1. 產品概述
本文件提供一款專為自動化組裝流程而設計的高亮度表面貼裝LED之完整技術規格。該器件採用先進的AlInGaP半導體技術，實現紅橙色光發射。其設計旨在確保可靠性與性能，適用於各種對空間、效率及穩定光輸出有嚴格要求的現代電子應用。
1.1 特點
- 符合RoHS環保指令。
- 配備圓頂透鏡，優化光線分佈。
- 採用超高亮度AlInGaP晶片，實現高發光效率。
- 以業界標準8毫米載帶供應，置於7吋捲盤上，適用於自動化貼片。
- 封裝符合EIA標準。
- 設計用於與集成電路兼容（I.C. compatible）。
- 適用於自動貼裝設備。
- 可承受紅外線（IR）回流焊接製程。
1.2 應用
此LED適用於多種應用，包括：
- Telecommunication equipment, office automation systems, home appliances, and industrial control panels.
- 鍵盤及按鍵背光。
- 狀態及電源指示燈。
- 微型顯示器同面板指示器。
- 信號同符號照明。
2. Package Dimensions and Configuration
本裝置採用標準表面貼裝封裝。關鍵尺寸包括長度、寬度及高度，除非另有註明，典型公差為±0.1mm。透鏡為水晶透明，光源顏色為AlInGaP紅橙色。詳細標明所有關鍵尺寸的機械圖紙，是PCB佈局設計導入過程中不可或缺的一部分。
3. 技術參數與特性
除非另有說明，所有額定值及特性均以環境溫度 (Ta) 為 25°C 為準。
3.1 絕對最大額定值
超出此等限制的應力可能會對器件造成永久性損壞。
- 功耗：75 mW
- 峰值正向電流（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝）：80 mA
- 連續直流正向電流：30 mA
- 反向電壓：5 V
- 工作溫度範圍：-30°C 至 +85°C
- 儲存溫度範圍：-40°C 至 +85°C
- 紅外線焊接條件：最高 260°C，持續 10 秒。
3.2 建議嘅紅外線回流焊溫度曲線
對於無鉛焊接製程，建議採用峰值溫度為260°C、持續時間最長10秒嘅回流焊溫度曲線。該曲線應包含適當嘅預熱同冷卻階段，以減輕對元件同印刷電路板嘅熱應力。
3.3 電氣同光學特性
在標準測試條件下量測的典型性能參數 (IF=20mA)。
- 發光強度 (Iv)：300 mcd (最小)，1050 mcd (典型)
- 視角 (2θ1/2): 25 度
- 峰值發射波長 (λP): 621 nm (典型值)
- 主波長 (λd): 615 nm (典型值)
- 譜線半寬度 (Δλ): 18 nm (典型值)
- 正向電壓 (VF): 2.0 V (典型值), 2.4 V (最大值)
- 反向電流 (IR)：於 VR=5V 時為 10 μA（最大值）
量度備註： 發光強度係使用近似 CIE 明視覺響應曲線嘅感測器-濾光片組合進行量度。視角定義為強度降至軸向值一半時嘅離軸角度。主波長係由 CIE 色度座標推算得出。
3.4 靜電放電（ESD）注意事項
此裝置對靜電放電敏感。必須遵循正確的ESD處理程序，包括使用接地手環、防靜電手套，並確保所有設備和工作站正確接地，以防損壞。
4. Bin Ranking System
為確保生產中顏色與亮度的一致性，裝置會根據發光強度進行分檔。
4.1 Luminous Intensity Bin Codes
對於紅橙色，測量於20mA。每個分檔內公差為+/-15%。
- R: 112.0 - 180.0 mcd
- S: 180.0 - 280.0 mcd
- T: 280.0 - 450.0 mcd
- U: 450.0 - 710.0 mcd
- V: 710.0 - 1120.0 mcd
- W: 1120.0 - 1800.0 mcd
- X: 1800.0 - 2800.0 mcd
- Y: 2800.0 - 4500.0 mcd
這種分級方式讓設計師可以根據其特定應用，選擇合適嘅亮度等級，從而平衡成本同性能要求。
5. 典型性能曲線
圖形數據能更深入揭示器件在不同條件下的行為。關鍵曲線通常包括：
- Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: 展示光輸出如何隨驅動電流增加，突顯非線性關係及電流調節嘅重要性。
- 相對發光強度與環境溫度關係圖： 展示光輸出嘅熱降額特性，對於喺高溫環境下運作嘅設計至關重要。
- 正向電壓與正向電流： 展示二極管的IV特性，對設計限流電路至關重要。
- 光譜分佈： 一幅相對輻射功率對波長嘅圖，顯示出以621nm為中心嘅AlInGaP LED窄發射帶特性。
分析呢啲曲線有助工程師預測實際性能、管理熱效應，並優化驅動電路以提升效率同使用壽命。
6. User Guide and Handling Instructions
6.1 清潔
未指定的化學清潔劑可能會損壞LED封裝。如焊接後必須進行清潔，請將LED在室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。除非經過專門驗證，否則應避免使用強效溶劑或超聲波清洗。
6.2 推薦PCB焊盤佈局
提供建議的PCB焊盤圖案（封裝），以確保形成適當的焊點、機械穩定性及散熱效果。遵循此設計可減少墓碑效應，並確保迴焊後電氣連接可靠。
6.3 帶裝及捲盤包裝規格
元件以壓紋載帶附保護蓋帶形式供應。主要包裝細節包括：
- 捲盤直徑：7英寸。
- 袋位間距：適用於8毫米載帶之定義。
- 每卷數量：1500件（標準滿卷）。
- 最小包裝數量：餘卷為500件。
- 缺失元件：最多容許連續兩個空置袋位。
- 標準：包裝符合 ANSI/EIA-481 規格。
此包裝兼容標準自動化表面貼裝技術（SMT）組裝設備。
7. 重要注意事項與應用說明
7.1 預期應用
此LED專為標準商業及消費電子設備而設計。不適用於一旦失效可能危及生命或健康的安全關鍵應用（例如：航空、醫療生命維持系統、運輸安全系統）。此類高可靠性用途需事先諮詢。
7.2 儲存條件
Sealed Package: 儲存於≤30°C及≤90%相對濕度(RH)環境。放入防潮袋連乾燥劑後，保質期為一年。
已開封包裝： 從防潮屏障袋取出之元件，儲存環境不得超過30°C及60% RH。元件須於一星期內進行IR回流焊接（濕度敏感等級3，MSL 3）。若儲存超過一星期，應使用帶乾燥劑之密封容器或氮氣乾燥櫃。於袋外儲存超過一星期之元件，焊接前需以約60°C烘烤至少20小時，以防止回流焊接時出現「爆米花」現象。
7.4 焊接指引
詳細的焊接參數對可靠性至關重要。
- Reflow Soldering (Recommended):
- 預熱溫度：150-200°C
- 預熱時間：最長120秒。
- 最高溫度：260°C 為上限。
- 液相線以上時間：最多 10 秒。
- 過爐次數：最多兩次迴流焊接循環。
- 手動焊接（烙鐵）：
- 烙鐵頭溫度：最高300°C。
- 接觸時間：每焊盤最多3秒。
- 維修次數：僅限一次。
最佳回流焊曲線取決於具體的PCB設計、錫膏和爐具。所提供的參數基於JEDEC標準，可作為可靠的起點。建議針對特定組裝線進行特性分析。
7.5 驅動方法
LED屬電流驅動器件。當並聯多個LED時，必須為每個LED串聯限流電阻以確保亮度均勻。若直接以電壓源驅動而無電流調節，會因不同器件間正向電壓（VF）的自然差異導致亮度不均及可能因過流損壞。串聯電阻值可根據歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED正向電壓) / 目標電流。
8. 應用建議與設計考量
8.1 散熱管理
雖然功耗相對較低，僅為75mW，但在PCB上進行有效的散熱管理對於保持長期可靠性及穩定的光輸出至關重要，尤其是在高環境溫度下或以最大電流驅動時。確保LED焊盤周圍有足夠的銅箔面積有助於散熱。
8.2 光學設計
25度的視角提供相對集中的光束。對於需要更廣泛照明的應用，可能需要使用導光板或擴散板等二次光學元件。透明透鏡適用於LED晶片本身不可見或需要混色的應用。
8.3 電路保護
除串聯限流電阻外，若電源連接可由用戶接觸，應考慮加入反極性保護。在電氣噪聲環境中，或需使用瞬態電壓抑制（TVS）二極管或其他保護電路。
9. Technology and Principle of Operation
此發光二極管基於磷化鋁銦鎵（AlInGaP）半導體材料。當在p-n結上施加正向電壓時，電子和電洞在活性區域復合，以光子形式釋放能量。AlInGaP合金的具體成分決定了帶隙能量，這直接對應於發射光的波長——在此情況下，屬於紅橙色光譜（約615-621 nm）。AlInGaP技術以其高內部量子效率及在紅色至琥珀色範圍內的卓越性能而聞名，相比舊有技術如GaAsP，能提供更優異的亮度和穩定性。
10. 基於技術參數的常見問題
Q: 我可唔可以連續用30mA驅動呢粒LED？
A: 可以，30mA係最大額定連續直流正向電流。為咗獲得最佳使用壽命，通常建議喺典型20mA測試條件或更低電流下驅動。
Q: 用5V電源，我應該用幾大電阻值？
A: 使用典型正向電壓(VF)為2.0V及目標電流20mA計算：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆。標準150Ω電阻適用。為確保應用所需的最小電流足夠，請務必使用最大正向電壓(2.4V)進行計算。
Q: 溫度如何影響亮度？
A: 發光強度會隨接面溫度上升而下降。性能曲線顯示了這種降額情況。要維持穩定的輸出，關鍵在於提供足夠的散熱，並避免在高環境溫度下以最大電流操作。
Q: 這款LED是否適用於脈衝操作？
A: 係，佢可以喺低佔空比（1/10）同短脈衝寬度（0.1ms）下處理80mA嘅峰值正向電流。可以用於多工或實現視覺上更高亮度。
LED規格術語
LED技術術語完整解釋
光電性能
| 術語 | 單位/表述 | 簡易說明 | 為何重要 |
|---|---|---|---|
| 發光效能 | lm/W (流明每瓦) | 每瓦電力嘅光輸出，數值越高代表越慳電。 | 直接決定能源效益級別同電費開支。 |
| Luminous Flux | lm (流明) | 光源發出的總光量，俗稱「光亮度」。 | 判斷光線是否足夠明亮。 |
| 視角 | ° (度)，例如：120° | 光強度降至一半時嘅角度，決定咗光束寬度。 | 影響照明範圍同均勻度。 |
| CCT (色溫) | K (Kelvin)，例如 2700K/6500K | 光線嘅暖/冷調，數值越低越偏黃/暖，越高越偏白/冷。 | 決定照明氛圍同適用場景。 |
| CRI / Ra | 無單位，0–100 | 準確呈現物件顏色的能力，Ra≥80為良好。 | 影響色彩真實性，用於商場、博物館等高要求場所。 |
| SDCM | MacAdam橢圓步階，例如「5步階」 | 色彩一致性指標，數值愈細代表色彩一致性愈高。 | 確保同一批次LED嘅色彩均勻一致。 |
| Dominant Wavelength | nm（納米），例如：620nm（紅色） | 對應彩色LED顏色的波長。 | 決定紅色、黃色、綠色單色LED嘅色調。 |
