目錄
1. 產品概述
本文件提供一款高效能表面黏著橘色LED的完整技術規格。此元件採用超亮AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片，以其在橘紅光譜中的高發光效率與優異色彩純度而聞名。其設計符合RoHS規範，確保環境安全。LED以業界標準的8mm載帶包裝於7英吋直徑捲盤上，完全相容於大量電子製造所使用的自動化取放組裝設備。其設計同時相容於紅外線迴焊與氣相迴焊製程，此為現代PCB組裝線的標準製程。
2. 技術參數深入解析
2.1 絕對最大額定值
此元件的操作極限定義於環境溫度(Ta)為25°C時。超過這些額定值可能導致永久性損壞。最大連續直流順向電流為30 mA。對於脈衝操作，在1/10工作週期與0.1ms脈衝寬度下，允許的峰值順向電流為80 mA。最大功率消耗為75 mW。元件可承受最高5 V的反向電壓。操作與儲存溫度範圍指定為-55°C至+85°C，顯示其適用於廣泛的環境條件。同時定義了關鍵焊接條件：波焊與紅外線焊接為260°C持續5秒，氣相焊接為215°C持續3分鐘。
2.2 電氣與光學特性
關鍵效能參數是在Ta=25°C與順向電流(IF)為20 mA的條件下量測。發光強度(Iv)的典型值為90.0毫燭光(mcd)，最小值為45.0 mcd。視角(2θ1/2)定義為強度降至軸向值一半時的全角，為130度，提供寬廣的發光模式。峰值發射波長(λP)典型值為611 nm，主波長(λd)為605 nm，明確將輸出定位於橘色光區域。譜線半寬(Δλ)為17 nm，表示相對較窄的光譜頻寬。在20 mA時，順向電壓(VF)範圍為2.0 V至2.4 V。在VR=5V時，反向電流(IR)最大值為100 µA，而接面電容(C)典型值為40 pF（量測條件為0V與1 MHz）。
3. 分級系統說明
本產品採用分級系統，依據發光強度對元件進行分類。這確保了需要均勻照明的應用在亮度上的一致性。在IF=20mA時，分級代碼及其對應的強度範圍為：P級 (45.0 - 71.0 mcd)、Q級 (71.0 - 112.0 mcd)、R級 (112.0 - 180.0 mcd) 與 S級 (180.0 - 280.0 mcd)。每個強度分級均適用+/-15%的容差。設計師在下單時必須指定所需的分級代碼，以確保其應用達到預期的亮度水準。
4. 效能曲線分析
規格書中參考了典型的效能曲線，這些曲線對於理解元件在不同條件下的行為至關重要。這些曲線通常包括順向電流(IF)與順向電壓(VF)之間的關係，顯示二極體的指數型導通特性。發光強度與順向電流之間的關係對於驅動電流的選擇至關重要。描繪發光強度與主波長隨環境溫度變化的曲線，對於暴露於溫度波動的設計中的熱管理與色彩穩定性分析極為重要。角度強度分佈模式由視角規格所暗示，顯示光如何在130度的錐角內發射。
5. 機械與包裝資訊
5.1 封裝尺寸
此LED符合EIA標準表面黏著封裝外形。所有PCB焊墊設計的關鍵尺寸均以毫米提供，除非另有說明，一般公差為±0.10 mm。透鏡描述為水清，這是非擴散、高強度LED的典型特徵。詳細的機械圖會顯示本體長度、寬度、高度、引腳間距以及透鏡幾何形狀。
5.2 焊接墊佈局與極性
提供了建議的焊接墊尺寸佈局，以確保在迴焊過程中形成可靠的焊點與正確對位。焊墊設計考慮了散熱與焊錫圓角形成。LED的極性（陽極與陰極）在封裝圖中明確標示，通常是透過本體上的標記或非對稱的焊墊設計，這對於正確的PCB組裝至關重要。
5.3 載帶與捲盤規格
此元件包裝於8mm寬的凸型載帶中，並捲繞在7英吋（178mm）直徑的捲盤上。標準捲盤數量為3000顆。包裝遵循ANSI/EIA 481-1-A-1994規範。關鍵載帶尺寸包括口袋間距、口袋尺寸與覆蓋帶規格。注意事項指明空口袋會被密封，剩餘元件的最小包裝數量為500顆，且連續缺失元件的最大數量為兩個。
6. 焊接與組裝指南
6.1 建議迴焊溫度曲線
提供了兩種建議的紅外線(IR)迴焊溫度曲線：一種用於標準錫鉛(SnPb)焊錫製程，另一種用於無鉛(Pb-free)焊錫製程（通常使用SAC合金）。如絕對最大額定值所示，無鉛製程需要更高的峰值溫度，約260°C。這些曲線定義了關鍵參數：預熱溫度與時間、升溫速率、液相線以上時間(TAL)、峰值溫度與冷卻速率。遵循這些曲線對於防止LED塑膠封裝與內部打線的熱損壞是必要的。
6.2 儲存條件
LED應儲存在不超過30°C與70%相對濕度的環境中。一旦從原始的防潮包裝中取出，建議在672小時（28天）內完成紅外線迴焊製程。若需在原始包裝袋外長時間儲存，LED應保存在有乾燥劑的密封容器或氮氣吹掃的乾燥器中。儲存超過672小時的元件，在焊接前應以約60°C烘烤至少24小時，以去除吸收的水氣並防止迴焊過程中發生爆米花現象。
6.3 清潔
若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。未指定的化學品可能會損壞LED的環氧樹脂透鏡或封裝。建議的方法是將LED在常溫下浸入乙醇或異丙醇中不超過一分鐘。不建議進行強力或超音波清潔。
