SMD LED LTSA-E67RVEWTU 規格書 - 擴散式紅光 AlInGaP - 70mA - 185.5mW - 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。呢個元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，適合空間有限嘅應用。佢嘅主要特點包括一個擴散式透鏡，同埋一個基於磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體技術嘅紅光光源。

1.1 核心特點同目標市場

呢款LED經過精心設計，具備多項增強可靠性同易於集成嘅關鍵特點。佢符合有害物質限制 (RoHS) 指令。元件採用業界標準包裝：8mm載帶捲喺7吋直徑嘅捲盤上，方便高速自動貼片組裝。佢已經按照JEDEC濕度敏感度等級2a進行咗預處理，確保喺回流焊接過程中能夠抵禦濕氣引致嘅損壞。此外，產品根據AEC-Q101 Rev. D標準進行咗認證，呢個係汽車電子元件嘅關鍵基準。佢嘅設計兼容紅外線 (IR) 回流焊接製程。主要目標應用係汽車配件系統，喺呢啲應用中，喺唔同環境條件下嘅可靠性同性能至關重要。

2. 技術參數：深入客觀解讀

呢部分詳細說明咗LED嘅絕對極限同工作特性。理解呢啲參數對於可靠嘅電路設計同確保元件喺其安全工作區 (SOA) 內運作係必不可少嘅。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。呢啲額定值係喺環境溫度 (Ta) 25°C下指定嘅。最大連續直流正向電流 (IF) 係70 mA。喺脈衝條件下，佔空比為1/10，脈衝寬度為0.1ms，器件可以處理100 mA嘅峰值正向電流。最大功耗 (Pd) 係185.5 mW。器件嘅工作同儲存溫度範圍額定為-40°C至+100°C。對於無鉛焊接製程，佢可以承受峰值溫度為260°C、最長10秒嘅紅外回流溫度曲線。

2.2 熱特性

熱管理對於LED性能同壽命至關重要。從半導體結點到環境空氣嘅熱阻 (RθJA) 通常係280 °C/W，係喺一塊標準1.6mm厚、銅焊盤面積為16mm²嘅FR4 PCB上測量嘅。從結點到焊點嘅熱阻 (RθJS) 通常係130 °C/W，為散熱提供咗更直接嘅路徑。最大允許結點溫度 (Tj) 係125°C。超過呢個溫度會加速光通量衰減，並可能導致災難性故障。

2.3 電光特性

電光特性係喺Ta=25°C同測試電流 (IF) 50 mA下測量嘅，呢個係低於絕對最大值嘅常見工作點。發光強度 (Iv) 範圍從最小1800毫坎德拉 (mcd) 到最大3550 mcd。視角 (2θ½) 定義為發光強度下降到其軸向值一半時嘅全角，為120度，表示一個寬闊、擴散嘅發射模式。峰值發射波長 (λP) 係632 nm。主波長 (λd) 定義咗感知嘅顏色，指定範圍為618 nm至630 nm。頻譜帶寬 (Δλ) 約為20 nm。喺50 mA時嘅正向電壓 (VF) 範圍為1.9V至2.65V。當施加12V反向電壓 (VR) 時，反向電流 (IR) 限制為最大10 μA；需要特別注意，器件並非設計用於反向偏壓下工作。

3. 分級系統說明

為確保生產應用中顏色同亮度嘅一致性，LED會根據性能分級。批次會標有一個代碼，代表其正向電壓 (Vf)、發光強度 (Iv) 同主波長 (Wd) 嘅等級。

3.1 正向電壓 (Vf) 分級

正向電壓以大約0.15V嘅步長進行分級。分級代碼範圍從C (1.90V - 2.05V) 到G (2.50V - 2.65V)。每個分級有±0.1V嘅容差。從相同Vf分級中選擇LED有助於喺多個器件並聯時保持均勻嘅電流分佈。

3.2 發光強度 (Iv) 分級

發光強度分為三個等級：X1 (1800-2240 mcd)、X2 (2240-2800 mcd) 同Y1 (2800-3550 mcd)。每個等級有±11%嘅容差。咁樣可以讓設計師根據其應用選擇合適嘅亮度級別。

3.3 主波長 (Wd) 分級

主波長決定咗紅色嘅精確色調，以3nm步長進行分級。分級代碼為5 (618-621 nm)、6 (621-624 nm)、7 (624-627 nm) 同8 (627-630 nm)。每個分級嘅容差為±1 nm。呢種嚴格控制對於需要特定色點嘅應用至關重要。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供咗LED喺唔同條件下行為嘅深入見解，對於穩健嘅系統設計至關重要。

4.1 電流對電壓 (I-V) 特性

正向電壓同正向電流呈現對數關係。喺低電流時，電壓接近二極管嘅內建電勢。隨著電流增加，由於半導體材料同接觸點嘅串聯電阻，電壓會上升。設計師必須使用呢條曲線來選擇合適嘅限流電阻或驅動電路，以確保LED喺所需亮度下工作，同時唔超過其最大額定值。

