紅色LED 0402規格書 - 1.0x0.5x0.4mm - 順向電壓1.6-2.4V - 功率48mW - 技術資料表

1. 產品概述

1.1 一般說明

此LED為採用紅色晶片製造的表面貼裝紅色發光二極體。封裝尺寸為1.0 mm x 0.5 mm x 0.4 mm，適合緊湊設計。它提供寬廣的視角，並兼容標準SMT組裝製程。該元件設計用於通用指示器與顯示應用。

1.2 特性

• 極寬的140度視角。
• 適用於所有SMT組裝與焊接製程。
• 濕度敏感等級：Level 3（根據JEDEC標準）。
• 符合RoHS規範，不含有害物質。

1.3 應用

• 消費性電子產品中的光學指示器。
• 開關與符號背光。
• 一般電子標誌與顯示模組。

2. 技術參數

2.1 電氣與光學特性（於Ts=25°C，IF=5mA）

以下為在5 mA順向電流與25°C環境溫度下量測的主要電氣與光學參數：

• 光譜半頻寬：15 nm（典型值）。此數值表示在最大強度一半時的發射頻譜寬度。
• 順向電壓（VF）：分為8個區間，範圍從1.6V至2.4V，間隔0.1V。分檔包括A1(1.6-1.7V)、A2(1.7-1.8V)、B1(1.8-1.9V)、B2(1.9-2.0V)、C1(2.0-2.1V)、C2(2.1-2.2V)、D1(2.2-2.3V)、D2(2.3-2.4V)。
• 主波長（λD）：提供三種分檔：F00 (625-630 nm)、G00 (630-635 nm)、H00 (635-640 nm)。
• 發光強度（IV）：分為六種分檔：A00 (8-12 mcd)、B00 (12-18 mcd)、C00 (18-28 mcd)、D00 (28-43 mcd)、E00 (43-65 mcd)、F00 (65-100 mcd)。
• 視角（2θ1/2）：140度（典型值），提供寬廣的輻射模式。
• 反向電流（IR）：在反向電壓VR=5V時，最大值為10 μA。
• 熱阻（RTHJ-S）：最大值450 °C/W，表示接面至焊點的熱阻。

2.2 絕對最大額定值

為避免損壞，LED不得超出以下限制操作：

• 功率耗散（Pd）：48 mW。
• 順向電流（IF）：20 mA 連續。
• 峰值順向電流（IFP）：60 mA（脈衝寬度0.1 ms，佔空比1/10）。
• 靜電放電（ESD, HBM）：2000 V。
• 工作溫度（Topr）：-40 至 +85 °C。
• 儲存溫度（Tstg）：-40 至 +85 °C。
• 接面溫度（Tj）：95 °C。

3. 分檔系統

3.1 電壓分檔

透過分檔嚴格控制順向電壓，以確保在串聯和並聯電路中性能一致。共有八個電壓分檔，範圍從1.6V至2.4V，每個分檔涵蓋0.1V區間。分檔代碼為A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1和D2。

3.2 波長分檔

主波長分為三組以滿足特定顏色需求：F00（625-630 nm，深紅色）、G00（630-635 nm，標準紅色）和H00（635-640 nm，略微偏長的紅色）。

3.3 發光強度分檔

發光強度分為六個分檔，以提供亮度選擇的靈活性。分檔從A00（最低）到F00（最高），數值範圍從8 mcd到100 mcd。

4. 性能曲線

4.1 順向電壓 vs 順向電流

曲線呈現對數關係：隨著順向電流增加，順向電壓也逐漸增加。在5 mA時，典型電壓約為1.8-2.0 V，視分檔而定。

4.2 順向電流 vs 相對強度

相對光輸出隨順向電流增加而增加。曲線在20 mA以內接近線性，表示在典型驅動電流下具有良好的效率。

4.3 接腳溫度 vs 相對強度

隨著接腳溫度上升，相對強度下降。在85°C時，強度可能降至25°C時數值的約80-90%，視電流而定。

4.4 接腳溫度 vs 順向電流

較高溫度需要降低順向電流額定值，以避免超過最大接面溫度。

4.5 順向電流 vs 主波長

增加順向電流會導致主波長略微偏移，通常向較長波長位移數奈米。

4.6 相對強度 vs 波長

發射頻譜在625-640 nm附近有一個峰值，半寬度為15 nm，提供窄頻紅色光。

4.7 輻射模式

輻射圖顯示140度的寬廣角度，使LED適用於指示應用的廣面積照明。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED封裝尺寸為1.0 mm × 0.5 mm × 0.4 mm（長×寬×高）。頂視圖顯示兩個電極：陽極和陰極。底視圖顯示不同尺寸的焊墊，便於辨識。極性以頂部的缺口或圓點標記。

