SMD LED 黃色 AlInGaP 規格書 - 封裝尺寸 - 正向電壓 1.7-2.5V - 發光強度 140-450mcd - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款採用鋁銦鎵磷（AlInGaP）半導體材料嚟發出黃光嘅表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）嘅規格。SMD LED 專為自動化印刷電路板（PCB）組裝流程而設計，提供緊湊嘅外形，非常適合空間有限嘅應用。佢哋主要功能係喺各式各樣嘅電子設備中，作為狀態指示器、信號燈或者前面板背光。

1.1 特點

• 符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 包裝喺 8mm 寬嘅載帶上，捲喺 7 吋直徑嘅捲盤上，方便自動化處理。
• 標準化嘅 EIA 封裝佔位面積，確保設計兼容性。
• 輸入/輸出兼容集成電路（IC）邏輯電平。
• 專為兼容自動化貼片組裝設備而設計。
• 適用於表面貼裝技術（SMT）常用嘅紅外線（IR）回流焊接製程。
• 預先處理至 JEDEC 濕度敏感度等級 3，表示密封袋打開後，喺 <30°C/60% 相對濕度下，有 168 小時嘅車間壽命。

1.2 應用

呢款 LED 適用於需要可靠視覺指示器嘅各種電子系統。主要應用領域包括電訊基礎設施、辦公室自動化設備（打印機、掃描器）、家用電器同工業控制面板。其具體用途涵蓋狀態指示（電源開啟、待機、運作中）、符號照明，以及前面板顯示或標誌嘅背光。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲數值代表應力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。喺呢啲極限下或接近極限操作並唔保證。所有額定值均喺環境溫度（Ta）為 25°C 時指定。

• 功耗（Pd）：75 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_FP）：80 mA。呢個係最大瞬時正向電流，僅喺脈衝條件下（1/10 佔空比，0.1ms 脈衝寬度）允許，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。
• 操作及儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。器件可以喺呢個完整溫度範圍內運作同儲存。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係喺標準測試條件下（Ta=25°C，I_F=20mA，除非另有註明）測量嘅典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：140 - 450 mcd（毫坎德拉）。喺特定視角內測量到嘅可見光輸出量。實際數值會分級（見第 3 節）。
• 視角（2θ_1/2）：120 度（典型值）。呢個係發光強度為其峰值（軸上）值一半時嘅全角。120° 角表示一種寬闊、擴散嘅發射模式，適合廣泛可見性。
• 峰值發射波長（λ_P）：592 nm（典型值）。光譜功率輸出達到最大值時嘅波長。
• 主波長（λ_d）：586 - 596 nm。呢個係人眼感知到、定義顏色（黃色）嘅單一波長。佢係從 CIE 色度座標得出，並且同樣會分級。
• 譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型值）。發射光喺其最大功率一半時嘅光譜寬度。15nm 嘅數值係 AlInGaP LED 嘅特徵，表示顏色相對純淨。
• 正向電壓（V_F）：1.7 - 2.5 V。當以 20mA 驅動時，LED 兩端嘅電壓降。呢個範圍考慮咗正常半導體製造嘅差異。
• 反向電流（I_R）：喺 V_R=5V 時為 10 μA（最大值）。LED 並非為反向偏壓操作而設計；呢個參數僅用於漏電流測試。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED 會根據關鍵參數進行分類（分級）。咁樣可以讓設計師選擇符合特定應用要求嘅部件。

3.1 發光強度（I_V）等級

LED 根據其喺 20mA 下測量到嘅發光強度進行分類。每個等級內嘅公差為 +/-11%。

• R2：140.0 - 180.0 mcd
• S1：180.0 - 224.0 mcd
• S2：224.0 - 280.0 mcd
• T1：280.0 - 355.0 mcd
• T2：355.0 - 450.0 mcd

3.2 主波長（WD）等級

LED 亦會根據其主波長進行分級，以控制色調。每個等級嘅公差為 +/- 1 nm。

• H：586.0 - 588.5 nm
• J：588.5 - 591.0 nm
• K：591.0 - 593.5 nm
• L：593.5 - 596.0 nm

完整嘅部件編號通常會包含呢啲分級代碼，以指定亮度同顏色。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中參考咗特定圖形數據，但以下解讀係基於標準 LED 行為同提供嘅參數。

4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V 曲線）

正向電壓（V_F）具有正溫度係數，並隨電流對數增加。指定嘅 V_F範圍喺 20mA 時為 1.7V 至 2.5V，對於黃色 AlInGaP LED 係典型嘅。以恆定電流而非恆定電壓驅動 LED，對於穩定嘅光輸出至關重要。

