SMD 黃色LED 595nm 規格書 - EIA 封裝 - 30mA - 75mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款高性能、表面貼裝黃色LED嘅規格。呢個器件採用超光AlInGaP晶片技術，喺緊湊嘅行業標準封裝中提供高發光強度。佢設計用於兼容自動化組裝製程，包括紅外線回流焊接，適合大批量生產環境。產品符合RoHS指令，並被歸類為環保產品。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

器件嘅操作極限定義喺環境溫度（Ta）為25°C。超過呢啲額定值可能會導致永久損壞。

• 功耗（Pd）：75 mW。呢個係LED可以以熱量形式散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_F(PEAK)）：80 mA。呢個只允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）使用，以防止過熱。
• 連續正向電流（I_F）：30 mA DC。呢個係建議用於連續操作嘅最大電流。
• 降額：為保持可靠性，當環境溫度高於50°C時，最大正向電流必須按每攝氏度線性減少0.4 mA。
• 反向電壓（V_R）：5 V。施加更高嘅反向電壓可能會損壞LED嘅半導體結。
• 操作及儲存溫度範圍：-55°C 至 +85°C。
• 紅外線焊接條件：可承受260°C峰值溫度5秒，兼容無鉛（Pb-free）製程。

2.2 電氣及光學特性

關鍵性能參數喺Ta=25°C同正向電流（I_F）為20 mA下測量，除非另有說明。

• 發光強度（I_V）：範圍從最小值18.0 mcd到典型值50.0 mcd。呢個係經濾波器匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）嘅傳感器測量到嘅感知亮度。
• 視角（2θ_1/2）：130度。呢個寬視角表示LED喺一個廣闊區域發光，半強度點位於中心軸偏離65度嘅位置。
• 峰值發射波長（λ_P）：595 nm。呢個係光譜功率輸出最高嘅波長。
• 主波長（λ_d）：592 nm。呢個係最能代表LED感知顏色嘅單一波長，由CIE色度計算得出。
• 譜線半寬度（Δλ）：16 nm。呢個參數表示光譜純度；數值越細，表示光源越接近單色光。
• 正向電壓（V_F）：典型值為2.4 V，喺20 mA時最大值為2.4 V。呢個係LED導通電流時嘅壓降。
• 反向電流（I_R）：當施加5V反向偏壓時，最大值為10 µA。
• 電容（C）：Typically 40 pF measured at 0V bias and 1 MHz frequency.

3. 分級系統說明

LED嘅發光強度被分級，以確保生產批次內嘅一致性。分級代碼定義咗最小同最大強度範圍。

• 分級代碼 M：18.0 - 28.0 mcd
• 分級代碼 N：28.0 - 45.0 mcd
• 分級代碼 P：45.0 - 71.0 mcd
• 分級代碼 Q：71.0 - 112.0 mcd
• 分級代碼 R：112.0 - 180.0 mcd

每個強度分級應用咗+/-15%嘅公差。呢個系統允許設計師為其應用選擇具有可預測亮度水平嘅LED。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定圖表（例如圖1、圖6），但呢類器件嘅典型曲線包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示正向電壓同電流之間嘅指數關係。曲線會喺大約2.0-2.4V處有一個特徵性嘅"拐點"電壓。
• 發光強度 vs. 正向電流：強度通常隨電流線性增加，直到某一點，之後效率可能會因發熱而下降。
• 發光強度 vs. 環境溫度：由於內部量子效率降低同非輻射複合增加，強度通常會隨環境溫度升高而降低。
• 光譜分佈：相對輻射功率對波長嘅圖，峰值喺595nm，半寬度為16nm，確認黃色光發射。
• 視角圖案：一個極座標圖，說明光強度嘅角度分佈，確認130度嘅全視角。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

LED封裝喺行業標準EIA封裝內。所有尺寸均以毫米為單位，一般公差為±0.10 mm，除非另有規定。封裝採用透明透鏡。

5.2 極性識別及焊盤設計

規格書包含建議嘅焊接焊盤佈局，以確保回流焊接期間形成正確嘅焊點同機械穩定性。陰極通常通過封裝上嘅視覺標記識別，例如凹口、綠色標記或較短嘅引腳。建議嘅焊盤設計有助於防止墓碑效應並確保正確對齊。

6. 焊接及組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

為無鉛（SnAgCu）焊膏製程提供建議嘅紅外線（IR）回流溫度曲線。關鍵參數包括：

• 預熱：升溫至120-150°C。
• 保溫/預熱時間：最長120秒，以激活助焊劑並平衡電路板溫度。
• 峰值溫度：最高240°C。
• 液相線以上時間：一個特定嘅持續時間（由溫度曲線暗示），以確保形成適當嘅焊點而唔會使元件過熱。
• 關鍵限制：元件本體溫度唔可以超過260°C超過5秒。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接：

• 烙鐵頭溫度唔應該超過300°C。
• 每個引腳嘅焊接時間應限制喺最多3秒。
• 呢個操作只應進行一次，以避免對封裝造成熱應力。

6.3 清潔

只應使用指定嘅清潔劑。推薦嘅溶劑係室溫下嘅乙醇或異丙醇。LED應浸泡少於一分鐘。未指定嘅化學品可能會損壞塑料透鏡或封裝材料。

6.4 儲存條件

• 建議儲存環境：≤30°C 同 ≤70% 相對濕度。
• 從原裝防潮包裝中取出嘅LED應喺672小時（28日）內進行回流焊接，以防止吸濕。
• 對於喺原裝袋外嘅長期儲存，請使用帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器。
• 喺袋外儲存超過672小時嘅元件，喺焊接前需要進行烘烤預處理（大約60°C至少24小時），以驅除吸收嘅水分並防止回流期間出現"爆米花"現象。

7. 包裝及訂購資料

7.1 載帶及捲盤規格

LED以8mm載帶供應，安裝喺7英寸（178mm）直徑嘅捲盤上，兼容標準自動貼片設備。

• 每捲數量： 3000.
• 剩餘數量最低訂購量（MOQ）：500件。
• 蓋帶：載帶中嘅空元件袋用頂部蓋帶密封。
• 缺失元件：根據捲盤規格，每捲最多允許兩個連續缺失嘅LED（"跳過"）。
• 包裝符合ANSI/EIA 481-1-A-1994標準。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

呢款LED適用於普通電子設備中嘅一般照明同指示用途，包括但不限於：

• 消費電子產品（電視、路由器、充電器）上嘅狀態指示燈。
• 按鈕、開關或小型面板嘅背光。
• 電器裝飾照明。
• 標誌同顯示元件。

重要提示：未經事先諮詢同資格認證，唔建議用於安全關鍵應用（例如航空、醫療生命支持、交通控制），因為故障可能會危及生命或健康。

8.2 電路設計考慮因素

驅動方法：LED係電流驅動器件。為確保並聯驅動多個LED時亮度均勻，強烈建議每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻（電路模型A）。

• 電路模型A（推薦）：Vcc → 電阻 → LED → GND。呢個可以補償個別LED正向電壓（V_F）嘅微小差異，確保每個LED接收到幾乎相同嘅電流，從而發出相似嘅亮度。
• 電路模型B（不建議用於並聯）：唔建議將多個LED直接並聯到單個限流電阻（Vcc → 電阻 → [LED1 // LED2 // ...] → GND）。V_F嘅微小差異會導致嚴重嘅電流不平衡，其中V_F最低嘅LED會佔用大部分電流，顯得更亮並可能承受過大壓力，而其他LED則顯得較暗。

電阻值（R）可以使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F，其中V_F係典型正向電壓（例如2.4V），I_F係所需工作電流（例如20mA）。

9. 靜電放電（ESD）保護

LED對靜電放電敏感。ESD可能導致潛在或災難性損壞，降低性能或導致立即失效。

ESD損壞症狀：高反向漏電流、異常低嘅正向電壓（V_F），或者喺低驅動電流下唔發光。

ESD預防措施：

• 操作員應佩戴接地手腕帶或防靜電手套。
• 所有設備、工作台同儲物架必須正確接地。
• 使用離子發生器中和因處理摩擦而可能積聚喺LED透鏡上嘅靜電荷。
• 喺ESD保護區域（EPA）內處理元件。

