SMD LED 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C 技術規格書 - 2.25x1.85x1.45mm - 3.2V - 95mW - 純白色 - 英文技術文件

1. 產品概覽

The 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C is a surface-mount device (SMD) LED in a compact 1206 package format. This mono-color, pure white LED is designed for modern electronic applications requiring high-density component placement and reliable performance. Its primary advantages include a significantly reduced footprint compared to leaded LEDs, enabling smaller printed circuit board (PCB) designs and higher packing density. The component is lightweight, making it suitable for miniature and portable applications. It is compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), ensuring environmental and safety compliance for global markets.

1.1 核心功能與應用

該 LED 以安裝在 7 英寸直徑捲盤上的 8mm 載帶形式供貨，完全兼容高速自動貼片組裝設備。其設計可承受標準的紅外線 (IR) 和氣相回流焊接製程，這些製程在大規模製造中很常見。

典型應用：

• 電信設備： 電話及傳真機按鍵或顯示屏嘅狀態指示燈同背光。
• 消費電子產品： 液晶顯示屏（LCD）嘅平面背光、控制面板上開關同符號嘅背光。
• 通用指示： 任何需要緊湊、可靠同光亮白色指示燈嘅應用。

2. 技術規格與深入解讀

本部分詳細分析數據表中定義嘅絕對最大額定值同電光特性。理解呢啲參數對於可靠嘅電路設計同確保LED嘅使用壽命至關重要。

2.1 絕對最大額定值

此等額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。不保證在此等極限下或處於此等極限時的操作。

• 反向電壓 (V_R): 5V。反向偏壓超過此電壓可能導致接面即時擊穿。
• 連續正向電流 (I_F): 25mA。指可持續通過LED的直流電流。
• 峰值正向電流 (I_FP): 100mA。此為最大脈衝電流，僅在特定條件下允許（1kHz頻率、1/10佔空比）。適用於短暫的高亮度脈衝，但絕不可用於連續操作。
• 功耗 (P_d): 95mW。此為封裝能夠以熱能形式消散嘅最大功率，計算公式為 V_F * I_F。超過此限值有過熱同加速老化嘅風險。
• Operating & Storage Temperature: -40°C 至 +85°C (工作)，-40°C 至 +90°C (儲存)。呢啲寬廣嘅範圍令LED適合工業同汽車環境使用。
• 靜電放電 (ESD)： 150V (人體模型)。呢個係相對較低嘅ESD耐受度，表示器件對靜電敏感。必須遵守正確嘅ESD處理程序。
• 焊接溫度： 該LED可承受峰值溫度為260°C、長達10秒嘅迴流焊接，或每個端子喺350°C下、長達3秒嘅手動焊接。

2.2 電氣光學特性 (Ta=25°C)

此為標準測試條件下嘅典型性能參數。設計師應以典型值（Typ.）或最大/最小值作為設計依據。

• 發光強度 (I_v): 在正向電流 (I_F) 為5mA時，發光強度為90至180毫坎德拉（mcd）。此寬廣範圍透過分檔系統管理（詳見第3節）。視角 (2θ_1/2) 通常為130度，提供寬廣嘅漫射光型。
• 正向電壓 (V_F): 2.7V 至 3.2V，當 I_F=5mA。此參數容差為 ±0.05V。正向電壓對於計算限流電阻值至關重要：R = (V_supply - V_F) / I_F.
• 反向電流 (I_R): 最大 50µA，當 V_R=5V。數據表明確指出，反向電壓條件僅用於測試目的，在實際電路中不應讓 LED 在反向偏壓下工作。

3. Binning System 說明

為確保批量生產的一致性，LED 會根據關鍵性能參數被分入不同的「bin」。這讓設計師能為其應用選擇符合特定亮度和電壓要求的元件。

3.1 發光強度分級

發光強度在 I_F=5mA 時主要分為三個級別：

• 級別 Q2： 90 mcd（最小）至 112 mcd（最大）
• 級別 R1： 112 mcd（最小）至 140 mcd（最大）
• 級別 R2： 140 mcd（最小）至 180 mcd（最大）

產品代碼「AQ2R2QY」表示此特定部件來自光強度分級 Q2 及 R2。每個分級內適用 ±11% 的容差。

3.2 順向電壓分級

正向電壓被分組及分級，以協助電源設計及電流調節。分級（Q組）以 0.1V 為步階定義：

• Bin 29： 2.7V 至 2.8V
• Bin 30： 2.8V 至 2.9V
• Bin 31: 2.9V 至 3.0V
• Bin 32: 3.0V 至 3.1V
• Bin 33: 3.1V 至 3.2V

同一 Bin 內，正向電壓嘅公差為 ±0.05V。

3.3 色度座標分級

對於白光LED，顏色一致性至關重要。色度座標（CIE x, y）定義咗CIE 1931色度圖上嘅精確色點。數據手冊定義咗六個級別（A1至A6），每個級別代表色度圖上一個細小嘅四邊形區域。產品嘅顏色保證會喺指定嘅多邊形範圍內，x同y座標嘅容差均為±0.01。呢種嚴格控制確保咗陣列或背光中唔同LED之間嘅視覺顏色差異極微。

