SMD LED 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T 數據表 - 純白色 - 2.6-3.0V - 25mA - 英文技術文件

1. 產品概覽

型號 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T 是一款表面貼裝器件 (SMD) LED，專為現代化、緊湊的電子應用而設計。它屬於單色類型，能發出純白光，並採用無鉛材料製造，確保符合 RoHS 等環保法規。其主要優勢在於其微型尺寸，有助於實現更小的印刷電路板 (PCB) 設計、更高的元件封裝密度，並最終促進開發出更緊湊、更輕便的終端用戶設備。

1.1 核心優勢與目標市場

呢款LED元件嘅主要好處源自其SMD封裝。同傳統引線框架LED相比，佢能夠顯著節省PCB上嘅空間、減少儲存需求，並且完全兼容自動化貼片組裝設備，從而簡化大批量生產流程。佢亦兼容標準紅外線同氣相回流焊接技術。呢啲特點令佢成為微型化、輕量化同自動化生產至關重要嘅應用嘅理想選擇。其目標市場包括消費電子產品、汽車內飾、電訊以及一般指示燈/背光用途。

2. 技術規格：深入客觀分析

本節根據數據手冊定義，對LED嘅電氣、光學同熱力參數提供詳細、客觀嘅分析。理解呢啲極限值同典型性能數據，對於可靠嘅電路設計至關重要。

2.1 Absolute Maximum Ratings

絕對最大額定值定義了壓力極限，超出此極限可能會對器件造成永久性損壞。這些並非正常操作條件。

• 反向電壓 (V_R): 5 V。反向偏壓超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 連續順向電流 (I_F): 25 mA。此為可持續施加的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (I_FP): 100 mA。此電流僅允許在脈衝條件下使用（工作週期 1/10，頻率 1 kHz）。
• 功耗 (P_d): 110 mW。此為環境溫度 (T_a) 為 25°C 時，封裝可散逸的最大功率。
• 操作溫度 (T_opr): -40 至 +85 °C。可靠運作所需嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (T_stg): -40 至 +90 °C。
• Electrostatic Discharge (ESD) Human Body Model (HBM): 150 V。這表示對靜電有中等敏感度，處理時需要採取標準的防靜電措施。
• 焊接溫度： 該器件可承受峰值溫度為260°C、最長10秒的回流焊接，或每個端子350°C、最長3秒的手工焊接。

2.2 電氣光學特性

呢啲參數係喺標準測試條件 T_a = 25°C 下量度，並代表典型性能。

• 發光強度 (I_v): 範圍由最低 72 mcd 到最高 180 mcd，當驅動電流為 I 時，典型值喺呢個範圍內。_F = 5 mA。適用公差為 ±11%。
• 視角 (2θ_1/2): 典型寬視角為130度，表示其漫射發光模式適合區域照明及背光應用。
• 正向電壓 (V_F): 當 I = 5 mA 時，範圍由 2.6 V (最小) 至 3.0 V (最大)。_F 容差為 ±0.05V。此參數對計算限流電阻至關重要。
• 反向電流 (I_R): 施加 5 V 反向電壓時，最大值為 50 µA。

3. 分級系統說明

為確保量產一致性，LED會按性能分級。這讓設計師能為其應用選擇符合特定亮度及電壓要求的元件。

3.1 發光強度分級

發光輸出分為四個分級代碼（Q1、Q2、R1、R2），每個代碼定義了在 I = 5 mA 下測量的特定毫坎德拉範圍。_F 例如，Q1 級涵蓋強度由 72 至 90 mcd 的 LED，而 R2 級則涵蓋 140 至 180 mcd。

3.2 順向電壓分級

正向電壓被分為四個代碼（28、29、30、31），每個代碼代表一個0.1V的範圍，從2.6-2.7V到2.9-3.0V，在I_F = 5 mA的條件下。這有助於設計電源供應器和預測電流消耗的變化。

3.3 色度座標分級

純白色在CIE 1931色度座標系統中定義。數據手冊在"A"組內指定了六個分檔代碼（1至6），每個代碼由CIE x,y圖上的一個四邊形區域定義。每個分檔角落的座標均已提供，容差為±0.01。這確保了發出的白光落在一個受控且一致的色彩空間內。

4. 性能曲線分析

圖形數據有助理解LED喺唔同條件下嘅行為，對於穩健設計至關重要。

4.1 頻譜分佈

相對發光強度與波長關係曲線展示了此白光LED的光譜輸出，其通常由藍光LED晶片結合黃色螢光粉產生。峰值與光譜寬度會影響視覺上的色彩品質與演色性指數 (CRI)。

4.2 正向電流與正向電壓 (I-V 曲線)

此曲線闡明電流與電壓之間的非線性關係，顯示了LED的開啟電壓以及V_F 如何隨I增加而上升_F。此數據對於熱能管理及驅動器設計至關重要，因為LED兩端的過高壓降會轉化為熱量。

