SMD LED 0603 綠色規格書 - 尺寸1.6x0.8x0.6mm - 電壓3.2V - 功率76mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供咗一款0603封裝尺寸嘅表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）嘅完整技術規格。呢個器件採用氮化銦鎵（InGaN）半導體材料嚟產生綠光。佢專為自動化組裝過程而設計，並且兼容標準紅外線同氣相回流焊接技術，非常適合大批量電子產品製造。

呢個元件嘅核心優勢包括其細小嘅佔位面積、符合RoHS（有害物質限制）指令，以及為自動化貼片系統嘅可靠性而設計。佢適用於各種需要指示燈、背光或狀態顯示嘅消費同工業電子應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。呢啲數值唔係用於連續操作。

• 功耗（Pd）：76 mW。呢個係LED封裝喺環境溫度（Ta）為25°C時，可以作為熱量散發嘅最大總功率。
• 峰值正向電流（I_F(PEAK)）：100 mA。呢個係脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）嘅最大允許電流。超過呢個值可能會導致立即嘅災難性故障。
• 連續正向電流（I_F）：20 mA。呢個係為確保長期可靠性同穩定光輸出而建議嘅連續直流操作最大電流。
• 直流電流降額：環境溫度高於50°C時，最大允許連續電流會以每攝氏度0.25 mA嘅速率線性下降。呢點對於密閉或高溫環境中嘅熱管理至關重要。
• 反向電壓（V_R）：5 V。施加超過呢個值嘅反向偏壓可能會擊穿LED嘅PN結。
• 工作及儲存溫度：器件嘅額定工作溫度範圍係-20°C至+80°C，儲存溫度範圍係-30°C至+100°C。

2.2 電光特性

呢啲參數係喺標準測試條件下測量嘅，即環境溫度25°C，正向電流（I_F）為20 mA，除非另有說明。

• 發光強度（I_V）：範圍從最小71.0 mcd到最大450.0 mcd，並提供典型值。呢個寬範圍係通過分級系統（稍後詳細說明）管理嘅。強度係使用經過濾波以匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）嘅傳感器測量嘅。
• 視角（2\u03b8_1/2）：130度。呢個係發光強度下降到軸上測量值一半時嘅全角。130度嘅角度表示一種寬闊、擴散嘅光線模式，適合指示燈應用。
• 峰值波長（\u03bb_P）：530 nm。呢個係光譜功率輸出最高時嘅波長。
• 主波長（\u03bb_d）：525 nm。呢個係從CIE色度圖得出，代表最能描述光線感知顏色嘅單一波長。佢係顏色一致性嘅關鍵參數。
• 光譜帶寬（\u0394\u03bb）：35 nm。呢個係發射光譜喺其最大功率一半時嘅寬度（半高全寬 - FWHM）。帶寬越窄，表示顏色越純淨、越飽和。
• 正向電壓（V_F）：範圍從2.80 V（最小）到3.60 V（最大），喺20 mA時典型值為3.20 V。呢個變化係通過電壓分級管理嘅。
• 反向電流（I_R）：當施加5 V反向偏壓時，最大為10 \u00b5A。應用中如果數值明顯高於此值，可能表示器件已損壞。

3. 分級系統解釋

為確保大規模生產嘅一致性，LED會根據關鍵性能參數分為唔同嘅級別。咁樣設計師就可以為其應用選擇符合特定公差要求嘅元件。

3.1 正向電壓分級

器件根據其喺20 mA下測量嘅正向電壓（V_F）進行分類。每個級別（D7至D10）內部嘅公差為\u00b10.1V。
例子：D8級包含V_F介乎3.00V同3.20V之間嘅LED。

3.2 發光強度分級

器件根據其喺20 mA下測量嘅發光強度（I_V）進行分類。每個級別（Q、R、S、T）內部嘅公差為\u00b115%。
例子：S級包含強度介乎180.0 mcd同280.0 mcd之間嘅LED。

