SMD LED 黃色 AlInGaP 晶片規格書 - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 62.5mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

本文件詳細說明一款採用超亮鋁銦鎵磷 (AlInGaP) 晶片以產生黃光嘅表面貼裝器件 (SMD) LED 燈規格。該器件封裝於緊湊、符合行業標準嘅外殼內，專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝製程（包括紅外回流焊接）而設計。其微型尺寸使其適用於各電子領域中空間受限嘅應用。

1.1 核心優勢與特點

此 LED 提供多項關鍵特點，增強咗佢喺現代電子製造中嘅可用性同可靠性：

• RoHS Compliance： 本器件按照《有害物質限制指令》標準製造，確保符合環保安全要求。
• High-Brightness AlInGaP Chip： 此半導體材料能高效發出黃光，並具有良好的發光強度。
• 適用於自動化封裝： 以8毫米載帶供應，捲繞於7英吋直徑捲盤上，兼容高速貼片設備。
• 標準化封裝尺寸： 符合EIA（電子工業聯盟）封裝標準，確保設計互通性。
• 集成電路兼容性： 可直接由標準邏輯電平輸出驅動。
• 可進行回流焊接： 可承受表面貼裝技術（SMT）組裝線中使用的標準紅外線（IR）回流焊接溫度曲線。

1.2 目標應用與市場

此元件專為電子設備內廣泛的指示燈及背光功能而設計。主要應用領域包括：

• Telecommunications Equipment: 無線電話、流動電話及網絡硬件嘅狀態指示燈。
• 電腦與辦公室自動化： 手提電腦鍵盤同按鍵板嘅背光燈、周邊設備嘅狀態燈。
• 消費品與家庭電器： 電源、模式或功能指示燈。
• 工業設備： 機械及控制系統的面板指示燈。
• 顯示與標牌： 微型顯示器及需要緊湊黃色光源的符號照明裝置。

2. 深入技術參數分析

本節詳細闡述裝置嘅絕對極限同操作特性。除非另有說明，所有參數均以環境溫度（Ta）25°C為準。

2.1 Absolute Maximum Ratings

呢啲額定值定義咗壓力極限，超出呢個極限可能會對裝置造成永久損壞。為確保可靠性能，唔建議喺呢啲極限或接近極限嘅情況下操作。

• 功耗 (Pd)： 62.5 mW。這是封裝件能夠以熱量形式消散的最大功率。
• 連續正向電流 (IF)： 25 mA 直流電。確保可靠運作的最大穩態電流。
• 峰值正向電流: 60 mA，僅允許在脈衝條件下（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）處理瞬態浪湧。
• 反向電壓 (VR): 5 V。反向偏壓時超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 工作溫度範圍: -30°C 至 +85°C。裝置正常運作時的環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍： -40°C 至 +85°C。裝置在未通電時的安全溫度範圍。
• Soldering Temperature： 於回流焊接（無鉛製程）期間可承受260°C持續10秒。

2.2 電光特性

此為在指定測試條件（IF = 20mA, Ta = 25°C）下量測之典型性能參數。

• 發光強度（Iv）： 範圍由28.0至180.0毫坎德拉（mcd）。實際數值取決於特定分檔代碼（見第3節）。使用經CIE明視覺響應曲線濾波嘅感測器進行量度。
• 視角（2θ1/2）： 130度。此為發光強度降至軸上測量值一半時的全角，表示視角錐體寬闊。
• 峰值發射波長 (λP): 588 nm。發射光譜最高點所對應的波長。
• 主波長 (λd): 範圍由 584.5 nm 至 597.0 nm。此為人眼用以定義顏色（黃色）所感知的單一波長，源自 CIE 色度圖。具體數值已分檔。
• 譜線半寬度 (Δλ): 15 nm。發射光譜於最大強度一半處嘅寬度，表示顏色純度。
• 正向電壓 (VF): 於20mA下介乎1.8V至2.4V。LED導通電流時兩端嘅電壓降。
• 反向電流 (IR): 當施加5V反向偏壓時，最大為10 μA。

2.3 熱考量

雖然提供的數據中沒有明確繪製圖表，但熱管理已隱含在額定值中。62.5mW的功耗限制和85°C的最高工作溫度至關重要。超過Pd額定值將導致結溫升高，這可能加速流明衰減、導致正向電壓漂移，並最終造成器件故障。設計師必須確保PCB佈局足夠，並在必要時採取散熱措施，以在運行期間將結溫維持在安全範圍內。

