SMD LED 擴散式透鏡雙色（紅/綠）LED - 封裝尺寸 - 順向電壓 1.8-2.4V - 功耗 72mW - 繁體中文規格書

1. 產品概述

本文件詳述一款採用表面黏著技術（SMD）的發光二極體（LED）規格，其特點是在單一封裝內整合了雙色（紅色與綠色）配置。此元件採用擴散式透鏡，有助於實現更寬廣且均勻的光線分佈，使其非常適合需要指示燈功能或具備顏色區分的背光應用。該LED的兩種顏色晶片均採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）技術製造，以其高效率和亮度著稱。其設計兼容自動化取放設備與標準紅外線迴焊製程，符合現代電子製造流程。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。這些數值是在環境溫度（Ta）為25°C下指定的。對於紅色與綠色晶片，連續直流順向電流額定值為30 mA。適用於脈衝條件（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）的峰值順向電流為80 mA。最大允許逆向電壓為5 V。每個晶片的總功耗為72 mW。此元件額定工作溫度範圍為-40°C至+85°C，並可在-40°C至+100°C的環境中儲存。

2.2 電氣與光學特性

關鍵性能參數是在Ta=25°C及標準測試電流（IF）20 mA下量測的。

• 發光強度（Iv）：紅色晶片的最小發光強度為112.0 mcd，最大值為280.0 mcd。綠色晶片的最小值為71.0 mcd，最大值為224.0 mcd。未指定典型值，表示性能是透過分級來管理的。
• 視角（2θ1/2）：典型全視角為120度，這意味著發光強度降至軸上值一半的離軸角度為60度。此寬視角是擴散式透鏡的特性。
• 波長：紅色晶片的典型峰值發射波長（λP）為639 nm，主波長（λd）為631 nm。綠色晶片的典型λP為574 nm，λd為571 nm。紅色光譜線半寬（Δλ）為20 nm，綠色為15 nm。
• 順向電壓（VF）：在20 mA電流下，兩種顏色的順向電壓範圍從最小值1.8 V到最大值2.4 V，並註明容差為±0.1 V。
• 逆向電流（IR）：當施加5 V逆向電壓（VR）時，最大逆向電流為10 μA。

3. 分級系統說明

為確保應用中的一致性，LED會根據其發光強度進行分級。這讓設計師能夠選擇符合特定亮度要求的元件。

3.1 紅色分級

紅色晶片的發光強度分為四個等級：R1（112.0-140.0 mcd）、R2（140.0-180.0 mcd）、S1（180.0-224.0 mcd）和S2（224.0-280.0 mcd）。

3.2 綠色分級

綠色晶片使用五個等級：Q1（71.0-90.0 mcd）、Q2（90.0-112.0 mcd）、R1（112.0-140.0 mcd）、R2（140.0-180.0 mcd）和S1（180.0-224.0 mcd）。每個強度等級均適用±11%的容差。

4. 性能曲線分析

規格書中引用了典型的電氣與光學特性曲線。雖然文中未提供具體圖表，但此類曲線通常說明順向電流與順向電壓的關係（IV曲線）、發光強度隨順向電流的變化、順向電壓和發光強度的溫度依賴性，以及光譜功率分佈。分析這些曲線對於理解元件在非標準條件（例如不同驅動電流或環境溫度）下的行為至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 元件尺寸與接腳定義

此LED符合EIA標準封裝外型。具體尺寸圖請參閱相關圖面。雙色LED的接腳定義如下：接腳1和2分配給紅色晶片，接腳3和4分配給綠色晶片。所有尺寸單位均為毫米，除非另有說明，一般公差為±0.2 mm。

5.2 帶裝與捲盤包裝

元件以8mm載帶包裝於7英吋直徑的捲盤上供應，兼容自動化組裝。每捲包含2000顆元件。包裝遵循EIA-481-1-B規範。注意事項指明空穴位已密封，剩餘物料的最小訂購量為500顆，且每捲最多允許連續缺失兩個元件。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

對於無鉛焊接製程，建議採用符合J-STD-020B標準的紅外線迴焊溫度曲線。關鍵參數包括預熱溫度150-200°C、預熱時間最長120秒、峰值溫度不超過260°C，以及液相線以上（或峰值）時間最長10秒。迴焊最多應執行兩次。

