SMD 黃光擴散型 AlInGaP LED 規格書 - 120度視角 - 1.8-2.4V 順向電壓 - 72mW 功耗

1. 產品概述
1.1 核心優勢與目標市場
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
2.2 電氣與光學特性
3. 分級系統說明
3.1 順向電壓 (Vf) 分級
3.2 發光強度 (IV) 分級
3.3 主波長 (Wd) 分級
4. 性能曲線分析
4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
4.2 發光強度對順向電流
4.3 溫度依存性
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸與極性
5.2 建議 PCB 焊墊佈局
6. 焊接與組裝指南
6.1 紅外線迴焊溫度曲線
6.2 手工焊接
6.3 儲存與操作條件
6.4 清潔
7. 應用設計考量
7.1 驅動方式
7.2 熱管理
7.3 應用注意事項
8. 包裝與捲帶規格
9. 技術比較與差異化
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 峰值波長與主波長有何不同？
10.2 我可以持續以 30mA 驅動此 LED 嗎？
10.3 為何開封後進行迴焊有嚴格的時間限制？
11. 設計與使用案例研究
12. 工作原理

1. 產品概述

本文件詳述一款採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料以產生擴散型黃光輸出的表面黏著裝置 (SMD) 發光二極體 (LED) 規格。此元件專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，其微型封裝尺寸使其適用於廣泛電子設備中空間受限的應用。

1.1 核心優勢與目標市場

此 LED 的主要優勢包括符合有害物質限制 (RoHS) 指令、與自動化取放設備相容，以及適用於紅外線 (IR) 迴焊製程。它以業界標準的 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑捲盤上供應，便於大量生產。此元件已預處理至 JEDEC Level 3 濕度敏感等級標準。其目標應用涵蓋電信基礎設施、辦公室自動化設備、家電、工業控制面板及室內標誌。具體用途包括狀態指示燈、符號照明及前面板背光。

2. 深入技術參數分析

全面了解元件在標準條件下的操作極限與性能，對於可靠的電路設計至關重要。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。不保證在或超過這些極限下操作。所有數值均在環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。

功耗 (Pd)：72 mW。這是元件能以熱形式散發的最大允許功率。
峰值順向電流 (I_F(峰值))：80 mA。此電流僅在脈衝條件下允許，佔空比為 1/10，脈衝寬度為 0.1ms。
連續順向電流 (I_FF)：
30 mA DC。這是連續操作的最大建議電流。操作溫度範圍：
-40°C 至 +85°C。儲存溫度範圍：

-40°C 至 +100°C。

2.2 電氣與光學特性_F這些參數定義了元件在正常操作條件下的典型性能，除非另有說明，均在 Ta=25°C 及測試電流 (I

F_V) 20mA 下量測。發光強度 (I
V_)：範圍從最小值 140.0 mcd 到最大值 450.0 mcd。典型值在此範圍內。強度是使用近似於明視覺 (CIE) 人眼響應曲線的感測器與濾光片組合進行量測。視角 (2θ
1/2_P)：120 度 (典型)。此寬廣視角定義為發光強度降至軸向值一半時的全角，是擴散透鏡的結果，提供適用於指示燈應用的寬廣、均勻照明模式。
峰值發射波長 (λ_dP)：
約 592 nm (典型)。這是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長 (λ
D_F)：指定在 584.5 nm 至 594.5 nm 之間。這是人眼感知定義顏色 (黃色) 的單一波長，由 CIE 色度座標導出。
光譜線半寬度 (Δλ)：_R約 15 nm (典型)。這表示發射光的光譜純度或頻寬。順向電壓 (V_RF

)：

在 20mA 下範圍為 1.8 V (最小) 至 2.4 V (最大)。典型值在此範圍內。此參數對於驅動器設計和電源選擇至關重要。

逆向電流 (I_fR

)：_F當施加 5V 逆向電壓 (V

R) 時，最大值為 10 μA。必須注意，此元件並非設計用於逆向偏壓下操作；此測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統說明為確保生產一致性並讓設計師能選擇特性緊密分組的 LED，元件會根據關鍵參數進行分級。
3.1 順向電壓 (VF

) 分級_V單位為伏特 (V)，在 I

F_F= 20mA 下量測。每個分級的容差為 ±0.1V。

分級 D2：1.8V (最小) 至 2.0V (最大)
分級 D3：2.0V (最小) 至 2.2V (最大)
分級 D4：2.2V (最小) 至 2.4V (最大)
3.2 發光強度 (IV
) 分級單位為毫燭光 (mcd)，在 I

F_d= 20mA 下量測。每個分級的容差為 ±11%。

分級 R2：_F140.0 mcd 至 180.0 mcd

分級 S1：180.0 mcd 至 224.0 mcd
分級 S2：224.0 mcd 至 280.0 mcd
分級 T1：280.0 mcd 至 355.0 mcd
分級 T2：355.0 mcd 至 450.0 mcd

3.3 主波長 (W

) 分級

單位為奈米 (nm)，在 I_FF_F= 20mA 下量測。每個分級的容差為 ±1nm。_d分級 H：_F584.5 nm 至 587.0 nm_F分級 J：

587.0 nm 至 589.5 nm

分級 K：_V589.5 nm 至 592.0 nm_F分級 L：

592.0 nm 至 594.5 nm

4. 性能曲線分析

資料表包含典型的特性曲線，用以說明各參數之間的關係。這些曲線對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。

4.1 電流對電壓 (I-V) 特性

此曲線顯示順向電壓 (V

F

) 與順向電流 (I

F

) 之間的關係。對於 AlInGaP LED，此曲線通常是指數型的。設計師使用此曲線來確定所需操作電流所需的驅動電壓，並計算功耗 (P

= VF
* IF
)。4.2 發光強度對順向電流
此圖表描繪了光輸出 (IV

) 如何隨驅動電流 (I

F

) 變化。在建議的操作範圍內，關係通常是線性的，但在較高電流下會飽和。這對於設計需要透過電流控制亮度的電路至關重要。

4.3 溫度依存性通常會包含顯示順向電壓和發光強度隨環境溫度變化的曲線。發光強度通常隨著接面溫度升高而降低，而順向電壓則降低。此資訊對於在極端溫度環境下操作的應用至關重要。
5. 機械與封裝資訊5.1 封裝尺寸與極性

此元件符合業界標準的 SMD 封裝外形。詳細的機械圖紙指定了長度、寬度、高度、引腳間距及整體容差 (通常為 ±0.2mm)。封裝採用擴散透鏡以達到指定的 120 度視角。極性由陰極標記或元件焊墊圖形上的特定焊墊幾何形狀指示。

5.2 建議 PCB 焊墊佈局

提供焊墊圖形設計，以確保可靠的焊接和適當的熱管理。這包括建議的焊墊尺寸和間距，以防止焊錫橋接並確保在迴焊製程中具有牢固的機械結合。6. 焊接與組裝指南
6.1 紅外線迴焊溫度曲線提供符合 J-STD-020B 無鉛 (Pb-free) 焊接製程的建議溫度曲線。關鍵參數包括：
預熱溫度：150°C 至 200°C。

預熱時間：

最長 120 秒。

峰值溫度：

最高 260°C。

液相線以上時間：_F最長 10 秒 (建議不超過兩次迴焊循環)。

強調最佳曲線取決於特定的 PCB 設計、錫膏和迴焊爐，應據此進行特性分析。

6.2 手工焊接

若需手工焊接，應遵守以下限制：

烙鐵溫度：

最高 300°C。

焊接時間：

每個焊點最長 3 秒。此操作應僅執行一次。

6.3 儲存與操作條件_F正確的儲存對於防止吸濕至關重要，吸濕可能在迴焊過程中導致 "爆米花效應" (封裝破裂)。_V密封包裝：_d儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度 (RH)。請在一年內使用。

開封包裝：

儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH。元件應在暴露後 168 小時 (7 天) 內進行迴焊。如需更長時間儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣乾燥櫃。

烘烤：_P若暴露超過 168 小時，在組裝前應以約 60°C 烘烤至少 48 小時以去除濕氣。_d6.4 清潔

若需進行焊後清潔，僅使用指定的溶劑。建議在室溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。未指定的化學品可能會損壞 LED 封裝。

7. 應用設計考量

7.1 驅動方式

LED 是電流驅動裝置。為確保驅動多個 LED 時亮度均勻，應將其與限流電阻串聯，或更佳的是由恆流源驅動。不建議將 LED 直接並聯，因為順向電壓 (V

F

) 的差異可能導致顯著的電流不平衡和亮度不均。7.2 熱管理

雖然功耗相對較低 (最大 72mW)，但 PCB 上適當的熱設計仍然很重要，特別是在高環境溫度或接近最大電流下操作時。過高的接面溫度將降低光輸出並縮短元件壽命。確保焊墊周圍有足夠的銅面積有助於散熱。

7.3 應用注意事項

本產品適用於標準商業和工業電子設備。對於要求極高可靠性或故障可能危及安全的應用，例如航空、醫療生命維持或交通控制系統，需要特別諮詢。設計師必須遵守所有絕對最大額定值和建議操作條件。

8. 包裝與捲帶規格

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。

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