4.2 發光強度對正向電流

喺正常工作範圍內，發光強度通常同正向電流成正比。然而，喺極高電流下，由於熱量產生增加同其他非輻射復合過程，效率可能會下降。將LED工作喺遠高於其推薦電流嘅情況下會縮短其壽命。

4.3 溫度依賴性

LED嘅性能高度依賴於溫度。隨著結點溫度升高，對於給定電流，正向電壓通常會輕微下降。更重要嘅係，光輸出會減少。主波長亦可能隨溫度輕微偏移。因此，有效嘅散熱對於保持穩定嘅光學性能至關重要，特別係喺高功率或高環境溫度應用中，例如汽車環境。

5. 機械同包裝資訊

5.1 物理尺寸同極性識別

呢款LED符合標準EIA封裝外形。所有關鍵尺寸均以毫米提供，除非另有說明，一般公差為±0.2 mm。一個關鍵設計注意事項係，陽極引線框架同時作為LED嘅主要散熱器。喺PCB佈局同組裝過程中，正確識別陽極同陰極對於確保正確嘅極性連接至關重要。

5.2 推薦PCB焊盤佈局

提供咗PCB嘅推薦焊盤圖形（封裝佔位），以確保可靠焊接同最佳熱性能。呢個圖形設計用於兼容紅外回流焊接製程。遵循呢個推薦佈局有助於形成正確嘅焊角，確保機械穩定性，並最大化從LED散熱焊盤（陽極）到PCB嘅熱傳遞。

6. 焊接同組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

根據J-STD-020標準，為無鉛製程指定咗詳細嘅紅外回流焊接溫度曲線。曲線包括預熱、保溫、回流同冷卻階段。關鍵參數係峰值封裝體溫度唔超過260°C，持續時間最長10秒。遵循呢個曲線對於防止LED環氧樹脂透鏡同內部半導體結構受到熱損壞至關重要。

6.2 儲存同處理注意事項

根據JEDEC J-STD-020，產品分類為濕度敏感度等級 (MSL) 2a。喺其原始、密封嘅防潮袋連乾燥劑內，應儲存喺≤30°C同≤70% RH嘅環境中，並喺一年內使用。一旦打開袋子，元件應儲存喺≤30°C同≤60% RH嘅環境中。建議喺打開袋子後4週內完成紅外回流製程。對於喺原始包裝外儲存超過4週嘅情況，元件應儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器中，或者喺焊接前以約60°C烘烤至少48小時，以去除吸收嘅水分，防止回流過程中出現"爆米花"現象。

6.3 清潔

如果焊接後需要清潔，應只使用指定嘅溶劑。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。使用未指定或強力嘅化學清潔劑可能會損壞LED嘅塑料封裝同光學透鏡。

7. 包裝同訂購資訊

7.1 載帶同捲盤規格

LED以8mm寬嘅凸版載帶形式提供。載帶捲喺標準7吋 (178mm) 直徑嘅捲盤上。每捲包含2000件。包裝符合ANSI/EIA-481規格。提供咗載帶凹槽、蓋帶同捲盤嘅詳細尺寸，以確保同自動化組裝設備兼容。

8. 應用備註同設計考慮

8.1 典型應用場景

主要預期應用係汽車配件功能。呢個可以包括車內環境照明、儀表板指示燈、中控台照明，或者需要擴散式、廣角紅光發射嘅外部標誌燈。其AEC-Q101認證使其適合車輛中惡劣嘅環境條件（溫度、濕度、振動）。

8.2 關鍵設計考慮

限流：LED係電流驅動器件。必須使用串聯電阻或恆流驅動電路來將正向電流限制喺安全值，通常喺或低於推薦嘅50-70 mA範圍，並考慮電源變化。
熱管理：唔可以超過最大結點溫度。設計PCB佈局，從陽極焊盤提供足夠嘅熱路徑。對於高電流或高環境溫度應用，考慮喺PCB上使用更大嘅銅面積或額外嘅散熱過孔來散熱。
ESD保護：雖然呢款器件無明確說明，但AlInGaP LED可能對靜電放電 (ESD) 敏感。建議喺組裝過程中實施標準嘅ESD處理預防措施。
光學設計：120°視角同擴散式透鏡提供柔和、寬闊嘅光束。對於需要更聚焦光束嘅應用，就需要二次光學元件（例如透鏡、導光板）。