3. 分檔系統說明

為確保量產一致性，LED會根據關鍵參數分入唔同檔位。咁樣設計師就可以揀選符合特定顏色、亮度同電氣特性要求嘅元件。

3.1 正向電壓 (Vf) 分檔

LED 會根據其在 20mA 測試電流下的正向壓降進行分類。這對於設計限流電路，以及確保由恆壓電源供電的多 LED 陣列亮度均勻至關重要。

• Bin Code F2: VF = 1.80V 至 2.10V (每個Bin嘅容差為±0.1V)。
• Bin Code F3: VF = 2.10V 至 2.40V (每個Bin嘅容差為±0.1V)。

3.2 發光強度 (Iv) 分級

此分級根據LED在20mA電流下的光輸出強度（以毫坎德拉 (mcd) 為單位）進行分類。

• 分級代碼 N: 28.0 - 45.0 mcd
• Bin Code P: 45.0 - 71.0 mcd
• Bin Code Q: 71.0 - 112.0 mcd
• Bin Code R: 112.0 - 180.0 mcd

每個光強度分級適用±15%的容差。

3.3 色調（主波長）分級

此分類透過根據LED的主波長進行分揀來確保顏色一致性，主波長決定了人眼感知的黃色色調。

• Bin Code H: 584.5 - 587.0 nm
• Bin Code J: 587.0 - 589.5 nm
• Bin Code K: 589.5 - 592.0 nm
• Bin Code L: 592.0 - 594.5 nm
• Bin Code M: 594.5 - 597.0 nm

每個波長區間均保持±1納米的嚴格公差。

4. Performance Curve Analysis

雖然文件中引用了具體的圖形數據，但此類裝置的典型曲線對於理解其在不同條件下的行為提供了重要見解。

4.1 電流與電壓 (I-V) 特性

AlInGaP LED嘅I-V曲線係非線性嘅，同標準二極管相似。喺正向電壓（VF）以下，電流好少流動。一旦達到VF，電壓稍微增加，電流就會急速上升。呢點強調咗用恆流源而非恆壓源驅動LED嘅重要性，以防止熱失控同確保穩定嘅光輸出。喺20mA下，典型VF範圍為1.8V至2.4V，係驅動電路嘅關鍵設計參數。

4.2 發光強度與正向電流關係

喺一個相當大嘅範圍內，光輸出（發光強度）大致同正向電流成正比。不過，效率（每瓦流明）可能會喺某個電流值達到峰值，然後喺更高電流時因熱效應增加同效率下降而降低。喺建議嘅20mA測試電流或以下操作，可以確保最佳效率同使用壽命。

4.3 溫度依賴性

LED嘅性能對溫度好敏感。隨住結溫升高：

• 正向電壓 (VF): 下降。這會影響簡單電阻限流電路中的電流調節。
• 發光強度（Iv）： 下降。隨著溫度升高，光輸出會降低。
• 主波長 (λd): 可能會有輕微偏移，或導致細微的顏色變化。

這些影響突顯了良好熱設計的必要性，特別是在高功率或高環境溫度的應用中。

4.4 光譜分佈

發射光譜的特徵是在588 nm（黃色）處有一個峰值，其半高寬相對較窄，為15 nm。這表示色彩飽和度良好。定義視覺顏色的主波長（λd）經過仔細分選，以確保不同生產批次之間的視覺一致性。

5. 機械與封裝資料

5.1 器件尺寸及極性

LED封裝具有標稱尺寸。陰極通常以器件相應側的綠色標記或封裝上的凹口表示。組裝時必須注意正確極性以確保正常功能。透鏡為清水般透明，使AlInGaP芯片本身的黃光得以發出，無需濾色。

5.2 建議嘅PCB焊接焊盤佈局

為確保焊接可靠，提供咗一個建議嘅PCB焊盤圖案（封裝）。呢個圖案包括適當嘅焊盤尺寸同間距，以形成良好嘅焊錫角、確保機械穩定性，並有助於進行正確嘅回流焊接。遵循呢個建議佈局有助於防止墓碑效應（元件一端翹起）同其他焊接缺陷。

