SMD LED 綠色擴散型 120° 視角 - 3.2x1.6x1.1mm - 3.3V - 80mW - 繁體中文規格書

1. 產品概述

本文件詳述一款採用擴散透鏡與InGaN（氮化銦鎵）技術以產生綠光的表面黏著裝置（SMD）發光二極體（LED）之規格。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計，非常適合各種電子設備中空間受限的應用。其主要功能是作為消費性、工業及通訊設備中的狀態指示器、信號燈或前面板背光。

此LED以8mm載帶包裝，捲繞於直徑7英吋的捲盤上，便於高速取放組裝製程。它符合產業標準，包括RoHS（有害物質限制指令），並相容於紅外線（IR）迴焊製程，適用於現代無鉛生產線。

1.1 主要特色

• 符合RoHS規範的組成。
• 以8mm載帶包裝於7英吋捲盤，適用自動化組裝。
• 標準EIA封裝尺寸。
• 邏輯位準相容（I.C.相容）的驅動需求。
• 設計用於相容自動貼裝設備。
• 可承受紅外線迴焊溫度曲線。
• 預處理至JEDEC濕度敏感等級3。

1.2 目標應用

• Telecommunication equipment (e.g., cordless/cellular phones).
• 辦公室自動化設備（例如：筆記型電腦、網路系統）。
• 家電與室內看板。
• 工業設備狀態指示器。
• 通用信號與符號照明燈具。
• 前面板背光。

2. 封裝尺寸與機械資訊

此LED符合標準SMD封裝外型。關鍵尺寸包括本體長約3.2mm、寬約1.6mm、高約1.1mm，公差為±0.2mm（除非另有規定）。元件配備擴散透鏡，可拓寬光線發射模式，且陽極/陰極端子標示清晰，以確保正確的PCB方向。文件提供建議的PCB焊接墊布局，以確保在迴焊製程中形成最佳焊點與熱管理。

3. 深入技術參數分析

3.1 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極限。操作應始終維持在此範圍內。

• 功耗（Pd）：80 mW。此為元件在環境溫度（Ta）25°C下，能以熱形式消散的最大功率。
• 峰值順向電流（I_FP）：100 mA。此為最大瞬時順向電流，僅允許在脈衝條件下（1/10工作週期，0.1ms脈衝寬度）以防止過熱。
• 連續順向電流（I_F）：20 mA。此為建議用於可靠連續操作的最大直流電流。
• 操作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。元件在此範圍內儲存不會劣化。

3.2 電氣與光學特性

這些參數在Ta=25°C且I_F=20mA的條件下量測，代表典型操作條件。

• 發光強度（I_V）：355 - 1120 mcd（毫燭光）。光輸出使用經過濾波以匹配人眼明視覺反應的感測器量測。寬廣的範圍透過分級系統管理。
• 視角（2θ_1/2）：120度（典型值）。此為發光強度降至其軸向峰值一半時的總角度。擴散透鏡創造了此寬廣、均勻的視角模式。
• 峰值發射波長（λ_P）：523 nm（典型值）。此為光譜功率分佈達到最大值的波長。
• 主波長（λ_d）：520 - 535 nm。此為人眼感知、定義LED顏色（綠色）的單一波長，源自CIE色度圖。
• 光譜線半寬度（Δλ）：25 nm（典型值）。此參數表示光譜純度；25nm的值是基於InGaN的綠色LED之特徵。
• 順向電壓（V_F）：3.3V（典型值），3.8V（最大值）。在20mA驅動下，LED兩端的電壓降。
• 逆向電流（I_R）：10 μA（最大值），條件為V_R=5V。此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅供測試用途。

4. 分級系統說明

為確保應用的一致性，LED根據關鍵參數進行分類（分級）。設計師可指定分級以符合其對顏色與亮度均勻度的要求。

4.1 順向電壓（V_f）等級

在I_F=20mA條件下分級。每級公差為±0.1V。

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（I_V）等級

在I_F=20mA條件下分級。每級公差為±11%。

分級範例：T2（355-450 mcd）、U1（450-560 mcd）、U2（560-710 mcd）、V1（710-900 mcd）、V2（900-1120 mcd）。