9. 技術比較同差異化

呢款基於AlInGaP嘅紅光LED提供特定優勢。同舊技術如磷化鎵砷 (GaAsP) 相比，AlInGaP提供更高嘅發光效率，從而喺相同輸入電流下產生更大亮度。擴散式透鏡創造出均勻、寬闊嘅發射模式，非常適合區域照明而非聚焦點照明。AEC-Q101認證同MSL 2a等級係汽車同其他要求嚴格應用嘅關鍵區別因素，表明相比標準商用級LED，佢經過咗增強嘅可靠性測試同防潮性。

10. 常見問題 (基於技術參數)

問：我可唔可以直接用5V或12V電源驅動呢款LED？
答：唔可以。你必須使用限流機制。對於5V電源，通常使用串聯電阻 (R = (電源電壓 - Vf) / If)。對於12V電源，電阻會消耗過多熱量；建議使用恆流驅動器或開關穩壓器。

問：峰值波長同主波長有咩區別？
答：峰值波長 (λP) 係頻譜功率分佈最大時嘅波長 (632 nm)。主波長 (λd) 係單色光嘅波長，可以匹配LED嘅感知顏色 (618-630 nm)。λd對於顏色規格更相關。

問：點解熱阻咁重要？
答：佢量化咗熱量可以從LED結點散走嘅效率。較低嘅熱阻意味著更好嘅散熱，咁樣你就可以喺更高電流或更熱嘅環境中驅動LED，同時將結點溫度保持喺安全限度內，從而確保長期可靠性同穩定嘅光輸出。

問：規格書提到反向電壓測試。我可唔可以用呢款LED喺交流電路或帶有反極性保護嘅電路中？
答：12V反向電壓額定值僅用於測試目的。器件並非設計用於連續反向偏壓操作。喺交流電路或用於極性保護時，必須使用外部串聯二極管來阻擋LED上嘅反向電壓。

11. 實用設計同使用範例

場景：為汽車控制模塊設計一個紅色狀態指示燈。模塊由車輛嘅12V電池系統供電（運行時標稱14V）。指示燈需要喺日光下清晰可見。
設計步驟：
1. 電流選擇：選擇50 mA嘅工作點，以取得亮度同壽命嘅良好平衡。
2. 驅動器選擇：由於電源電壓高，簡單嘅電阻會浪費超過0.5W嘅功率。更好嘅解決方案係使用設定為50 mA嘅低壓差 (LDO) 恆流LED驅動器IC。
3. 熱設計：模塊可能位於引擎艙。估計最高環境溫度（例如85°C）。計算預期結點溫升：ΔTj = Pd * RθJA = (VF * IF) * RθJA。使用典型VF=2.2V同RθJA=280°C/W，Pd=0.11W，所以ΔTj ≈ 31°C。Tj = Ta + ΔTj = 85°C + 31°C = 116°C，低於125°C最大值。呢個係可以接受但係邊緣嘅。為提高可靠性，增加連接到陽極嘅PCB焊盤上嘅銅面積，以降低有效RθJA。
4. 分級選擇：為咗喺儀表板中多個單元之間保持外觀一致，指定嚴格嘅主波長（例如分級7）同發光強度（例如分級X2或Y1）分級。

12. 工作原理介紹

發光二極管係半導體p-n結器件。當施加正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入穿過結點。呢啲電荷載流子喺半導體嘅有源區域中復合。喺像AlInGaP咁樣嘅直接帶隙半導體中，呢種復合事件嘅相當一部分以光子（光）嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長（顏色）由半導體材料嘅帶隙能量決定。AlInGaP合金經過設計，可以產生可見光譜中紅色、橙色同黃色部分嘅光。擴散式透鏡由含有散射粒子嘅環氧樹脂或矽膠材料製成。呢啲粒子隨機重新定向從半導體芯片發出嘅光，拓寬光束角度，並通過消除典型透明透鏡LED嘅明亮中心"熱點"，創造出更均勻、更柔和嘅外觀。

13. 技術趨勢同發展

LED技術領域不斷發展。對於像呢個元件咁樣嘅指示同信號應用，趨勢集中喺幾個關鍵領域。提高效率：持續嘅材料科學研究旨在提高AlInGaP同其他半導體材料嘅內部量子效率 (IQE)，從而喺每單位電輸入功率 (lm/W) 下產生更高嘅光輸出。增強可靠性：來自汽車同工業市場嘅需求推動咗封裝材料（例如高溫矽膠）同芯片貼裝技術嘅改進，以承受更高嘅結點溫度同更極端嘅熱循環。微型化：不斷推動更小嘅封裝尺寸，同時保持或增加光功率，使現代電子設備中能夠實現更密集嘅集成。顏色一致性同分級：外延生長同製造過程控制嘅進步允許波長同發光強度嘅分佈更緊密，減少咗廣泛分級嘅需要，並簡化咗製造商嘅庫存管理。集成解決方案：一個日益增長嘅趨勢係將LED芯片同驅動器IC、保護元件（如ESD二極管）甚至控制邏輯集成到單個智能封裝模塊中。