SMD 藍光 LED 規格書 - 0.8mm 超薄高度 - 3.8V 最高電壓 - 76mW 功率 - 水清透鏡 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款超薄、表面貼裝藍光 LED 元件嘅規格。呢個元件專為現代、緊湊嘅電子組裝而設計，需要一個低矮嘅光源。佢主要應用喺消費電子產品、辦公室設備同通訊設備入面嘅背光、狀態指示燈同裝飾照明。

呢個元件嘅核心優勢包括其極薄嘅 0.80mm 外形，可以整合到空間受限嘅設計中。佢採用咗 InGaN（氮化銦鎵）晶片，以產生高亮度藍光而聞名。產品符合 RoHS（有害物質限制）指令，被歸類為環保產品。佢以 8mm 載帶包裝，捲喺 7 英寸直徑嘅捲盤上，完全兼容大批量生產中使用嘅高速自動貼片組裝設備。

2. 技術參數深度客觀解讀

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）：76 mW。呢個係 LED 封裝可以作為熱量散發而唔會降低性能或可靠性嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_FP）：100 mA。呢個係脈衝條件下允許嘅最大瞬時電流，指定為 1/10 佔空比同 0.1ms 脈衝寬度。佢明顯高於連續電流額定值。
• 直流正向電流（I_F）：20 mA。呢個係正常操作嘅建議最大連續正向電流，確保長期可靠性同穩定嘅光輸出。
• 操作溫度範圍：-20°C 至 +80°C。保證器件喺呢個環境溫度範圍內運作。
• 儲存溫度範圍：-30°C 至 +100°C。器件可以喺呢個更寬嘅溫度範圍內無施加電源下儲存。
• 紅外線焊接條件：260°C 持續 10 秒。呢個定義咗無鉛回流焊接製程嘅峰值溫度同時間容差。

2.2 電氣同光學特性

呢啲參數喺 Ta=25°C 下測量，定義咗器件嘅典型性能。

• 發光強度（I_V）：28.0 - 180.0 mcd（毫坎德拉），喺 I_F=20mA 下。呢個寬範圍表示器件有唔同嘅亮度分級（見第 3 節）。測量係使用近似 CIE 明視覺響應曲線嘅傳感器/濾波器進行。
• 視角（2θ_1/2）：130 度。呢個係發光強度下降到中心軸（0°）值一半時嘅全角。對於冇擴散穹頂嘅水清透鏡，寬視角係典型嘅。
• 峰值發射波長（λ_P）：468 nm。呢個係光譜功率輸出最大時嘅波長。
• 主波長（λ_d）：465.0 - 475.0 nm，喺 I_F=20mA 下。呢個係人眼感知到定義光顏色嘅單一波長，從 CIE 色度圖得出。
• 譜線半寬度（Δλ）：25 nm。呢個表示光譜純度；值越細表示光越單色。25nm 對於藍光 InGaN LED 係典型嘅。
• 正向電壓（V_F）：2.8 - 3.8 V，喺 I_F=20mA 下。LED 操作時嘅壓降。呢個範圍對應唔同嘅正向電壓分級。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大），喺 V_R=5V 下。施加反向偏壓時嘅小漏電流。重要：器件唔係為反向操作而設計；呢個測試條件僅用於特性描述。

3. 分級系統解釋

為確保生產批次嘅一致性，LED 會根據關鍵參數分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用對顏色同電氣性能要求嘅元件。

3.1 正向電壓分級

單位：伏特（V）@ 20mA。每個分級嘅容差為 ±0.1V。
分級 D7：2.80 - 3.00V
分級 D8：3.00 - 3.20V
分級 D9：3.20 - 3.40V
分級 D10：3.40 - 3.60V
分級 D11：3.60 - 3.80V

3.2 發光強度分級

單位：毫坎德拉（mcd）@ 20mA。每個分級嘅容差為 ±15%。
分級 N：28.0 - 45.0 mcd
分級 P：45.0 - 71.0 mcd
分級 Q：71.0 - 112.0 mcd
分級 R：112.0 - 180.0 mcd

3.3 主波長分級

單位：納米（nm）@ 20mA。每個分級嘅容差為 ±1nm。
分級 AC：465.0 - 470.0 nm（略偏綠嘅藍色）
分級 AD：470.0 - 475.0 nm（略偏純嘅藍色）

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用咗特定圖形曲線（例如圖 1、圖 6），但佢哋嘅典型行為可以基於技術描述。