測試ESD損壞：檢查是否發光並喺極低電流（例如0.1mA）下測量V_F。對於呢款AlInGaP產品，一個"良好"嘅LED喺0.1mA時應具有V_F> 1.4V。

10. 技術比較及差異

呢款LED通過幾個關鍵特點區別於其他產品：

• 晶片技術：使用AlInGaP（磷化鋁銦鎵），喺紅、橙、琥珀同黃色光譜中以高效率同穩定性聞名，相比舊技術如GaAsP。
• 亮度：喺細小封裝中提供高發光強度（最高分級中可達180 mcd）。
• 寬視角：130度視角提供寬闊、均勻嘅照明，非常適合面板指示燈。
• 製程兼容性：完全兼容自動化SMT組裝同無鉛IR回流焊接，降低製造複雜性同成本。
• 標準化：EIA標準封裝佔位確保易於第二來源同設計可移植性。

11. 常見問題（FAQ）

Q1: 峰值波長（λ_P）同主波長（λ_d）有咩區別？

A1: 峰值波長係光譜輸出最高嘅物理點。主波長係一個計算值，代表CIE色度圖定義嘅感知顏色。佢哋通常接近但唔完全相同。

Q2: 我可以連續以最大峰值電流（80mA）驅動呢個LED嗎？

A2: 唔可以。80mA額定值僅適用於低佔空比（10%）下嘅極短脈衝（0.1ms寬度）。連續操作唔可以超過30mA嘅DC正向電流額定值，並且喺環境溫度高於50°C時應進行降額。

Q3: 點解並聯時每個LED都需要一個獨立嘅串聯電阻？

A3: 佢提供負反饋，穩定電流。如果一個LED嘅V_F略低，其電阻上嘅壓降會輕微增加，限制電流上升並平衡所有LED嘅亮度。

Q4: 打開防潮袋後嘅672小時車間壽命有幾重要？

A4: 對於製程可靠性非常重要。吸收嘅水分喺回流期間可能迅速蒸發，導致內部分層或開裂（"爆米花"現象）。遵守呢個指引或進行烘烤循環對於高良率至關重要。

12. 設計案例研究

場景：設計一個帶有10個黃色狀態指示燈嘅控制面板。系統電源為5V。

設計步驟：

1. 電流選擇：選擇驅動電流。為平衡亮度同壽命，從規格書測試條件中選擇20mA。
2. 電路拓撲：為確保亮度均勻，使用電路模型A：每個LED一個電阻。
3. 電阻計算：使用典型V_F= 2.4V，V_電源= 5V，I_F= 0.020A。
   
   R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 2.6V / 0.02A = 130 Ω。
   
   最接近嘅標準5%電阻值係130 Ω或120 Ω。使用120 Ω會得出I_F≈ (5-2.4)/120 = 21.7mA，呢個係可以接受嘅。
4. 電阻額定功率：P = I²* R = (0.020)²* 120 = 0.048W。一個標準1/8W（0.125W）或1/10W電阻已經綽綽有餘。
5. 佈局：遵循規格書中建議嘅焊接焊盤尺寸，以獲得最佳焊點同機械強度。
6. 組裝：遵循建議嘅IR回流溫度曲線。確保元件喺672小時車間壽命內使用或相應地進行烘烤。

13. 技術原理介紹

呢款LED基於生長喺基板上嘅AlInGaP半導體材料。當施加正向電壓時，電子同電洞被注入到有源區，喺度佢哋複合。喺像AlInGaP咁樣嘅直接帶隙半導體中，呢種複合通常以光子（光）嘅形式釋放能量——呢個過程稱為電致發光。發射光嘅特定波長（黃色，~592-595nm）由AlInGaP合金成分嘅帶隙能量決定。透明環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護，並塑造光輸出光束（喺呢個情況下，用於寬視角）。

14. 行業趨勢

SMD LED市場持續發展。喺呢類元件中觀察到嘅一般趨勢包括：

• 效率提高：外延生長同晶片設計嘅持續改進帶來更高嘅發光效率（每電瓦更多光輸出）。
• 小型化：雖然呢個係標準封裝，但行業正推動更小嘅佔位面積（例如0402、0201）以應對空間受限嘅應用。
• 可靠性增強：改進嘅封裝材料同製程帶來更長嘅操作壽命同更好嘅熱同環境應力下性能。
• 標準化及兼容性：遵守全球標準（EIA、JEDEC）同製程兼容性（無鉛、回流）對於無縫集成到現代電子製造中仍然至關重要。
• 顏色一致性：對於需要精確顏色匹配嘅應用，要求更嚴格嘅分級規格同先進嘅熒光粉技術（用於白光LED）。