3.3 主波長分級

器件根據其喺20 mA下測量嘅主波長（\u03bb_d）進行分類。每個級別（AP、AQ、AR）內部嘅公差為\u00b11 nm。
例子：AQ級包含主波長介乎525.0 nm同530.0 nm之間嘅LED，產生特定色調嘅綠色。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定嘅圖形曲線（圖1、圖6），但佢哋嘅含義對於LED技術嚟講係標準嘅。

• IV曲線：正向電流（I_F）同正向電壓（V_F）之間嘅關係係指數性嘅。電壓稍微超過膝點電壓，就會導致電流大幅增加，可能造成損壞。呢個就係點解恆流驅動至關重要。
• 發光強度 vs. 電流：喺工作範圍內，光輸出大致同正向電流成正比。然而，喺非常高嘅電流下，效率可能會因為熱量增加而下降。
• 發光強度 vs. 溫度：LED嘅光輸出會隨著結溫升高而降低。呢個係對於喺高環境溫度下運行或熱管理不良嘅應用嘅關鍵考慮因素。
• 光譜分佈：發射光譜大致呈高斯分佈，圍繞峰值波長為中心。主波長定義咗CIE圖表上嘅感知色點。

5. 機械及包裝資料

5.1 封裝尺寸

器件符合EIA標準0603封裝佔位面積，尺寸約為長1.6mm、寬0.8mm、高0.6mm（公差\u00b10.10mm）。透鏡為水清色。應參考詳細機械圖紙以獲取精確焊盤佈局同元件幾何形狀。

5.2 極性識別

極性通常通過元件本體上嘅標記或封裝中嘅不對稱特徵來表示。陰極通常有標記。組裝時必須注意正確極性，因為超過5V嘅反向偏壓會損壞器件。

5.3 帶裝及捲盤包裝

元件以8mm寬嘅凸紋載帶供應，捲繞喺7英寸（178mm）直徑嘅捲盤上。標準捲盤數量為3000件。包裝遵循ANSI/EIA 481-1-A標準，確保與自動化貼片設備兼容。載帶有蓋帶保護元件免受污染。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

LED兼容無鉛（Pb-free）焊接工藝。建議嘅紅外回流溫度曲線如下：
- 預熱：150\u00b0C至200\u00b0C。
- 預熱時間：最長120秒，以實現熱平衡同助焊劑活化。
- 峰值溫度：最高260\u00b0C。
- 液相線以上時間：喺峰值溫度下最長10秒。回流焊接不應進行超過兩次。

6.2 手動焊接

如果必須進行手動焊接，必須極度小心：
- 烙鐵溫度：最高300\u00b0C。
- 焊接時間：每引腳最長3秒。
- 手動焊接應只進行一次，以盡量減少對塑料封裝嘅熱應力。

6.3 清潔

只應使用指定嘅清潔劑。推薦嘅溶劑係室溫下嘅乙醇或異丙醇。LED應浸泡少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

6.4 儲存及處理

- 儲存喺不超過30\u00b0C同70%相對濕度嘅環境中。
- 一旦從原裝防潮袋中取出，元件應在一周內進行回流焊接。
- 如需喺原包裝外長時間儲存，請使用帶乾燥劑或氮氣氣氛嘅密封容器。
- 喺袋外儲存超過一周嘅元件，喺焊接前應喺約60\u00b0C下烘烤至少24小時，以去除吸收嘅水分並防止回流期間出現爆米花現象。

7. 應用設計建議

7.1 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻，特別係當並聯多個LED時，強烈建議為每個LED串聯一個限流電阻（電路模型A）。唔建議直接從電壓源並聯驅動多個LED（電路模型B），因為各個LED之間正向電壓（V_F）特性嘅微小差異會導致電流分配同亮度出現顯著差異。

7.2 靜電放電（ESD）保護

LED對靜電放電敏感。ESD損壞可能表現為高反向漏電流、低正向電壓或完全唔發光。必須採取預防措施：
- 操作員應佩戴接地手腕帶或防靜電手套。
- 所有工作站、設備同工具必須正確接地。
- 使用離子發生器中和處理過程中可能積聚喺塑料透鏡上嘅靜電荷。
- 遵循標準ESD處理程序（ANSI/ESD S20.20）。