4.3 發光強度與正向電流關係

此圖表顯示光輸出如何隨驅動電流增加而變化。其關係通常是非線性的，若操作電流超出建議值，可能導致效率增益遞減，並加速流明衰減。

4.4 發光強度與環境溫度關係

呢條曲線展示咗熱猝滅效應：隨住結溫上升，發光輸出通常會降低。了解呢種降額特性對於喺高溫環境下運作嘅應用至關重要。

4.5 正向電流降額曲線

呢幅圖定義咗最大允許連續正向電流與環境溫度嘅函數關係。隨住T_a 隨之增加，最大容許電流I_F 必須降低，以防止超出裝置的最高接面溫度及功率耗散額定值。

4.6 輻射圖

極座標輻射圖直觀地證實了130度的視角，顯示了光強度的角度分佈。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

該數據表提供了LED封裝的詳細尺寸圖。關鍵尺寸包括整體長度、寬度和高度，以及電極焊盤尺寸和間距。除非另有說明，所有公差通常為±0.1毫米。數據表提供了一個建議的PCB焊盤圖案（焊盤佈局）以供參考，但建議設計師根據其特定的製造工藝和可靠性要求進行修改。

5.2 極性識別

陰極（負極）端子通常在封裝上標識，常見標記如凹口、圓點或綠色色調。組裝時正確的極性方向對於確保正常功能是必需的。

6. 焊接與組裝指引

正確嘅操作同焊接程序對於維持器件可靠性同性能至關重要。

6.1 限流

必須使用外部限流電阻 強制性LED嘅指數型I-V特性意味住電壓嘅輕微增加會導致電流大幅且可能具破壞性嘅上升。電阻值必須根據供電電壓、LED嘅正向電壓（需考慮分檔）同預期工作電流（連續電流勿超過25 mA）來計算。

6.2 儲存與濕度敏感性

LED以防潮袋連乾燥劑包裝。該袋應在準備使用元件前才打開。若打開包裝，元件在受控條件下（最高30°C/60% RH）擁有1年「車間壽命」。若超出此期限或乾燥劑指示劑變色，則需在回流焊接前以60 ± 5°C烘烤24小時，以防止濕氣蒸發造成「爆米花」損壞。

6.3 回流焊接溫度曲線

提供詳細嘅無鉛回流焊接溫度曲線：

• 預熱： 150-200°C，持續60-120秒。
• 高於液相線時間 (217°C)： 60-150秒。
• 峰值溫度： 最高260°C，保持時間不超過10秒。
• 加熱/冷卻速率： 在255°C以上時，最高加熱速率為6°C/秒，最高冷卻速率為3°C/秒。

6.4 手動焊接及返修

如必須進行手動焊接，請使用烙鐵頭溫度低於350°C的烙鐵，並對每個端子加熱不超過3秒。應使用低功率烙鐵（最高25W），且端子之間須有至少2秒的冷卻間隔。極不建議進行返修。如無法避免，必須使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子以進行移除，且必須事先評估對LED特性的影響。

7. 封装及訂購資料

7.1 帶裝及捲盤規格

元件以8毫米寬的壓紋載帶供應，捲繞於直徑7吋（178毫米）的捲盤上。每捲盤裝有3000件。載帶凹槽及捲盤的詳細尺寸載於數據表中。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含幾個關鍵識別資訊：

• P/N: 完整產品編號。
• QTY: 捲盤上的件數。
• CAT: 光強度分級代碼（例如 Q1、R2）。
• HUE: 色度座標分級代碼（例如：1、4）。
• REF： 正向電壓分級代碼（例如：28、30）。
• LOT No： 追溯批次編號。

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用場景

• 汽車內飾： 儀錶板儀器、開關及控制面板的背光照明。
• 電訊： 電話及傳真機嘅狀態指示燈同按鍵背光。
• 消費電子產品： 適用於小型LCD顯示屏嘅平面背光、開關照明同埋符號指示器。
• 通用指示： 各種電子設備中嘅電源狀態、模式指示器同裝飾照明。

8.2 設計考量

• 熱管理： 雖然體積細小，但LED會產生熱量。請確保有足夠的PCB銅箔面積或散熱通孔，特別是在接近最大驅動電流或處於高環境溫度時。請遵循電流降額曲線。
• 光學設計： 130度廣闊視角提供良好嘅離軸可見度。對於聚焦光線，可能需要外加透鏡或導光管。
• ESD防護： 喺組裝區域實施標準ESD控制措施。如果應用環境容易產生靜電，考慮喺敏感線路上添加瞬態電壓抑制。
• 應用限制： 數據表註明，此標準商業級元件若未經額外認證，可能不適用於高可靠性應用。包括軍事/航空航天、汽車安全/保安系統（例如安全氣囊、制動系統）及生命攸關的醫療設備。如用於此類用途，請向製造商查詢專為符合相關嚴格標準而設計及測試的產品型號。

9. 技術比較與差異化

相比體積較大嘅通孔LED，呢款16-216 SMD LED嘅主要區別在於其外形尺寸同自動化組裝嘅兼容性。佢能夠實現顯著嘅微型化。喺SMD LED類別中，其關鍵參數——例如特定嘅光強度分檔、寬廣視角，以及為純白色定義嘅色度分檔——讓設計師能夠揀選具有可預測性能嘅元件，從而確保終端產品質量一致。詳細嘅分檔系統對於需要喺多個單元之間實現嚴格亮度同顏色匹配嘅應用嚟講，係一個特別嘅優勢。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我應該使用甚麼電阻值？

電阻值（R）係根據歐姆定律計算得出：R = (V_supply - V_F) / I_F. 使用最大V_F 來自數據手冊（3.0V）進行保守設計，確保電流絕不超過你的目標I_F （例如，20 mA 以低於 25 mA 最大值的餘量）。對於 5V 電源：R = (5V - 3.0V) / 0.020 A = 100 Ω。務必同時計算電阻的功耗：P = I_F² * R.

10.2 為何電路板發熱時光輸出會降低？

呢個係由於「熱猝滅」，係LED半導體嘅一種基本特性。隨住接面溫度升高，內部量子效率會降低，導致光輸出減少。呢個現象喺「光強度 vs. 環境溫度」曲線圖上有清楚顯示。恰當嘅散熱設計可以減輕呢個影響。

10.3 我可唔可以用3.3V電源直接驅動，唔使加電阻？

唔得。 即使電源電壓接近LED嘅典型V_F，冇限流電阻係危險嘅。製造公差同溫度變化意味住實際V_F 可能低於3.3V，導致電流過大。為確保可靠及安全操作，必須使用電阻（或恆流驅動器）。

10.4 標籤上嘅bin代碼（CAT、HUE、REF）係咩意思？

這些代碼標明該卷帶上LED的具體性能次分組。 CAT 係亮度（發光強度）分級。 HUE 係顏色（色度）分級。 REF 係正向電壓分檔。按特定分檔代碼訂購，可確保整個生產批次嘅亮度、顏色同電氣特性保持一致。

11. 實用設計與使用案例

場景：為家用路由器設計狀態指示燈面板。 面板設有5個LED，分別顯示電源、互聯網、Wi-Fi及兩個以太網端口活動狀態。採用16-216純白色LED可呈現簡潔現代的外觀。設計師選用亮度級別R1（112-140 mcd）以確保良好可見度，並選用電壓級別29（2.7-2.8V）以獲得穩定的電流消耗。PCB備有5V電源軌。使用最大V_F 為2.8V及目標I_F 為15 mA以實現長壽命與低發熱，電阻值為（5V - 2.8V）/ 0.015A = 147 Ω（選用標準150 Ω電阻）。PCB佈局採用建議焊盤尺寸，並以小型散熱連接接至接地層以利散熱。LED在所有其他元件完成高溫回流焊接工序後安裝，以減少熱暴露。

12. 運作原理簡介

發光二極管（LED）係一種透過電致發光嚟發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，電子會同電洞復合，並以光子形式釋放能量。光嘅顏色取決於半導體材料嘅能帶隙。呢款特定嘅「純白」LED幾乎可以肯定係一種螢光粉轉換型白光LED。佢使用一個發出藍光嘅半導體芯片（通常係InGaN）。呢道藍光會部分激發芯片上嘅黃色發光螢光粉塗層。剩餘嘅藍光同發出嘅黃光混合，產生被人眼感知為白光嘅光線。具體嘅比例同螢光粉成分決定了CIE圖上精確嘅色度座標（「色點」）。

13. 技術趨勢

如16-216這類SMD LED的發展，順應了電子產品更廣泛的趨勢：微型化、效率提升以及製造工藝的改進。LED行業持續的趨勢包括：

• 效率提升 (lm/W)： 內部量子效率及光提取技術的持續改進，使得LED在相同或更低驅動電流下能發出更亮的光。
• 提升色彩品質： 螢光粉技術的進步使LED擁有更高的演色性指數（CRI）及更一致的色溫分檔，為顯示器及照明提供更佳的光質。
• 更高可靠性與使用壽命： 包裝物料同熱管理結構嘅改進，正喺度提升LED嘅運作壽命同穩定性，特別係喺高溫同高電流嘅環境下。
• 進一步微型化： 對更細裝置嘅追求持續緊，令到封裝佔位面積更細、外形高度更低，同時保持或者提升光學性能。
• 集成解決方案： 一種趨勢是LED內置限流電阻、保護二極管，甚至封裝內置驅動IC，從而為終端用戶簡化電路設計。