SMD LED 0201 綠色規格書 - 尺寸 0.6x0.3x0.25mm - 電壓 2.8-3.8V - 功率 80mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明一款採用 0201 封裝尺寸的微型表面黏著裝置 (SMD) 發光二極體 (LED) 的規格。這些 LED 專為自動化印刷電路板 (PCB) 組裝而設計，非常適合空間受限的應用。此元件採用 InGaN (氮化銦鎵) 技術來產生綠光。

1.1 產品特點

• 符合 RoHS (危害性物質限制指令) 規範。
• 包裝於 12mm 載帶上，並捲繞於 7 英吋直徑的捲盤，便於自動化處理。
• 標準 EIA (電子工業聯盟) 封裝外型。
• 輸入端相容於積體電路 (IC) 邏輯位準。
• 設計用於相容自動化取放組裝設備。
• 適用於紅外線 (IR) 迴焊製程。
• 預先處理以符合 JEDEC (聯合電子裝置工程委員會) 濕度敏感等級 3 之要求。

1.2 應用領域

此 LED 適用於各種電子設備中廣泛的指示燈與背光功能，包括：

• 通訊設備 (例如：無線電話、行動電話)。
• 辦公室自動化設備 (例如：筆記型電腦)。
• 家用電器。
• 工業控制系統。
• 網路設備。
• 室內標誌與符號照明。
• 前面板狀態指示燈與背光。

2. 封裝尺寸與機械資訊

LED 封裝於微型 0201 封裝內。透鏡為水色透明。所有尺寸圖與公差詳見原始規格書圖表。重要註記包括：

• 所有尺寸單位為公釐，括號內為英吋。
• 除非圖面另有註明，標準公差為 ±0.2 mm (±0.008")。

3. 技術參數與特性

3.1 絕對最大額定值

額定值於環境溫度 (Ta) 25°C 下指定。超過這些數值可能導致永久性損壞。

• 功率消耗 (Pd)：80 mW
• 峰值順向電流 (IFP)：100 mA (於 1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度下)
• 連續順向電流 (IF)：20 mA
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C

3.2 電氣與光學特性

典型性能於 Ta=25°C 及指定測試條件下量測。

• 發光強度 (Iv)：280 - 710 mcd (典型值，於 IF=20mA)。使用近似 CIE 明視覺響應之感測器/濾光片量測。
• 視角 (2θ1/2)：110 度 (典型值)。定義為強度降至軸向值一半時的全角。
• 峰值發射波長 (λp)：518 nm (典型值)。公差為 ±1 nm。
• 主波長 (λd)：520 - 535 nm (於 IF=20mA)。由 CIE 色度座標導出。
• 光譜線半寬度 (Δλ)：35 nm (典型值)。
• 順向電壓 (VF)：2.8 - 3.8 V (於 IF=20mA)。公差為 ±0.1 V。
• 逆向電流 (IR)：最大 10 μA (於 VR=5V)。此元件並非設計用於逆向偏壓操作。

3.3 建議的紅外線迴焊溫度曲線

建議採用符合 J-STD-020B 無鉛製程標準的迴焊溫度曲線。關鍵參數包括峰值溫度不超過 260°C。詳細的溫度對時間圖表請參閱原始文件。

4. 分級系統

元件根據關鍵參數進行分級，以確保應用中的一致性。

4.1 順向電壓 (VF) 分級

於 IF=20mA 下分級。每級公差為 ±0.10V。
分級範例：D7 (2.8-3.0V)、D8 (3.0-3.2V)、D9 (3.2-3.4V)、D10 (3.4-3.6V)、D11 (3.6-3.8V)。

4.2 發光強度 (Iv) 分級

於 IF=20mA 下分級。每級公差為 ±11%。
分級範例：T1 (280-355 mcd)、T2 (355-450 mcd)、U1 (450-560 mcd)、U2 (560-710 mcd)。

4.3 主波長 (WD) 分級

於 IF=20mA 下分級。每級公差為 ±1 nm。
分級範例：AP (520.0-525.0 nm)、AQ (525.0-530.0 nm)、AR (530.0-535.0 nm)。

5. 性能曲線分析

規格書包含典型特性曲線 (除非註明，否則為 25°C)，例如：
- 相對發光強度 vs. 順向電流。
- 順向電壓 vs. 順向電流。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度。
- 光譜分佈 (相對強度 vs. 波長)。
這些曲線對於理解元件在不同操作條件下的行為至關重要，例如隨著電流或溫度增加而降低的強度。

6. 使用指南與操作

6.1 清潔

僅使用指定的清潔劑。必要時，可於常溫下浸泡於乙醇或異丙醇中少於一分鐘。使用未指定的化學品可能會損壞封裝。

6.2 建議的 PCB 焊墊佈局

提供焊墊圖案，適用於紅外線或氣相迴焊，以確保焊點形成與對位正確。

6.3 包裝：載帶與捲盤

LED 以壓紋載帶搭配保護蓋帶供應。關鍵規格：
- 載帶寬度：12 mm。
- 捲盤直徑：7 英吋。
- 每捲數量：4000 顆。
- 零散訂單最小數量：500 顆。
- 符合 ANSI/EIA-481 規範。
包含載帶凹槽與捲盤的詳細尺寸圖。