7.3 熱管理

雖然功耗較低（最大76mW），但適當嘅熱設計可以延長壽命並保持穩定嘅光輸出。確保有足夠嘅PCB銅面積用於散熱，特別係喺高環境溫度下或接近最大額定電流運行時。遵守高於50\u00b0C時嘅電流降額規格。

8. 技術比較及注意事項

同舊技術（如GaP）相比，呢款基於InGaN嘅綠色LED提供更高效率同更亮嘅輸出。0603封裝比舊式LED封裝（如0805或1206）提供顯著更細嘅佔位面積，實現更高密度嘅PCB設計。130度嘅寬視角非常適合全向指示燈，而窄角LED可能更適合聚焦光束應用。全面嘅分級系統允許喺關鍵應用中實現比未分級或粗略分級元件更嚴格嘅顏色同亮度匹配。

9. 常見問題（FAQ）

問：我可以直接用5V邏輯輸出來驅動呢個LED嗎？
答：唔可以。典型V_F為3.2V，直接連接到5V會導致過大電流並損壞LED。你必須使用串聯限流電阻。使用公式R = (V_電源- V_F) / I_F.

計算電阻值。
問：點解發光強度範圍咁闊（71-450 mcd）？

答：呢個係完整嘅生產分佈範圍。通過分級系統（Q、R、S、T），你可以購買來自特定、更窄強度範圍（例如，S級：180-280 mcd）嘅LED，以確保你產品嘅一致性。
問：呢個LED適合戶外使用嗎？

答：工作溫度範圍係-20\u00b0C至+80\u00b0C。雖然佢可以喺許多戶外條件下工作，但長時間暴露喺陽光直射、濕氣同紫外線輻射下可能會隨時間推移而降解環氧樹脂透鏡。對於惡劣環境，請考慮使用帶有保護塗層或專門為戶外使用而評級嘅LED。
問：如果我超過反向電壓額定值會點？

答：反向偏壓超過5V可能會導致PN結雪崩擊穿，造成立即且永久嘅損壞，通常係短路。

10. 設計及使用案例研究
場景：為網絡路由器設計狀態指示燈面板。S面板需要10個相同嘅亮綠色LED來顯示鏈路活動同電源狀態。為確保所有LED具有相同亮度同顏色，設計師指定強度使用AQ級（180-280 mcd），主波長使用

級（525-530 nm）。為保證電流一致，每個LED通過一個100歐姆串聯電阻（為3.3V電源同約20mA目標電流計算）由微控制器嘅GPIO引腳驅動。PCB佈局包括一個連接到地平面用於散熱嘅小型散熱焊盤。組裝期間，工廠使用建議嘅IR回流溫度曲線，操作員遵循ESD協議。結果係一個具有均勻、可靠指示燈嘅面板。

11. 工作原理

呢個係一種半導體光子器件。當施加超過結內建電勢嘅正向電壓時，電子同空穴被注入到有源區（InGaN量子阱）。呢啲電荷載流子復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長（顏色）由InGaN半導體材料嘅帶隙能量決定，呢個係喺外延生長過程中設計用於產生綠光（約525-530 nm）。環氧樹脂透鏡用於保護半導體芯片、塑造光輸出光束並增強芯片嘅光提取效率。

12. 技術趨勢
- 綠色LED嘅基礎技術InGaN持續發展。趨勢包括：效率提升：
- 持續研究旨在減少效率下降（喺較高驅動電流下效率下降）並提高內部量子效率，從而實現更低功率下更亮嘅LED。微型化：
- 封裝尺寸持續縮小（例如，從0603到0402及更小），以滿足超緊湊消費電子產品嘅需求。顏色一致性改善：
- 外延生長同分級算法嘅進步允許生產時就有更嚴格嘅顏色公差，減少二次分揀嘅需要。更高可靠性：