4.2 發光強度 vs. 正向電流

喺建議嘅操作範圍內，光輸出（I_V）大致與正向電流（I_F）成正比。然而，喺極高電流下，由於熱量增加，效率可能會下降。絕對最大直流電流為 30mA。

4.3 溫度特性

AlInGaP LED 嘅發光強度通常會隨著結溫升高而降低。為確保喺 -40°C 至 +100°C 操作範圍內嘅可靠性能，應考慮 PCB 上嘅熱管理（足夠嘅銅面積用於散熱），特別係喺接近最大電流或高環境溫度下操作時。

4.4 光譜分佈

光譜輸出以 592nm（黃色）嘅峰值波長為中心，典型半寬度為 15nm。主波長分級確保感知顏色保持喺嚴格嘅公差範圍內。

5. 機械及包裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED 採用標準 SMD 封裝。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸均以毫米為單位，除非另有說明，一般公差為 ±0.2 mm。透鏡顏色為透明，光源顏色為黃色（AlInGaP）。

5.2 極性識別及焊盤設計

元件具有陽極同陰極端子。提供咗建議用於紅外線或氣相回流焊接嘅 PCB 貼裝焊盤佈局，以確保正確嘅焊點形成同機械穩定性。組裝期間正確嘅極性方向對於器件操作至關重要。

5.3 載帶及捲盤包裝

LED 以 8mm 寬嘅凸紋載帶供應，並用覆蓋帶密封。載帶捲喺 7 吋（178mm）直徑嘅捲盤上。標準捲盤數量為 5000 件。包裝遵循 ANSI/EIA-481 規格。剩餘數量最少訂購量為 500 件。

6. 焊接及組裝指引

6.1 建議紅外線回流曲線

對於無鉛焊接製程，曲線應符合 J-STD-020B。關鍵參數包括預熱區（150-200°C，最長 120 秒）、峰值溫度唔超過 260°C，以及適合焊膏嘅液相線以上時間（TAL）。峰值溫度下嘅總時間應限制喺最多 10 秒，並且回流最多應進行兩次。

6.2 手工焊接

如果需要手工焊接，請使用溫度唔超過 300°C 嘅烙鐵。接觸時間應限制喺最多 3 秒，並且只應進行一次，以防止對塑料封裝同半導體晶片造成熱損壞。

6.3 儲存條件

密封袋：儲存於 ≤30°C 及 ≤70% 相對濕度（RH）。喺帶有乾燥劑嘅密封防潮袋中，保存期限為一年。
開袋後：元件嘅濕度敏感度等級（MSL）為 3。佢哋必須喺暴露於 ≤30°C/60% RH 環境後 168 小時（7 日）內進行紅外線回流焊接。對於開袋後更長時間嘅儲存，請儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣吹掃嘅乾燥器中。暴露超過 168 小時嘅元件需要喺焊接前以約 60°C 烘烤至少 48 小時，以去除吸收嘅水分並防止回流期間出現 \"爆米花\"現象。

6.4 清潔

如果焊接後需要清潔，請僅使用指定溶劑。將 LED 浸入常溫下嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。請勿使用超聲波清潔或未指定嘅化學液體，因為佢哋可能會損壞環氧樹脂透鏡或封裝。

7. 應用建議

7.1 典型應用電路

LED 係電流驅動器件。為確保亮度一致，特別係並聯驅動多個 LED 時，務必使用限流電阻與每個 LED 或每個並聯串聯。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 LED 喺所需電流 I_F（例如 20mA）下嘅正向電壓。喺計算中使用規格書中嘅最大 V_F（2.5V）將保證即使存在部件間差異，電流亦唔會超過目標值。

7.2 設計考慮因素

• 熱管理：確保 PCB 佈局提供足夠嘅散熱，特別係喺高電流或高環境溫度下操作時，以保持 LED 效率同使用壽命。
• 靜電放電（ESD）保護：雖然無明確標示為敏感，但建議對所有半導體器件採取標準 ESD 預防措施進行處理。
• 光學設計：120° 嘅寬視角使呢款 LED 適合需要廣泛可見性嘅應用。對於聚焦光束，則需要二次光學器件（透鏡）。

7.3 預期用途及限制

呢款 LED 設計用於普通電子設備。佢唔適用於故障可能直接危及生命或健康嘅應用，例如航空、交通控制、醫療生命維持系統或關鍵安全裝置。對於呢類應用，請諮詢製造商以獲取具有適當可靠性認證嘅部件。

8. 技術比較及區分

呢款黃色 AlInGaP LED 提供咗性能特徵嘅平衡。與舊技術黃色 LED（例如基於 GaAsP）相比，AlInGaP 提供更高嘅發光效率，從而喺相同驅動電流下產生更亮嘅輸出，以及更好嘅色純度（更窄嘅光譜寬度）。120° 嘅寬視角係與 \"水清\"透鏡 LED（光束窄得多）嘅關鍵區別，使呢款部件非常適合指示器需要從廣泛角度睇到而無需額外擴散器嘅應用。MSL 3 等級同兼容標準無鉛回流曲線，使其成為現代大批量 SMT 組裝線嘅穩健選擇。

9. 常見問題（基於技術參數）

9.1 使用 5V 電源時，我應該用幾大電阻？

使用最大 V_F2.5V 同目標 I_F20mA：R = (5V - 2.5V) / 0.02A = 125 歐姆。最接近嘅標準值 120 歐姆或 130 歐姆都適合。電阻嘅額定功率應至少為 P = I²R = (0.02)²* 120 = 0.048W，所以標準 1/8W (0.125W) 或 1/10W 電阻已經足夠。

9.2 我可以連續以 30mA 驅動呢款 LED 嗎？

可以，30mA 係建議嘅最大直流正向電流。然而，喺絕對最大額定值下操作可能會降低長期可靠性並增加結溫，從而降低光輸出。為獲得最佳使用壽命同穩定性，如果發光強度滿足應用要求，建議以 20mA 或更低電流驅動。

9.3 訂購時 \"分級代碼\" 係咩意思？

分級代碼指定咗發光強度（例如 T1：280-355 mcd）同主波長（例如 K：591.0-593.5 nm）嘅保證最小同最大值。指定分級代碼可確保您每次訂購都能收到亮度同顏色一致嘅 LED，對於多指示器面板或視覺均勻性重要嘅產品至關重要。

9.4 開袋後，我可以將呢啲 LED 放喺工作枱上幾耐？

為確保可靠焊接，您喺打開防潮密封袋後，喺工廠車間條件（≤30°C/60% RH）下有 168 小時（7 日）。如果超過呢個時間，必須喺嘗試回流焊接前將 LED 以 60°C 烘烤 48 小時，以防止因水分快速蒸發而造成內部封裝損壞。

10. 實際使用案例

場景：為網絡路由器設計狀態指示面板。面板需要 10 個黃色 LED 來顯示鏈路活動同系統狀態。為確保外觀均勻，設計師選擇來自相同強度等級（例如 S2：224-280 mcd）同波長等級（例如 J：588.5-591.0 nm）嘅 LED。每個 LED 由微控制器嘅 GPIO 引腳通過一個 120 歐姆限流電阻連接到 3.3V 電源軌驅動，產生約 ((3.3V - 典型值 2.1V)/120Ω) ≈ 10mA 嘅正向電流，呢個電流提供足夠亮度同時節省電力。120° 嘅寬視角確保指示器喺設備前方任何位置都可見。PCB 佈局包含建議嘅焊盤佔位面積，並設計為使用峰值溫度為 250°C 嘅標準無鉛回流曲線進行組裝。

11. 原理介紹

呢款 LED 基於鋁銦鎵磷（AlInGaP）半導體技術。當正向電壓施加於 p-n 結兩端時，電子同電洞被注入到有源區，喺嗰度復合。復合過程中釋放嘅能量以光子（光）形式發射。AlInGaP 合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係黃色（~592 nm）。透明環氧樹脂透鏡封裝住半導體晶片，提供機械保護，並塑造光輸出模式以實現指定嘅 120° 視角。

12. 發展趨勢

SMD 指示 LED 嘅總體趨勢繼續朝向更高嘅發光效率（每單位電輸入更多光輸出），從而喺相同亮度下實現更低功耗。封裝尺寸亦進一步微型化，允許更密集嘅指示器陣列。為滿足視覺一致性至關重要嘅消費電子產品需求，對顏色同強度嘅更嚴格分級公差日益重視。此外，兼容日益嚴格嘅環境法規（超越 RoHS，例如 REACH）以及承受更高溫度無鉛焊接曲線嘅能力，仍然係關鍵嘅發展驅動力。該技術已經成熟，增量改進集中於製造良率、降低成本以及惡劣條件下嘅可靠性。