7. 應用建議
7.1 典型應用情境
這款高亮度橘色SMD LED適用於各種需要清晰可見指示燈的應用。常見用途包括消費性電子產品（路由器、印表機、充電器）上的狀態指示燈、小型顯示器或圖示的背光、汽車內裝照明、標誌以及通用面板指示燈。其與自動貼裝設備的相容性，使其成為符合成本效益的大量生產的理想選擇。
7.2 驅動電路設計
LED是電流驅動元件。為了確保並聯驅動多個LED時的亮度均勻性，強烈建議為每個LED串聯一個限流電阻（電路模型A）。不建議直接從單一電流源並聯驅動多個LED（電路模型B），因為每個LED順向電壓(Vf)特性的微小差異，可能導致電流分配與感知亮度出現顯著差異。串聯電阻能穩定流經每個LED的電流。
7.3 靜電放電(ESD)防護
LED對靜電放電敏感。ESD損壞可能表現為高反向漏電流、低順向電壓，或在低電流下無法點亮。在處理與組裝過程中必須實施預防措施：人員應佩戴接地腕帶或防靜電手套；所有設備、工作台與儲物架必須妥善接地；應使用離子產生器來中和因處理摩擦而可能積聚在塑膠透鏡上的靜電荷。在低電流下驗證點亮與Vf，有助於識別受ESD損壞的元件。
8. 技術比較與差異化
此LED的關鍵差異在於其使用AlInGaP半導體材料，與舊技術（如用於橘/紅色的標準GaP）相比，提供了更優異的效率與色彩穩定性。其寬廣的130度視角，使其適用於需要寬廣可見度的應用，有別於窄光束LED。其符合嚴格的迴焊溫度曲線（紅外線與氣相），顯示其封裝結構堅固，能夠承受標準SMT組裝的熱應力。詳細的分級系統為設計師提供了對產品亮度均勻性的精確控制。
9. 常見問題解答(FAQs)
問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長(λP)是發射光功率達到最大值時的單一波長。主波長(λd)源自CIE色度圖，代表最能匹配人眼感知光色的單一波長。對於像此LED這樣的單色光源，兩者很接近，但λd對於色彩規格更為相關。
問：我可以持續以最大直流電流30mA驅動此LED嗎？
答：雖然可行，但為了最佳壽命與可靠性，並不建議。在或接近絕對最大額定值下操作會提高接面溫度並加速劣化。設計師應使用20mA或更低的典型操作條件，以在亮度與壽命之間取得更好的平衡。
問：如果零件儲存時間過長，為何在焊接前需要烘烤？
答：塑膠SMD封裝會從大氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被截留的濕氣可能迅速汽化，產生內部壓力，導致封裝破裂或內部介面分層（爆米花現象）。烘烤可以驅除這些吸收的濕氣。
問：如何選擇正確的限流電阻值？
答：使用歐姆定律：R = (電源電壓 - LED的Vf) / LED電流。對於5V電源、典型Vf為2.4V、目標電流為20mA的情況：R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130歐姆。進行此計算時，務必使用規格書中的最大Vf值（2.4V），以確保在所有條件下電流都不會超過期望值。
10. 設計導入案例研究
考慮為一台網路交換器設計一個狀態指示燈面板，包含十個相同的橘色LED指示燈。為確保亮度均勻，設計師向供應商指定了Q級（71-112 mcd）。驅動電路使用5V電源軌設計。使用最大Vf 2.4V與目標電流18mA（略低於典型值以保留餘裕）計算串聯電阻：R = (5V - 2.4V) / 0.018A ≈ 144歐姆。選擇了標準的150歐姆、1%容差電阻。在PCB上佈置了十個相同的電路，每個都有其專屬的電阻。PCB焊墊遵循建議的焊墊尺寸。組裝廠使用提供的無鉛迴焊溫度曲線。組裝後，所有十個LED均在預期的Q級範圍內展現一致的亮度，驗證了使用獨立限流電阻與謹慎選擇分級的設計方法。
11. 工作原理
此LED基於半導體p-n接面的電致發光原理運作。主動區由AlInGaP組成。當施加超過二極體導通電壓（約2.0V）的順向電壓時，來自n型區域的電子與來自p型區域的電洞被注入主動區。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP合金的特定成分決定了能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）——在此案例中，約為605-611 nm的橘光。水清透鏡讓光以最小的散射離開封裝，從而產生高的軸向強度。
12. 技術趨勢
AlInGaP材料的應用代表了一種成熟、高效率的琥珀色、橘色與紅色LED技術。業界持續的趨勢包括持續推動更高的發光效率（每電瓦產生更多光輸出），以提升能源效率。同時也著重於增強色彩在溫度與操作壽命期間的穩定性。封裝趨勢旨在實現更小的外形尺寸，同時維持或改善熱效能以應對更高的驅動電流。此外，與智慧驅動器的整合，以及開發相容於更高溫無鉛焊接製程的LED，仍然是活躍的發展領域，以滿足不斷演變的環保法規與製造需求。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |