SMD LED 0201 白色/黃色 - 封裝尺寸 0.6x0.3x0.3mm - 電壓 2.6-3.2V - 功率 96mW - 粵語規格書

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款微型表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）嘅規格，採用0201封裝尺寸。呢啲LED專為自動化印刷電路板（PCB）組裝流程而設計，對於元件密度至關重要嘅空間受限應用嚟講係理想之選。呢個特定型號嘅主要發光顏色係白色配黃色透鏡，提供特定嘅色度點。

呢個元件嘅核心優勢包括其極細嘅佔位面積、兼容大批量貼片設備，以及適用於無鉛紅外線（IR）迴流焊接工藝。其構造符合RoHS（有害物質限制）標準。

目標市場同應用非常廣泛，涵蓋電訊設備、辦公室自動化裝置、家用電器、工業控制系統同各種消費電子產品。典型用途包括狀態指示燈、前面板背光照明，以及低亮度信號或符號照明。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 功耗（Pd）：96 mW。呢個係LED封裝喺唔超過其熱極限嘅情況下，可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_F(峰值)）：100 mA。呢個係最大允許瞬時正向電流，通常喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）指定，以防止過熱。
• 直流正向電流（I_F）：30 mA。呢個係建議用於可靠長期操作嘅最大連續正向電流。
• 工作溫度範圍（T_opr）：-40°C 至 +85°C。LED設計用於正常運作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-40°C 至 +100°C。器件未通電時嘅儲存溫度範圍。

2.2 電光特性

除非另有說明，呢啲參數喺標準環境溫度（T_a）25°C同正向電流（I_F）20 mA下測量。

• 發光強度（I_V）：1500 - 2900 mcd（毫坎德拉）。呢個定義咗主要觀看方向發出嘅可見光量。寬範圍表示採用咗分級系統（見第3節）。測量使用經過濾波以匹配CIE標準明視覺（人眼）響應嘅傳感器。
• 視角（2θ_1/2）：110度（典型值）。呢個係發光強度下降到其峰值軸向值一半時嘅全角。110°角表示寬闊、漫射嘅發射模式，適合區域照明而非聚焦光束。
• 色度座標（x, y）：(0.3100, 0.3100) 典型值。呢啲喺CIE 1931色度圖上嘅座標定義咗發出白光嘅精確色點。呢個點對應於具有特定相關色溫（CCT）嘅白色。
• 正向電壓（V_F）：2.6 V（最小） - 3.2 V（最大）@ 20mA。LED喺導通指定電流時嘅壓降。呢個範圍對於驅動電路設計至關重要。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大）@ V_R= 5V。施加反向電壓時嘅小漏電流。重要提示：呢個器件唔係為反向偏壓操作而設計；呢個參數僅供測試用途。

3. 分級系統說明

為確保大規模生產嘅一致性，LED會根據性能分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定電壓、亮度同顏色要求嘅部件。

3.1 正向電壓（V_F）分級

LED根據其喺20mA時嘅正向壓降進行分類。

• 級別 D8： V_F= 2.6V 至 2.9V
• 級別 D9： V_F= 2.9V 至 3.2V
• 每個級別內嘅公差為 ±0.10V。

3.2 發光強度（I_V）分級

LED根據其光輸出功率進行分類。

• 級別 X1： I_V= 1500.0 mcd 至 2100.0 mcd
• 級別 X2： I_V= 2100.0 mcd 至 2900.0 mcd
• 每個級別內嘅公差為 ±11%。

3.3 顏色（色度）分級

呢個係顏色一致性最關鍵嘅分級。LED會根據CIE色度圖上由四個（x, y）座標點定義嘅特定四邊形進行分類。

• 已定義級別：Y2, W1, X1, W2。每個級別代碼代表色度圖上嘅特定區域。
• 典型色度點 (0.3100, 0.3100) 位於呢啲已定義區域內。
• 每個色調級別（x, y座標）嘅公差為 ±0.01。

呢個多維分級（V_F、I_V、顏色）確保來自同一生產批次嘅LED具有緊密匹配嘅電氣同光學特性，對於需要均勻外觀嘅應用（例如背光陣列或狀態指示燈群組）至關重要。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定圖形曲線，但其含義係標準嘅。

• 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）：呢條曲線係指數型嘅。指定嘅V_F@ 20mA係工作點。電壓嘅微小增加會導致電流大幅增加，因此需要限流電路（例如串聯電阻或恆流驅動器）以防止熱失控。
• 發光強度 vs. 正向電流：喺工作範圍內，光輸出通常與正向電流成正比。然而，喺極高電流下，由於熱量增加，效率可能會下降。
• 發光強度 vs. 環境溫度：LED光輸出通常隨著結溫升高而降低。喺溫度範圍上限（85°C）操作會導致比25°C時更低嘅發光強度。喺熱設計中必須考慮呢個降額。

5. 機械同封裝信息

5.1 封裝尺寸

器件符合EIA標準0201封裝外形。關鍵尺寸（毫米）如下：

• 封裝長度：0.6 mm（公差 ±0.2 mm）
• 封裝寬度：0.3 mm（公差 ±0.2 mm）
• 封裝高度：0.3 mm（公差 ±0.2 mm）

透鏡顏色為黃色，用於過濾發出嘅白光以達到最終色度。陰極通常通過帶盤上嘅標記或特定焊盤幾何形狀來識別。

5.2 推薦PCB焊盤圖案

提供咗建議嘅焊盤佈局，適用於紅外線或氣相迴流焊接。呢個圖案旨在確保可靠嘅焊點形成、迴流期間嘅適當自對齊，以及足夠嘅機械強度。遵循推薦嘅焊盤圖案對於防止墓碑效應（元件直立）或不良焊點至關重要，特別係對於呢類微型元件。

6. 焊接同組裝指南

6.1 紅外線迴流焊接曲線

該元件兼容根據J-STD-020B嘅無鉛（Pb-free）紅外線迴流工藝。建議使用通用曲線：

• 預熱：150-200°C，最長120秒，以緩慢升高溫度並激活助焊劑。
• 峰值溫度：最高260°C。應控制高於液相線（無鉛焊料通常約~217°C）嘅時間。
• 總焊接時間：峰值溫度下最長10秒，最多允許兩個迴流週期。

注意：最佳曲線取決於特定PCB組裝（板厚、層數、其他元件、焊膏）。提供嘅曲線係目標值；需要進行工藝表徵。

6.2 手工焊接（如有必要）

如果需要手動返工，需要極度小心：

• 烙鐵溫度：最高300°C。
• 接觸時間：每個焊點最長3秒。
• 限制：僅限一個焊接週期。熱容量非常低，容易過熱。

6.3 清潔

如果需要焊後清潔，應僅使用指定溶劑，以避免損壞塑料封裝或透鏡。

• 推薦：乙醇或異丙醇。
• 流程：常溫浸泡少於一分鐘。除非驗證對封裝安全，否則唔好使用超聲波清洗。
• 避免：未指定或強力化學清潔劑。

7. 包裝同處理

7.1 帶盤規格

元件以行業標準嘅凸輪載帶供應，用於自動化處理。

• 捲盤尺寸：7英寸（178 mm）直徑。
• 帶寬：12 mm。
• 每捲數量：4000件（滿捲）。
• 最小訂購量（MOQ）：部分捲為500件。
• 包裝符合ANSI/EIA-481規範。載帶有蓋帶保護元件。

7.2 濕度敏感性同儲存

塑料封裝具有濕度敏感性（MSL）。

• 密封袋（帶乾燥劑）：儲存於 ≤30°C 同 ≤70% RH。從袋密封日期起，保質期為一年。
• 開袋後：\"車間壽命\"開始。儲存於 ≤30°C 同 ≤60% RH。
• 關鍵時限：開袋後暴露於工廠環境條件下，元件必須喺168小時（7日）內進行紅外線迴流焊接。
• 長期儲存（已開封）：儲存於帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。
• 超過車間壽命：如果元件暴露超過168小時，必須喺焊接前以約60°C烘烤至少48小時，以去除吸收嘅水分並防止\"爆米花\"現象（迴流期間封裝開裂）。

8. 應用指南同設計考慮

8.1 驅動電路設計

由於指數型I-V特性，簡單嘅串聯電阻係指示燈應用最常見嘅驅動方法。電阻值（R_串聯）計算如下：R_串聯= (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中嘅最大V_F（3.2V）以確保即使使用低V_F部件，電流亦唔會超過20mA。對於需要恆定亮度或串聯驅動多個LED嘅應用，建議使用恆流驅動器。

8.2 熱管理

雖然功耗低（最大96mW），但微型封裝散熱能力有限。確保PCB上有足夠嘅銅面積連接到散熱焊盤（如有）或焊點，以充當散熱器。喺未進行熱分析嘅情況下，避免喺高環境溫度下以絕對最大電流（30mA DC）操作。

8.3 光學集成

寬闊嘅110°視角使呢款LED適合照亮小區域或導光管。為咗將光最佳耦合到導光管中，請考慮LED嘅發射模式同導光管嘅接受角。黃色透鏡充當內置擴散器/濾色片。

9. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以直接用5V或3.3V邏輯輸出驅動呢個LED嗎？

答：唔可以。你必須使用串聯限流電阻。直接連接5V會導致災難性過流。對於5V電源同20mA目標電流，使用最大V_F3.2V，R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω（使用標準91Ω或100Ω電阻）。

問：點解顏色分級咁重要？

答：人眼對白點嘅微小差異非常敏感，特別係當多個LED並排觀看時。使用唔同顏色級別嘅LED可能會導致陣列中出現明顯嘅斑駁或唔均勻外觀。

問：如果喺焊接前超過168小時車間壽命會點？

答：吸收嘅水分可能會喺迴流快速加熱期間變成蒸汽，可能導致內部分層或塑料封裝開裂（\"爆米花\"現象），從而導致即時或潛在故障。必須烘烤以驅除呢啲水分。

問：呢款LED適合戶外或汽車應用嗎？

答：工作溫度範圍（-40°C至+85°C）涵蓋咗許多環境。然而，規格書指明其用於\"普通電子設備\"。對於具有高可靠性要求、極端環境應力（紫外線、濕度、熱循環）或安全關鍵功能（汽車、醫療、航空）嘅應用，必須諮詢製造商並進行額外嘅資格測試。呢款標準商用級LED可能唔具備呢類用途所需嘅可靠性認證。

10. 設計同使用案例示例

場景：便攜式藍牙模塊上嘅狀態指示燈

一位設計師正在創建一個緊湊型藍牙音頻模塊。電路板空間極其有限。佢哋需要一個細小、低功耗嘅LED來指示\"電源開啟\"同\"配對\"狀態。

• 元件選擇：選擇呢款0201 LED係因為其最小佔位面積（0.6x0.3mm）。
• 電路設計：模塊運行喺3.7V鋰離子電池上。微控制器上一個能夠提供20mA嘅GPIO引腳將驅動LED。計算串聯電阻：R = (3.7V - 2.9V_典型) / 0.02A = 40Ω。選擇39Ω電阻，產生約20.5mA電流，喺規格範圍內。
• PCB佈局：使用推薦嘅焊盤圖案。焊盤上使用小型散熱連接以幫助焊接，但保持與接地層嘅某種熱連接以利散熱。
• 組裝：整個PCB組裝使用無鉛焊膏並遵循JEDEC迴流曲線。LED喺生產線準備好之前一直保持喺密封袋中，確保唔超過車間壽命。
• 結果：一個可靠、明亮嘅狀態指示燈，消耗最少嘅電路板面積同功率，滿足所有設計要求。

11. 技術原理介紹

LED係一種半導體二極管。當正向電壓施加喺其端子（陽極相對於陰極為正）時，來自n型半導體材料嘅電子會喺有源區內與來自p型材料嘅空穴複合。呢種複合以光子（光）嘅形式釋放能量。光嘅特定波長（顏色）由所用半導體材料嘅能帶隙決定。

\"白色\"LED，如呢個元件，通常係使用塗有熒光粉層嘅藍色或紫外線LED芯片製成。芯片發出嘅主要光激發熒光粉，然後熒光粉重新發射出更寬光譜嘅光，組合產生白光。黃色透鏡進一步修改呢個輸出，以喺白光光譜上達到指定嘅色度座標。

12. 行業趨勢同背景

0201封裝代表咗電子產品向微型化同PCB上功能密度增加嘅持續趨勢。隨著智能手機、可穿戴設備同物聯網傳感器等消費設備變得越來越細，對超小型被動同有源元件嘅需求亦不斷增長。

影響呢類元件嘅關鍵趨勢包括：

• 先進封裝：喺越來越細嘅佔位面積內提高熱性能同可靠性。
• 更高效率：每單位電輸入功率（瓦特）提供更多光輸出（流明），減少能耗同熱量產生。
• 更緊密分級：隨著顯示同照明應用要求更高嘅顏色均勻性，色度同強度級別嘅公差繼續收緊。
• 自動化兼容性：元件必須為高速、高精度貼片機而設計，可靠嘅帶盤包裝係供應鏈嘅關鍵部分。

呢個元件處於呢個生態系統中，實現緊湊設計，同時為廣泛嘅指示燈同低亮度照明應用提供必要嘅性能參數。