5.2 極性與焊接圖案

推薦的焊接圖案包括兩個焊墊：一個用於陽極（較大），一個用於陰極（較小）。正確對齊可確保極性正確。佈局尺寸在資料表中提供：每個焊墊0.6 mm，間距0.5 mm。

5.3 編帶與捲盤尺寸

載帶使用8 mm寬度，元件槽間距為2.00 mm。捲盤直徑為178 mm，寬度為8.0 mm。每盤包含4000個元件。

6. 焊接與組裝指南

6.1 SMT回流焊接

推薦的回流曲線包含：升溫速率最高3°C/s，預熱從150°C到200°C持續60-120秒，然後升溫至峰值溫度260°C（最大）持續10秒。冷卻速率最高6°C/s。從25°C到峰值的總時間不應超過8分鐘。

6.2 手工焊接

若需手工焊接，請使用溫度低於300°C的烙鐵，並在3秒內完成焊接。每個LED僅允許一次手工焊接操作。

6.3 維修與重工

不建議在焊接後進行維修。若無法避免，請使用雙頭烙鐵並確認LED特性未受影響。冷卻期間避免機械應力。

6.4 一般注意事項

請勿將LED安裝在彎曲的PCB區域。焊接後，請勿彎曲電路板或施加振動。回流後不允許快速冷卻。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤

標準包裝為每盤4000個，使用8 mm載帶。載帶具有送料孔和上蓋帶。捲盤標示有料號、批號、分檔代碼、數量和日期。

7.2 防潮包裝

LED以防潮袋搭配乾燥劑出貨，以維持低濕度。MSL Level 3要求在開封後，若儲存於≤30°C/60%RH環境，必須在168小時內使用。若超過時限，需在60°C下烘烤24小時。

7.3 可靠性測試摘要

該產品已通過標準可靠性測試，包括回流焊接（260°C，10秒，2次循環）、溫度循環（-40°C至100°C，100次循環）、熱衝擊（-40°C/100°C，300次循環）、高溫儲存（100°C，1000小時）、低溫儲存（-40°C，1000小時）以及壽命測試（25°C，5mA，1000小時）。失效判定標準定義為VF漂移>10%、IR >2倍極限或強度下降>30%。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

對於指示應用，應使用串聯限流電阻。例如，在5V電源和5mA電流下，約640Ω的電阻（用於VF≈1.8V）是合適的。如需更高亮度，可在適當的熱管理下驅動至20mA。

8.2 ESD保護

LED的ESD耐壓為2000V（HBM）。但在處理和組裝期間，建議採取標準的ESD預防措施（接地、腕帶、離子風機）。

8.3 熱設計

雖然熱阻相對較高（450°C/W），但低功率耗散意味著熱量可控。確保良好的焊點接觸，並避免將LED放置在高功率熱源附近。

9. 技術比較

9.1 與標準0402紅色LED的比較

與典型的120°元件相比，此LED提供更寬廣的視角（140°）。嚴格的選擇性分檔可實現更好的顏色和亮度一致性。2 kV的ESD額定值高於許多標準LED（通常為1 kV）。熱阻與類似封裝相當。

10. 常見問題

10.1 建議的順向電流是多少？

典型測試電流為5 mA，但LED可連續驅動至20 mA。脈衝操作時，可在10%佔空比下達60 mA。

10.2 開封後應如何儲存LED？

儲存於≤30°C及≤60% RH環境。在168小時內使用。若未使用，使用前在60°C下烘烤24小時。

10.3 這些LED可以用於戶外應用嗎？

工作溫度範圍為-40至+85°C，若妥善防護濕氣和機械應力，適用於許多戶外應用。

11. 實際應用範例

11.1 智慧型手機殼上的狀態指示燈

使用0402紅色LED指示充電狀態。在5 mA驅動下，提供足夠的可視性。寬廣的視角確保從各個角度都能看到指示燈。

11.2 汽車中控台的背光按鍵

多個0402 LED放置在符號後方，提供均勻的紅色背光。緊湊的尺寸允許密集排列。

12. 工作原理

12.1 紅色LED工作原理

LED基於由紅光發射材料（通常為AlGaInP或GaAsP）製成的半導體接面。施加順向偏壓時，電子與電洞在主動區復合，發射能量對應於紅光波長範圍（625-640 nm）的光子。強度與電流成正比。晶片封裝在透明環氧樹脂或矽膠封裝中，將光導向外部。

13. 發展趨勢

13.1 小型化與更高效率

LED封裝的趨勢是朝向更小的佔位面積，如0402甚至0201，同時不犧牲亮度或可靠性。晶片設計與螢光粉技術（用於白光LED）的進步持續提升效率。對於紅色LED，改良的AlGaInP結構已帶來更高的發光效率和更好的溫度穩定性。未來的發展可能包括在小型封裝中整合ESD保護和更高功率能力。