6. 焊接同組裝指引

6.1 紅外迴流焊接參數

本器件兼容無鉛（Pb-free）紅外迴流焊接製程。建議的溫度曲線對於成功組裝且不損壞LED至關重要。

• 預熱區： 150°C 至 200°C。
• 預熱時間： 最高120秒逐步升溫並激活助焊劑。
• 峰值溫度： 最高260°C。設備可承受此溫度的時間有限。
• 液相線以上時間（於峰值時）： 最多10秒。器件承受峰值溫度的時間不應超過此時長，且回流焊接次數不應超過兩次。

這些參數符合JEDEC標準。實際溫度曲線必須根據特定PCB組裝件進行特性分析，需考慮電路板厚度、元件密度及焊膏規格。

6.2 手動焊接（如有需要）

如需進行人手修復，必須極度謹慎：

• 烙鐵溫度： 最高300°C。
• 焊接時間： 每個焊點最多3秒。
• 頻率： 為減少熱應力，手動焊接只應進行一次。

6.3 清潔

如需進行焊後清潔，應只使用指定溶劑，以免損壞塑膠封裝。推薦使用乙醇或異丙醇。LED應在常溫下浸泡少於一分鐘。切勿使用未指定的化學液體。

6.4 儲存與處理條件

Electrostatic Discharge (ESD) Sensitivity: 雖然未明確評定為高度敏感，但仍建議謹慎處理。建議使用接地手環或防靜電手套進行操作。所有設備及工作站必須妥善接地，以防靜電或浪湧造成損壞。

濕度敏感度： 本器件具有濕度敏感等級（MSL）評級。對於已開封並暴露於環境濕度的包裝：

• 應在一週內完成回流焊（此為MSL 3的指標）。
• 若儲存超過一星期，器件應存放於有乾燥劑的密封容器或氮氣環境中。
• 如器件離開原包裝存放超過一星期，焊接前需進行約60°C、至少20小時的烘烤，以去除吸收的濕氣，防止回流焊時出現「爆米花」現象。
• 未開封、帶有防潮劑嘅防潮袋，喺儲存溫度≤30°C同相對濕度≤90%嘅條件下，保質期為一年。

7. 包裝同訂購資料

7.1 Tape and Reel Specifications

發光二極管以供貨包裝形式提供，專為自動化組裝而優化：

• 載帶寬度： 8毫米。
• 捲盤直徑： 7英寸（178毫米）。
• 每捲數量： 3000件。
• 最低訂購量： 剩餘數量500件。
• 袋口封合： 空置的元件袋會用封蓋膠帶密封。
• 缺失元件： 根據規格，每組最多容許連續兩粒LED缺失。
• 標準： 包裝符合ANSI/EIA-481規格。

8. 應用設計建議

8.1 電路設計考量

Current Limiting: LED係一種電流驅動裝置。當連接至電壓源時，必須串聯限流電阻或使用專用恆流驅動電路。電阻值可用歐姆定律計算：R = (Vsource - VF) / IF，其中VF為正向電壓（為安全起見請採用分檔最大值），IF為目標正向電流（例如20mA）。

並聯連接： 由於正向電壓（Vf分檔）存在差異，一般不建議將多個LED直接並聯至單一電流源。Vf的微小差別可能導致個別LED汲取過多電流，造成亮度不均甚至過載風險。建議採用串聯連接或為每個LED獨立控制電流。

反向電壓保護： 雖然LED可承受高達5V的反向電壓，但最佳做法是避免讓其處於反向偏壓狀態。在交流或雙極性電路中，可能需要並聯一個保護二極管（相對於LED為反向偏壓）。

8.2 應用中的熱管理

對於在高環境溫度下工作或電流接近最大額定值的應用，請考慮以下事項：

• 使用具有散熱通孔嘅PCB，位於LED散熱墊下方（如適用），以將熱量傳導至其他層或散熱器。
• 喺PCB上提供足夠嘅銅面積，連接至LED焊盤，以充當散熱器。
• 當環境溫度超過25°C時，需降低最大工作電流，以確保結溫維持在限定範圍內。

8.3 Optical Integration

130度廣闊視角令此LED適合需要廣泛可見度的應用。如需聚焦或定向光線，可使用外部透鏡或導光管。水清透鏡能確保發出的黃光吸收率降至最低。

9. 可靠性及應用範圍免責聲明

本器件適用於標準商業及工業電子設備，包括辦公室、通訊及家用電器。對於需要極高可靠性、一旦失效可能危及安全、健康或生命嘅應用（例如航空、交通運輸、醫療或關鍵安全系統），必須喺設計採用前與元件製造商進行專門諮詢及資格認證。標準產品規格可能不足以滿足此類高可靠性應用。