| Spectral Distribution | 波長與強度曲線 | 顯示跨波長嘅強度分佈。 | 影響色彩還原同品質。 |
電氣參數
| 術語 | 符號 | 簡易說明 | 設計考量 |
|---|---|---|---|
| 正向電壓 | Vf | 啟動LED所需嘅最低電壓，類似「起始閾值」。 | 驅動器電壓必須≥Vf，串聯LED嘅電壓會累加。 |
| Forward Current | If | 正常LED運作之電流值。 | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| 最大脈衝電流 | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃爍。 | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 反向電壓 | Vr | LED可承受的最大反向電壓，超出可能導致擊穿。 | 電路必須防止反接或電壓尖峰。 |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | 由晶片傳熱至焊料的熱阻，數值愈低愈好。 | 高熱阻需要更強的散熱能力。 |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | 抵禦靜電放電嘅能力，數值越高代表越唔易受損。 | 生產過程中需要採取防靜電措施，尤其係對於敏感嘅LED。 |
Thermal Management & Reliability
| 術語 | 關鍵指標 | 簡易說明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接面溫度 | Tj (°C) | LED晶片內部實際工作溫度。 | 每降低10°C可能令壽命倍增；過高會導致光衰、色偏。 |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED「使用壽命」。 |
| 光通維持率 | %（例如：70%） | 使用一段時間後亮度保持百分比。 | 表示長期使用下的亮度保持能力。 |
| Color Shift | Δu′v′ 或 MacAdam 橢圓 | 使用期間的顏色變化程度。 | 影響照明場景嘅色彩一致性。 |
| Thermal Aging | 物料降解 | 因長期高溫而導致嘅劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路故障。 |
Packaging & Materials
| 術語 | 常見類型 | 簡易說明 | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC, PPA, Ceramic | 外殼材料保護晶片，提供光學/熱介面。 | EMC：耐熱性良好，成本較低；陶瓷：散熱更佳，壽命更長。 |
| Chip Structure | 正面，倒裝晶片 | 晶片電極排列。 | Flip chip：散熱更佳，效能更高，適用於高功率。 |
| Phosphor Coating | YAG, Silicate, Nitride | 覆蓋藍色晶片，將部分轉化為黃/紅色，混合成白光。 | 不同熒光粉會影響光效、CCT同CRI。 |
| 鏡頭/光學元件 | 平面、微透鏡、全內反射 | 控制光線分佈的表面光學結構。 | 決定視角與光分佈曲線。 |
Quality Control & Binning
| 術語 | 分檔內容 | 簡易說明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | 代碼，例如 2G、2H | 按亮度分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批次亮度均勻。 |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | 按正向電壓範圍分組。 | 方便驅動器匹配，提升系統效率。 |
| 顏色分組 | 5-step MacAdam ellipse | 按顏色坐標分組，確保範圍緊湊。 | 保證顏色一致性，避免燈具內顏色不均。 |
| CCT Bin | 2700K、3000K等。 | 按色溫分組，每組有相應的座標範圍。 | 滿足不同場景的色溫要求。 |
Testing & Certification
| 術語 | Standard/Test | 簡易說明 | 重要性 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光通維持測試 | 恆溫長期點亮，記錄亮度衰減。 | 用於估算LED壽命（配合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命估算標準 | 根據LM-80數據估算實際條件下的壽命。 | 提供科學壽命預測。 |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | 涵蓋光學、電學、熱學測試方法。 | 業界認可的測試基準。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保不含任何有害物質（鉛、汞）。 | 國際市場准入要求。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能源效益認證 | 照明設備的能源效益與性能認證。 | 用於政府採購、補貼計劃，提升競爭力。 |