 1800 mcd（最大）
• X1：1800 mcd（最小） - 2240 mcd（最大）
• X2：2240 mcd（最小） - 2800 mcd（最大）
• Y1：2800 mcd（最小） - 3550 mcd（最大）

3.3 主波長分級

喺測試條件IF = 50mA下進行分級。每個級別內嘅容差為 +/-1nm。呢個直接控制黃色嘅深淺。

• H：584.5 nm（最小） - 587.0 nm（最大）
• J：587.0 nm（最小） - 589.5 nm（最大）
• K：589.5 nm（最小） - 592.0 nm（最大）
• L：592.0 nm（最小） - 594.5 nm（最大）

4. 性能曲線分析

雖然規格書中參考咗特定圖表（例如圖1顯示光譜輸出，圖5顯示視角），但提供嘅數據允許分析關鍵關係。

• 電流 vs. 發光強度（I-Iv曲線）：發光強度係喺50mA下指定嘅。通常，對於AlInGaP LED，光輸出會隨電流次線性增加。喺建議嘅直流電流以上操作，可能會導致熱量增加、效率下降同加速老化。
• 溫度依賴性：LED嘅發光強度同正向電壓對溫度敏感。強度通常會隨結溫升高而降低。正向電壓通常具有負溫度係數，對於AlInGaP，大約每°C降低2 mV。設計必須考慮熱管理，以保持穩定嘅光學性能。
• 光譜分佈：典型峰值喺591 nm，半寬度為15 nm，發射集中喺可見光譜嘅黃色區域。主波長分級（H到L）通過將具有非常相似色度座標嘅LED分組，確保顏色一致性。

5. 機械同封裝信息

5.1 器件封裝尺寸

呢款LED符合EIA標準SMD封裝外形。詳細尺寸圖喺規格書中提供，所有測量單位為毫米。主要特徵包括總長度、寬度同高度，以及焊盤位置同尺寸、透鏡結構。除非另有說明，否則適用±0.2 mm嘅公差。

5.2 極性識別

規格書包含指示陰極同陽極端子嘅圖解。組裝時必須注意正確極性。陰極通常喺封裝底部以凹口、綠色標記或較短嘅引腳/接片標示。

5.3 載帶同捲盤包裝

器件以壓紋載帶連保護蓋帶供應。

• 載帶寬度：8 毫米。
• 捲盤直徑：7 英寸（178 毫米）。
• 每捲數量：2000 件。
• 剩餘數量最小訂購量（MOQ）：500 件。
• 包裝遵循ANSI/EIA-481規範，以確保同自動化組裝設備兼容。

6. 焊接同組裝指引

6.1 回流焊溫度曲線

呢款器件兼容紅外線（IR）回流焊製程。提供符合JEDEC J-STD-020B無鉛焊接標準嘅建議溫度曲線。

• 預熱溫度：150°C 至 200°C。
• 預熱時間：最多 120 秒。
• 本體峰值溫度：最高 260°C。
• 液相線以上時間（TAL）：建議時間喺溫度曲線圖中指定（通常為60-90秒）。
• 最大焊接次數：兩次。

6.2 手工焊接

如果需要手工焊接，必須極度小心。

• 烙鐵溫度：最高 300°C。
• 每個焊盤焊接時間：最多 3 秒。
• 最大焊接次數：每個焊點只可焊接一次。

6.3 儲存同處理

• 密封包裝：儲存於≤30°C同≤70%相對濕度（RH）。一年內使用。
• 已開封包裝：暴露喺環境空氣中嘅元件應儲存於≤30°C同≤60% RH。建議喺打開防潮袋後168小時（7日）內完成紅外線回流焊。
• 長期儲存（已開封）：儲存於帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。
• 烘烤：如果元件暴露時間超過168小時，應喺焊接前以約60°C烘烤至少48小時，以去除吸收嘅水分，防止回流焊期間發生\"爆米花\"損壞。