4.3 主波長（W_d）等級

在I_F=20mA條件下分級。每級公差為±1nm。

分級範例：AP（520-525 nm）、AQ（525-530 nm）、AR（530-535 nm）。

5. 性能曲線分析

典型特性曲線提供了元件在不同條件下行為的深入見解。這些包括順向電流（I_F）與順向電壓（V_F）之間的關係，此關係呈指數性，對於設計限流電路至關重要。發光強度與順向電流的關係在操作範圍內大致呈線性，但在較高電流下可能因熱效應而飽和。發光強度的溫度依賴性顯示，隨著接面溫度升高，輸出會降低，這是高功率或高密度應用中熱管理的關鍵因素。光譜分佈曲線以523nm的峰值波長為中心，並具有指定的半寬度。

6. 組裝與操作指南

6.1 焊接製程

此元件相容於無鉛製程的紅外線（IR）迴焊。建議的溫度曲線符合J-STD-020B標準，包括預熱階段（150-200°C，最長120秒）、峰值溫度不超過260°C，以及液相線以上時間（TAL）最長10秒。焊接應限制在最多兩次迴焊循環。對於手動維修，可使用最高300°C的烙鐵，時間不超過3秒，且僅限一次。務必遵守焊膏製造商的規格。

6.2 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的醇類溶劑，如乙醇或異丙醇。LED應在常溫下浸泡少於一分鐘。未指定的化學品可能損壞環氧樹脂封裝。

6.3 儲存與濕度敏感性

作為濕度敏感等級3（MSL3）元件，在密封防潮袋開啟後，於≤30°C/60% RH的條件下，其車間壽命為168小時（1週）。若需在此期限後或原始包裝外儲存，在進行迴焊前需以60°C烘烤至少48小時，以防止焊接過程中發生爆米花效應裂痕。對於長期袋外儲存，請使用帶有乾燥劑的密封容器或氮氣環境。

7. 包裝與捲盤規格

LED以寬度8mm的凸紋載帶供應。載帶捲繞於標準直徑7英吋（178mm）的捲盤上。每捲包含2000顆元件。載帶配有覆蓋帶以密封元件口袋。包裝符合ANSI/EIA-481規範。捲盤上允許連續缺失元件的最大數量為兩個。

8. 應用設計考量

8.1 驅動電路設計

LED是電流驅動裝置。為確保一致的亮度與使用壽命，必須使用恆流源或與電壓源串聯的限流電阻。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用典型的V_F值3.3V、期望的I_F值20mA以及5V電源，R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω。標準的82Ω或100Ω電阻是合適的。當並聯多個LED時，強烈建議為每個LED使用獨立的限流電阻，以防止因V_F.

的自然差異而導致的電流不均。

8.2 熱管理

雖然功耗相對較低（80mW），但PCB上的有效熱設計仍然重要，特別是在高環境溫度或密閉空間中。建議的PCB焊墊布局有助於散熱。確保熱墊周圍有足夠的銅面積，並可能使用熱導孔，有助於維持較低的接面溫度，從而保持光輸出與元件壽命。

8.3 光學整合

120度擴散視角提供了寬廣、柔和的光線發射模式，適用於需要從多角度可見的指示器應用。對於導光板或背光應用，透鏡的擴散特性可能需要特定的光學設計以達到期望的均勻度。由其主波長分級定義的綠色，適用於狀態指示器（例如：電源開啟、運作模式）以及需要顏色區分的通用照明。

9. 可靠度與操作注意事項

本產品適用於標準商業與工業電子設備。對於需要極高可靠度且故障可能危及安全的應用（例如：航空、醫療生命維持、交通控制），在設計採用前必須進行特定的資格認證並諮詢製造商。此元件並非設計用於逆向偏壓條件下操作。超過絕對最大額定值，特別是順向電流或功耗，將加速劣化並可能導致災難性故障。

10. 技術與市場背景

10.1 基礎技術原理

此LED基於InGaN（氮化銦鎵）半導體材料。當施加順向電壓時，電子與電洞在半導體的主動區域復合，以光子形式釋放能量。合金中銦與鎵的特定比例決定了能隙能量，從而決定了發射光的波長，在本例中為綠色光譜（約523nm）。擴散透鏡由環氧樹脂或矽膠製成，內含散射粒子以拓寬光束角度。

10.2 比較優勢

與基於AlGaInP的舊式綠色LED技術相比，InGaN提供了更高的效率與更好的性能穩定性。SMD封裝相較於穿孔式LED具有顯著優勢：更小的佔位面積、更低的剖面高度、適用於自動化組裝，以及與大量迴焊製程更好的相容性，從而降低整體製造成本。

10.3 產業趨勢