6.2 手工焊接

若使用烙鐵，烙鐵頭溫度不應超過300°C，且每個接腳的焊接時間應限制在最長3秒內。手工焊接僅應執行一次。

6.3 儲存與處理

對於未開封且內含乾燥劑的防潮袋，LED應儲存在≤30°C且≤70% RH的環境中，並在一年內使用。一旦開封，儲存環境應為≤30°C且≤60% RH。從原始包裝中取出的元件應在168小時內進行紅外線迴焊。若儲存時間超過此期限，建議在組裝前以約60°C烘烤至少48小時。

6.4 清潔

若需清潔，僅應使用指定的溶劑，如乙醇或異丙醇。LED應在常溫下浸泡少於一分鐘。必須避免使用未指定的化學品，因其可能損壞封裝。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

此雙色LED非常適合用於狀態指示燈、電源/充電指示燈、需要雙色狀態（例如開/關、運作/待機、進行/等待）的圖示或符號背光，以及消費性電子產品顯示器。其擴散式透鏡使其成為需要寬視角及柔和、不刺眼光線應用的理想選擇。

7.2 設計考量

驅動方式：LED是電流驅動元件。為確保亮度均勻，特別是在多個LED並聯時，必須為每個LED或每個顏色通道串聯一個限流電阻。電阻值需根據電源電壓（Vcc）、所需的順向電流（IF，通常為20 mA）以及LED的順向電壓（VF）計算：R = (Vcc - VF) / IF。

熱管理：雖然功耗相對較低，但確保PCB佈局有足夠的散熱空間是良好的做法，特別是在高環境溫度下或接近最大額定值驅動時。

極性與放置：根據接腳定義圖正確放置方向至關重要。應遵循建議的PCB焊墊佈局，以確保正確焊接和機械穩定性。

8. 技術比較與差異化

此元件的關鍵差異化特點包括其單一SMD封裝內的雙色功能，相較於使用兩個獨立LED節省了電路板空間。與某些其他用於紅色和琥珀色的材料系統相比，採用AlInGaP技術通常能提供更高的效率和更好的溫度性能穩定性。擴散式透鏡提供的120度視角確保了更廣泛的可視性。符合RoHS規範以及與無鉛迴焊製程的兼容性，使其適合現代注重環保的製造。

9. 常見問題（FAQ）

問：我可以同時驅動紅色和綠色晶片來產生黃色/橙色光嗎？

答：雖然在電氣上是可行的，但透過驅動兩個晶片來混色需要精確的電流控制以達到特定的色度。規格書並未提供混色規格，因此結果可能有所不同。若需專用的混色功能，建議使用具有特徵化色座標的專用RGB LED。

問：峰值波長與主波長有何不同？

答：峰值波長（λP）是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長（λd）則是從CIE色度圖推導而來，代表與LED感知顏色相匹配的光譜單一波長。在顯示應用中，λd對於顏色規格更為相關。

問：我該如何為我的應用選擇正確的分級？

答：請根據您的設計在最壞情況下（例如最大順向電壓、高溫）所需的最低亮度來選擇分級。使用具有較高最低強度的分級可以提供設計餘裕。透過指定單一分級代碼，可以確保產品中多個單元的一致性。

10. 實際應用案例

情境：可攜式裝置的雙狀態指示燈

在一款手持式醫療監測器中，此LED可用於指示電池狀態。當電池充電時，綠色LED亮起。當電池電量低時，紅色LED亮起。微控制器GPIO接腳可以透過一個帶有串聯電阻的簡單電晶體開關電路來控制每種顏色。寬視角確保從各個角度都能看到狀態。設計必須考慮順向電壓的差異，並確保如果從同一電壓軌驅動，需為每種顏色單獨計算限流電阻，儘管在此案例中它們的VF範圍相似。

11. 工作原理簡介

AlInGaP LED的發光基於電致發光原理。當順向電壓施加於p-n接面時，電子和電洞被注入主動區。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。發射光的特定波長（顏色）由主動區半導體材料的能隙決定。一個通常由環氧樹脂或矽膠與散射粒子製成的擴散式透鏡被模塑在晶片上方。此透鏡散射光線，將發射模式從窄光束擴展為寬廣、類似朗伯分佈的圖形，從而增加有效視角。

12. 技術趨勢

SMD指示燈LED的總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）發展，允許在更低電流下達到相同亮度，從而降低功耗和熱量產生。同時，在保持或改善光學性能的同時，也推動著小型化。在惡劣環境條件（溫度、濕度）下增強可靠性是持續關注的焦點。此外，在標準封裝尺寸內整合多種顏色，甚至內建控制IC（如可定址RGB LED）正變得越來越普遍，為PCB上的單位面積提供了更多功能。