4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V 曲線）

InGaN 半導體有一個特性開啟電壓，大約喺 2.8V。超過呢個閾值後，電流會隨電壓嘅微小增加而指數級增長。曲線會顯示一個尖銳嘅拐點，係二極管行為嘅典型特徵。喺建議嘅 20mA 下操作可確保器件遠離拐點，實現穩定發光。

4.2 發光強度 vs. 正向電流（L-I 曲線）

光輸出（發光強度）喺一定程度上與正向電流大致成正比。然而，喺極高電流下，由於晶片內產熱增加（效率下降效應），效率可能會下降。選擇 20mA 額定值係為咗平衡亮度、效率同壽命。

4.3 溫度特性

LED 性能與溫度有關。通常，隨著結溫升高：
- 正向電壓（V_F）會輕微下降。
- 發光強度會下降。具體嘅降額因子因應用而異，但對於喺高環境溫度或高驅動電流下操作嘅設計必須考慮。
- 主波長可能會輕微偏移（對於藍光 LED 通常向更長波長偏移）。

4.4 光譜分佈

發射光譜係一個類似高斯分佈嘅曲線，以峰值波長（468 nm）為中心，半寬度為 25 nm。水清透鏡唔會顯著改變呢個光譜，唔似用於白光 LED 嘅帶有熒光粉塗層嘅透鏡。

5. 機械同包裝信息

5.1 封裝尺寸

器件符合 EIA（電子工業聯盟）標準封裝外形。關鍵尺寸包括總高度（H）為 0.80mm，使其成為一個超薄元件。PCB 焊盤設計所需嘅其他關鍵尺寸喺規格書圖紙中提供，除非另有說明，一般公差為 ±0.10mm。

5.2 極性識別

同所有二極管一樣，LED 有陽極（正極）同陰極（負極）端子。封裝通常使用視覺標記，例如陰極側嘅凹口、圓點或倒角。規格書中建議嘅焊盤佈局會指示 PCB 設計嘅正確方向。

5.3 載帶同捲盤規格

元件以帶有保護蓋帶嘅凸起載帶包裝供應，捲喺 7 英寸（178mm）直徑嘅捲盤上。標準捲盤數量為 3000 件。包裝遵循 ANSI/EIA-481 規格。關鍵注意事項包括：空位被封住，剩餘件數最少包裝數量為 500 件，每捲最多允許連續缺失兩個元件。

6. 焊接同組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

器件兼容紅外線（IR）回流焊接製程，對於無鉛組裝至關重要。提供咗一個建議嘅溫度曲線，遵循 JEDEC 標準。關鍵參數包括：
- 預熱：150–200°C
- 預熱時間：最多 120 秒，以實現均勻加熱同溶劑蒸發。
- 峰值溫度：最高 260°C。
- 液相線以上時間（TAL）：建議曲線顯示咗喺關鍵回流區域內嘅特定時間；規格書規定峰值溫度下最多 10 秒。
- 通過次數：最多兩次回流循環。

6.2 手工焊接

如果需要手工焊接，請使用溫控烙鐵。
- 烙鐵溫度：最高 300°C。
- 焊接時間：每個焊盤最多 3 秒。
- 通過次數：僅限一次。過度加熱會損壞塑料封裝同半導體晶片。

6.3 儲存條件

濕度敏感性係 SMD 元件嘅關鍵因素。
- 密封包裝：儲存於 ≤30°C 同 ≤90% 相對濕度（RH）。當與乾燥劑一齊包裝時，喺袋密封日期後一年內使用。
- 已開封包裝：對於從防潮袋取出嘅元件，儲存環境不應超過 30°C / 60% RH。建議喺開封後一星期內完成紅外線回流焊。
- 延長儲存（已開封）：儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥器中。
- 烘烤：如果元件暴露喺環境條件下超過一星期，請喺焊接前以大約 60°C 烘烤至少 20 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

唔好使用未指定嘅化學清潔劑。如果焊接後需要清潔，請將 LED 浸入常溫嘅乙醇或異丙醇中少於一分鐘。強力溶劑會損壞塑料透鏡同封裝。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 背光：鍵盤、小型 LCD 顯示屏、圖標照明。
• 狀態指示燈：便攜設備、路由器同電器中嘅電源開啟、待機、連接、電池充電狀態。
• 裝飾照明：消費電子產品中嘅重點照明。
• 面板指示燈：設備前面板。