7. 重要注意事項與應用說明

7.1 預期應用

這些 LED 專為一般電子設備設計。未經事先諮詢與特定認證，不建議用於故障可能危及生命或健康的安全關鍵應用 (例如：航空、醫療生命維持系統)。

7.2 儲存條件

密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤70% 相對濕度。請於打開防潮袋後一年內使用。
已開封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤60% 相對濕度。對於暴露超過 168 小時的元件，建議在焊接前以約 60°C 烘烤至少 48 小時。如需長期儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。

7.3 焊接指南

迴焊：
- 預熱：150-200°C。
- 預熱時間：最大 120 秒。
- 峰值溫度：最大 260°C。
- 液相線以上時間：最大 10 秒 (最多兩次迴焊循環)。
手動焊接 (烙鐵)：
- 烙鐵溫度：最大 300°C。
- 每支接腳焊接時間：最大 3 秒 (僅限一次)。
遵循 JEDEC 溫度曲線限制與焊膏製造商建議對於可靠性至關重要。

8. 設計考量與技術見解

8.1 電流限制

絕對最大連續順向電流為 20 mA。電路設計中必須始終使用串聯限流電阻，以防止超過此值，該電阻值需根據電源電壓與 LED 的順向電壓 (VF) 計算。使用典型 VF 進行計算可作為起點，但以最大 VF 進行設計可確保電流絕不超限。

8.2 熱管理

由於功率消耗限制為 80 mW，熱考量非常重要，特別是在高密度佈局或高環境溫度下。顯示發光強度與環境溫度關係的降額曲線表明，隨著溫度升高，輸出會顯著下降。確保足夠的 PCB 銅箔面積用於散熱，並避免靠近其他發熱元件放置，有助於維持性能與使用壽命。

8.3 光學設計

寬廣的 110 度視角使此 LED 適合需要廣泛可見度的應用。對於更聚焦的照明，可能需要外部透鏡或導光板。搭配綠色 InGaN 晶片的水色透明透鏡可提供由其主波長分級定義的飽和色點。

8.4 分級以確保一致性

對於需要多個 LED 之間顏色或亮度均勻的應用 (例如：背光陣列)，指定嚴格的主波長 (WD) 和發光強度 (Iv) 分級至關重要。混合範圍兩端的分級可能導致可見的顏色或亮度不匹配。

9. 比較與選擇情境

0201 封裝代表最小標準化 SMD LED 佔位面積之一，可實現超小型化設計。與 0402 或 0603 等較大封裝相比，0201 LED 由於其尺寸，通常具有較低的最大額定電流和光輸出，但提供了最小的可能佔位面積和高度。用於綠光的 InGaN 技術比 GaP (磷化鎵) 等舊技術提供更高的效率和更好的色彩飽和度。

10. 常見問題 (基於參數)

問：我可以將此 LED 驅動在 30 mA 以獲得更高亮度嗎？
答：不行。絕對最大連續順向電流為 20 mA。超過此額定值有導致災難性故障的風險，並使可靠性規格失效。

問：順向電壓範圍是 2.8-3.8V。我該如何選擇電阻值？
答：請使用規格書中的最大 VF (3.8V) 來設計您的限流電路，以確保在最壞情況下電流絕不超過 20 mA，即使您收到來自較低電壓分級的 LED。

問：打開捲盤後，這些 LED 可以儲存多久？
答：為獲得最佳焊接效果，請在暴露於環境工廠條件 (<30°C/60% RH) 後的 168 小時 (7 天) 內完成紅外線迴焊。如果暴露時間超過此限，建議在 60°C 下烘烤 48 小時，以去除吸收的水分並防止迴焊過程中發生 "爆米花效應"。

問：此 LED 是否適用於汽車儀表板照明？
答：操作溫度範圍 (-40°C 至 +85°C) 涵蓋許多汽車內部應用。然而，汽車應用通常需要特定的 AEC-Q102 認證，此通用規格書中並未說明。必須諮詢製造商以獲取汽車級產品。

11. 技術原理與趨勢

原理：此 LED 基於 InGaN 半導體材料。當施加順向電壓時，電子和電洞在主動區複合，以光子形式釋放能量。InGaN 合金的特定成分決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長 (顏色)，在此例中為綠色。

趨勢：光電產業持續朝向更小的封裝尺寸 (如 0201 和 01005)、更高的發光效率 (每瓦更多光輸出) 以及更高的可靠性發展。同時，為了滿足高解析度顯示器和一致美學照明的需求，顏色和強度的分級也趨向更嚴格。此外，在封裝內整合驅動電子和智慧控制是一個持續發展的領域。