4. 性能曲線分析

數據手冊提供咗幾條特性曲線，說明LED喺唔同條件下嘅行為。呢啲對於進階設計考量至關重要。

4.1 正向電流與正向電壓關係 (I-V 曲線)

呢條曲線顯示電流同電壓之間嘅非線性關係。正向電壓會隨電流對數式增加。為確保穩定運作，必須使用恆流驅動器或限流電阻，因為電壓只要略高於額定V_F 可能導致電流大幅且具潛在破壞性的增加。

4.2 發光強度與正向電流關係

光輸出大致與正向電流成正比。然而，在極高電流下，由於晶片內部產熱增加，效率（每瓦流明）可能會下降。在接近最大連續電流（25mA）下運作，可能會降低長期可靠性。

4.3 發光強度與環境溫度關係

LED的光輸出會隨著接面溫度上升而下降。此曲線量化了該降額情況。對於在高環境溫度下運作的應用，可能需要降低驅動電流以維持亮度或防止過熱。

4.4 正向電流降額曲線

這是熱管理的關鍵曲線。它定義了最大允許連續正向電流與環境溫度的函數關係。隨著溫度升高，最大安全電流會下降，以使接面溫度維持在安全限度內，並防止熱失控。

4.5 光譜分佈

光譜曲線顯示咗唔同波長下嘅相對發射功率。一隻純白色LED通常會用藍色InGaN晶片配合黃色螢光粉。光譜會顯示藍光區（約450nm）有一個峰值，而螢光粉會喺黃/綠光區產生一個寬廣嘅發射光譜，兩者結合產生白光。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

呢款LED符合標準1206（英制）或3216（公制）封裝尺寸。主要尺寸（單位：mm）如下：

• 總長度：2.25 ±0.20
• 總寬度：1.85 ±0.20
• 總高度：1.45 ±0.10
• 端子尺寸：0.72 ±0.10 (高度), 1.20 x 0.60 (佔位面積)

除非另有說明，公差為 ±0.1mm。封裝上清晰標示有陰極標記，以便在組裝時正確辨識極性方向。

5.2 建議焊盤佈局

數據手冊包含供PCB佈局使用的建議焊盤圖形（焊盤設計）。推薦焊盤尺寸為1.40mm x 1.10mm。需強調此僅供參考，焊盤尺寸應根據製造商所使用的特定錫膏、鋼網及組裝工藝進行優化。

6. 焊接與組裝指引

正確嘅處理同焊接對於生產良率同可靠性至關重要。

6.1 限流要求

強制要求： 必須始終使用一個外部限流電阻與LED串聯。LED係一種電流驅動器件，其正向電壓具有負溫度係數。若無電阻，即使電源電壓輕微上升或V_F 因發熱而下降，都可能導致電流不受控地上升，從而引致即時失效。

6.2 儲存與濕度敏感度

元件以防潮袋包裝，內附乾燥劑。

• 開啟前： 儲存於≤30°C及≤90%相對濕度(RH)環境中。
• 開啟後： 在≤30°C及≤60%相對濕度(RH)條件下，「車間壽命」為1年。未使用之部件應重新密封於防潮袋中。
• 烘烤： 若乾燥劑指示劑變色或儲存時間超期，LED必須在回流焊接前以60 ±5°C烘烤24小時，以去除吸收之濕氣，防止回流過程中發生「爆米花」損壞。

6.3 回流焊接溫度曲線

指定無鉛迴流焊接溫度曲線：

• 預熱： 150-200°C，持續60-120秒。
• 液相線以上時間 (TAL)： 217°C以上，持續60-150秒。
• 峰值溫度： 最高260°C，保持時間不超過10秒。
• 升溫速率： 最高升溫速率為6°C/秒，降溫速率為3°C/秒。

重要注意事項：

• 迴流焊接不應進行超過兩次。
• 在加熱和冷卻過程中，避免對LED本體施加機械應力。
• 焊接後請勿彎曲PCB，否則可能導致LED或其焊點破裂。

6.4 手工焊接

如必須進行手動焊接，請使用烙鐵頭溫度低於350°C的烙鐵。每個端子的接觸時間應少於3秒。使用額定功率25W或更低的烙鐵。焊接每個端子之間應至少間隔2秒，以防止過度積熱。

7. 封裝及訂購資料

7.1 捲帶及載帶規格

LED以凸紋載帶包裝，並置於7吋捲盤上供應。

• 載帶寬度： 8毫米。
• 口袋間距： 4毫米。
• 每卷數量： 3000件。
• 捲盤尺寸： 標準7吋直徑，軸心及凸緣尺寸符合EIA-481標準。

7.2 標籤說明

卷盤標籤包含用於追溯和驗證的關鍵資訊：

• P/N: 完整產品編號 (48-213/T2D-AQ2R2QY/3C)。
• CAT: 發光強度等級 (例如：Q2, R2)。
• HUE: 色度座標與主波長等級。
• REF: 正向電壓等級（例如，來自 Group Q 分檔）。
• LOT No: 用於追溯的生產批次編號。

8. 應用設計考量

8.1 電路設計

務必使用數據手冊中的最大正向電壓（3.2V）計算串聯電阻，以確保在所有條件下均有足夠的電流限制。對於 5V 電源及 5mA 目標電流：R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω。應選擇最接近的標準值（360Ω 或 390Ω）。電阻的額定功率應為 I²R = (0.005)² * 360 = 0.009W，因此標準的1/10W或1/8W電阻已綽綽有餘。

8.2 熱管理

雖然1206封裝沒有專用的散熱焊盤，但熱量會通過兩個焊接端子傳導出去。請確保PCB有足夠的銅箔面積連接至LED焊盤，尤其是在接近最大電流或高環境溫度下工作時。避免將LED放置在靠近其他發熱元件的位置。

8.3 光學設計

其130度的寬廣視角，使此LED適合需要寬闊、漫射照明而非聚焦光束的應用。對於指示燈應用，請考慮在視角下所需的發光強度；亮度會隨着接近視錐邊緣而減弱。

9. 技術比較與差異化

48-213 LED採用1206封裝，在尺寸、亮度和組裝便利性之間取得了平衡。

• 對比更大封裝（例如3528、5050）： 1206封裝明顯更細小，節省電路板空間，但由於晶片尺寸較小，通常總光輸出較低。
• 對比更細封裝（例如0402、0603）： 1206封裝如需手動操作及焊接會較為容易，且通常可承受稍高電流，從而實現更高亮度。
• 對比未經分檔的LED： 針對光強、電壓及色度的明確分檔結構，能提供可預測的性能，這對於多LED陣列要求外觀一致，或生產批次間需要亮度穩定的應用至關重要。

10. 常見問題 (FAQs)

10.1 我是否可以不用限流電阻來驅動這個LED？

唔可以。 數據表已明確警告唔可以咁做。LED必須由恆流源驅動，或者更常見嘅係，由串聯咗限流電阻嘅電壓源驅動。直接連接電壓源會導致損壞。

10.2 點解發光強度嘅範圍咁闊（90-180 mcd）？

呢個係生產中可能出現嘅全部範圍。每個單獨嘅元件會被分選入更窄嘅級別（Q2, R1, R2）。訂購時，你需指定級別代碼（例如，AQ2R2QY）以獲得特定發光強度同顏色級別嘅LED，確保你產品嘅一致性。

10.3 呢粒LED可以進行幾多次回流焊接？

數據表指出，回流焊接不應超過 兩次. 第三次回流焊循環會因累積的熱應力而損壞內部焊線或LED芯片。

10.4 喺焊接嘅範疇入面，"Pb-free"係咩意思？

這表示LED的外部端子採用了無鉛鍍層（通常是錫）。指定的回流焊溫度曲線（峰值260°C）是為無鉛焊膏（例如SAC305）而設計的，其熔點比傳統的錫鉛焊料更高。

11. 實際設計與使用示例

11.1 示例一：簡易狀態指示器

場景： 一塊3.3V邏輯板嘅電源指示燈。
設計： 使用5mA驅動電流，喺低功耗下獲得良好可見度。R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω。由於3.2V係最大V_F，如果LED嘅V_F 較低，實際電流可能會略高。使用33Ω或47Ω電阻可以提供更保守同穩定嘅電流。將LED嘅陰極（有標記嘅一邊）接地。

11.2 示例二：小型LCD背光陣列

場景： 需要10個LED以實現均勻背光。
設計： 為確保亮度均勻，所有LED應來自相同嘅發光強度級別（例如R2）。應將佢哋並聯連接，每個LED都有自己專用嘅限流電阻。唔建議將多個LED並聯到單一電阻，因為V_F嘅差異會導致電流分配不均同亮度不一致。

12. 工作原理

這是一種半導體光子器件。它基於氮化銦鎵（InGaN）晶片。當施加超過二極管結電位（V_F）的正向電壓時，電子和電洞在半導體的有源區域內複合，以光子（光）的形式釋放能量。在「純白」LED中，主晶片發出藍光。這束藍光激發塗覆在晶片上的一層黃色熒光粉。晶片發出的藍光與熒光粉發出的黃光相結合，被人眼感知為白光。這種方法稱為熒光粉轉換白光生成。

13. 技術趨勢

採用1206等封裝的SMD LED代表了一項成熟且廣泛採用的技術。整體行業趨勢正朝向：

• 提升效率： 通過改進晶片設計和熒光粉技術，實現更高的發光效能（每瓦特更多流明）。
• 微型化： 持續縮小封裝尺寸（例如0402、0201）以適用於超緊湊設備，儘管這通常會犧牲最大功率處理能力。
• 色彩品質提升： 開發螢光粉以實現更高顯色指數（CRI）值，並在生產批次間保持更一致的色點。
• 集成解決方案： 在封裝內集成電流調節（恆流LED驅動器）或保護功能（ESD、反極性）的LED日益普及，簡化了電路設計。

48-213 LED憑藉其明確的規格、可靠的性能和標準封裝，仍然是光電領域中一種基本且多功能的元件，適用於各種指示器和背光應用。