7.2 設計考慮事項

• 限流：務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F 計算電阻值。使用分級或規格書中嘅最大 V_F，以確保喺最壞情況下電流唔超過 20mA。
• 靜電放電（ESD）保護：LED 對靜電放電（ESD）敏感。處理時請採取適當嘅 ESD 預防措施（手腕帶、接地工作站）。如果 LED 位於暴露位置，請喺 PCB 上加入 ESD 保護二極管。
• 熱管理：雖然功耗低，但請確保 LED 焊盤下有足夠嘅 PCB 銅面積或散熱通孔以導走熱量，特別係喺高環境溫度環境或接近最大電流驅動時。
• 光學設計：130° 視角提供廣泛覆蓋。對於定向光，可能需要外部透鏡或導光板。

8. 技術比較與區分

與舊式通孔 LED 或更大嘅 SMD 封裝（例如 0603、0805）相比，呢個器件嘅主要區別在於其 0.8mm 高度，使終端產品更薄。與其他晶片LED 相比，使用 InGaN 技術比舊技術提供更高亮度同效率嘅藍光發射。超薄外形、高亮度以及與自動化、高溫無鉛組裝嘅兼容性相結合，使其適合現代、具成本效益且可靠嘅大規模生產。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以唔用電阻直接用 3.3V 驅動呢個 LED 嗎？
答：唔可以。正向電壓範圍係 2.8V 到 3.8V。如果 LED 嘅 V_F處於範圍嘅低端（例如 2.9V），直接連接 3.3V 可能會導致過大電流，可能損壞佢。務必使用限流機制。

問：峰值波長同主波長有咩區別？
答：峰值波長（λ_P）係光譜嘅物理峰值（468 nm）。主波長（λ_d）係人眼感知為顏色嘅單一波長（465-475 nm），從色度座標計算得出。對於像呢種藍色嘅單色 LED，佢哋接近但唔完全相同。

問：點解已開封包裝嘅儲存濕度要求更嚴格？
答：塑料 SMD 封裝會從空氣中吸收水分。喺回流焊接嘅高溫期間，呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致封裝破裂（爆米花或分層）。更嚴格嘅限制同烘烤程序可以防止呢種故障模式。

問：我可以用佢嚟做反向電壓指示嗎？
答：唔可以。規格書明確指出器件唔係為反向操作而設計。5V 反向電流測試僅用於特性描述。施加連續反向偏壓很可能會損壞 LED。

10. 實用設計案例

場景：為一個 USB 供電設備（5V 電源）設計一個狀態指示燈。
步驟 1 - 元件選擇：選擇一個亮度分級（例如，中等亮度嘅分級 P）同一個正向電壓分級（例如，用於設計計算嘅分級 D9）。
步驟 2 - 電路設計：計算串聯電阻。使用分級 D9 嘅最大 V_F（3.4V）同目標 I_F 20mA：R = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 歐姆。選擇最接近嘅標準值（82 歐姆）。重新計算實際電流：I_F= (5V - 3.2V*) / 82Ω ≈ 21.95mA（安全）。*使用典型 V_F.
步驟 3 - PCB 佈局：將 82Ω 電阻與 LED 陽極串聯。遵循規格書中建議嘅焊盤尺寸。包括一個小嘅散熱焊盤或額外嘅鋪銅用於散熱。
步驟 4 - 組裝：遵循推薦嘅回流溫度曲線。如果唔立即使用，請將已開封嘅捲盤儲存喺乾燥櫃中。

11. 原理介紹

呢個 LED 基於由氮化銦鎵（InGaN）製成嘅半導體異質結構。當施加正向電壓時，電子同電洞被注入半導體嘅有源區。佢哋復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。InGaN 合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而決定咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係藍色。水清環氧樹脂透鏡封裝並保護半導體晶片，同時亦塑造咗光輸出光束。

12. 發展趨勢

用於指示器應用嘅 SMD LED 趨勢繼續朝向更小嘅佔位面積、更低嘅外形同更高嘅亮度效率（每單位電功率更多光輸出）。同時亦強力推動喺更高溫度焊接製程下嘅更高可靠性，以適應無鉛要求。與板上驅動器集成或更智能嘅封裝以簡化組裝亦可能係發展領域。基礎嘅 InGaN 材料技術繼續成熟，提供更好嘅性能同穩定性。