6.4 清潔

如果需要組裝後清潔，只可使用經批准嘅溶劑。

• 推薦溶劑：乙醇或異丙醇。
• 程序：喺常溫下浸泡少於一分鐘。除非經確認對封裝安全，否則唔好使用超聲波清潔。
• 警告：唔好使用未指定嘅化學液體，因為佢哋可能會損壞LED透鏡或封裝材料。

7. 應用備註同設計考慮

7.1 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。為確保穩定運作同使用壽命，限流機制至關重要。

• 串聯電阻（電路模型A）：最常見同推薦嘅方法。一個電阻（R）同LED串聯。數值使用歐姆定律計算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc係電源電壓，VF係LED正向電壓（使用分級中嘅最大值進行最壞情況電流計算），IF係所需工作電流（例如20mA，50mA）。呢種方法為每個LED提供極佳嘅電流調節，並且易於實現。
• 並聯連接警告：唔建議將多個LED直接並聯，只使用單個限流電阻（電路模型B）。即使喺同一分級內，各個LED之間正向電壓（VF）嘅微小差異，都會導致電流分配嚴重失衡。一個LED可能會吸取大部分電流，導致過熱同提早失效，而其他LED則保持暗淡。務必為每個LED使用獨立嘅串聯電阻，或者採用有源恆流驅動器。

7.2 熱管理

雖然功耗相對較低，但有效嘅熱設計對於保持性能同可靠性至關重要。

• PCB佈局：使用足夠嘅銅面積（散熱焊盤或鋪銅）連接LED嘅焊盤，作為散熱器並將熱量從器件導走。
• 環境溫度：確保工作環境溫度喺指定範圍內。考慮電路板上其他元件產生嘅熱量。
• 電流降額：對於喺高環境溫度（接近+85°C）下運作，應考慮降額（降低）工作電流，以降低結溫，防止光通量加速衰減。

7.3 典型應用場景

擴散透鏡、寬視角同黃色光嘅結合，令呢款LED適合多種應用：

• 狀態同指示燈：消費電子產品、工業控制面板同儀器中嘅電源開/關、待機模式、系統活動、警告指示燈。
• 背光照明：用於薄膜開關、鍵盤同前面板上標誌嘅側光式或直下式背光照明，需要均勻、寬角度照明嘅場合。
• 汽車內飾照明：警告燈、開關照明同一般環境照明（需符合特定汽車標準認證）。
• 標誌同裝飾照明：建築特色或裝飾展示中嘅重點照明。

8. 技術介紹同趨勢

8.1 AlInGaP技術

呢款LED基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料。AlInGaP喺產生光譜中紅、橙、琥珀同黃色區域嘅光方面特別高效。同舊技術如磷化鎵（GaP）相比，其主要優勢包括高發光效率（流明每瓦）同良好嘅色純度（窄光譜寬度）。呢種材料系統可以通過調整組成元素嘅比例，精確調節帶隙，從而調節發射波長。

8.2 擴散透鏡 vs. 透明透鏡

擴散（乳白或磨砂）透鏡材料含有散射粒子。當來自微小半導體芯片嘅光穿過呢個透鏡時，會向多個方向散射。呢個導致更寬嘅視角（呢個案例中為120°），同更均勻、更柔和嘅外觀，減少眩光，並且睇唔到芯片嘅明顯\"光斑\"。呢個同透明（水清）透鏡形成對比，後者產生更聚焦嘅光束，視角較窄，有一個明顯、明亮嘅中心點。

8.3 行業趨勢

SMD LED嘅總體趨勢係朝向更高效率、更高可靠性同更細封裝尺寸。雖然呢份規格書代表一個成熟可靠嘅產品，但磷光體轉換黃色LED（使用藍色芯片加黃色磷光體）嘅新發展，可以喺效率、顯色性同成本方面提供唔同嘅權衡。此外，封裝材料同熱管理技術嘅進步，繼續推動所有LED技術嘅功率密度同使用壽命極限。小型化嘅驅動力亦導致更細嘅封裝佔位面積，同時保持或提高光輸出。