SMD LED 黃光 AlInGaP 1206 封裝規格書 - 尺寸 1.6x0.8x0.6mm - 電壓 1.8-2.6V - 功率 120mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款採用磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料以產生黃光的表面黏著元件 (SMD) 發光二極體 (LED) 之規格。此元件封裝於緊湊、業界標準的 1206 封裝格式中，適用於自動化組裝製程與空間受限的應用。其主要功能是提供可靠且高效的指示光源。

1.1 特性與核心優勢

此 LED 為現代電子製造提供了數項關鍵優勢。它符合環保法規，包裝於 7 吋捲盤內的 8mm 載帶上，適合大量自動化取放設備使用，並設計為與標準紅外線迴焊製程相容。其小巧的佔位面積與自動化組裝的相容性，能顯著降低生產時間與成本。

1.2 目標市場與應用

此元件設計用於廣泛的電子設備。典型應用包括電信設備（如無線電話與行動電話）、可攜式運算裝置（如筆記型電腦）、網路系統設備、各種家電，以及標誌應用（包括室內顯示器、半戶外顯示器與公車資訊系統）。

2. 技術參數與特性

本節提供元件的絕對極限與標準操作條件。遵守這些參數對於確保長期可靠性與性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

不得在超出這些極限的條件下操作元件，否則可能導致永久損壞。關鍵額定值包括最大功耗 120 mW、連續直流順向電流 50 mA，以及脈衝條件下的峰值順向電流 80 mA（1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度）。最大逆向電壓為 5 V。操作與儲存溫度範圍指定為 -40°C 至 +100°C。

2.2 電光特性

這些參數是在環境溫度 (Ta) 25°C、順向電流 (IF) 20 mA 的標準測試條件下量測，除非另有說明。

• 發光強度 (Iv)：範圍從最小值 450 mcd 到最大值 1120 mcd，典型值取決於特定分級。
• 視角 (2θ1/2)：寬廣的 120 度視角，定義為發光強度為軸向值一半時的離軸角度。
• 順向電壓 (Vf)：在 20mA 時介於 1.8 V 至 2.6 V 之間。
• 峰值波長 (λp)：典型值為 591 nm。
• 主波長 (λd)：範圍從 584.5 nm 到 594.5 nm，定義了感知的顏色。
• 光譜半高寬 (Δλ)：約 15 nm，表示黃光發射的光譜純度。
• 逆向電流 (Ir)：在逆向電壓 5V 時，最大值為 10 μA。

3. 分級系統

為確保生產批次的一致性，LED 會根據關鍵性能參數進行分級。這讓設計師能選擇符合特定電路對壓降、亮度與顏色要求的元件。

3.1 順向電壓 (Vf) 等級

LED 根據其在 20mA 時的順向電壓分為 D2 至 D5 等級，每個等級的範圍為 0.2V（例如，D2：1.8-2.0V，D3：2.0-2.2V）。每個等級的容差為 ±0.1V。

3.2 發光強度 (Iv) 等級

亮度分為 U1、U2、V1 和 V2 等級。強度範圍從 450-560 mcd (U1) 到 900-1120 mcd (V2)。每個亮度等級的容差為 ±11%。

3.3 主波長 (Wd) 等級

由主波長定義的顏色，從 H 到 L 分級。範圍從 584.5-587.0 nm (Bin H) 到 592.0-594.5 nm (Bin L)。每個波長等級的容差保持在 ±1 nm。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

此元件符合 EIA 標準 1206 封裝尺寸。關鍵尺寸包括長度 1.6 mm、寬度 0.8 mm 與高度 0.6 mm。除非另有規定，所有尺寸公差為 ±0.2 mm。透鏡為水清色，光源顏色為 AlInGaP 黃光。

4.2 建議PCB焊接墊佈局

建議使用焊墊圖案設計，以確保在使用紅外線或氣相迴焊製程時能可靠焊接。此圖案能確保在印刷電路板 (PCB) 上形成適當的焊錫圓角與元件的機械穩定性。

5. 組裝、操作與應用指南

5.1 焊接製程

此 LED 與紅外線迴焊製程相容，包括無鉛製程。提供建議的迴焊溫度曲線，符合 J-STD-020B 標準。關鍵參數包括預熱溫度 150-200°C、峰值溫度不超過 260°C，以及根據特定錫膏與電路板設計調整的液相線以上時間。對於手動焊接，建議使用低於 300°C 的烙鐵溫度，最長 3 秒。

5.2 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定的溶劑。將 LED 浸泡於常溫的乙醇或異丙醇中少於一分鐘是可接受的。未指定的化學品可能損壞封裝。

5.3 儲存條件

對於未開封、內含乾燥劑的防潮袋，應儲存於 30°C 以下、相對濕度 (RH) 70% 以下的環境，建議使用期限為一年。一旦原始包裝開啟，儲存環境不應超過 30°C 與 60% RH。暴露超過 168 小時的元件，在焊接前應於約 60°C 烘烤至少 48 小時，以防止在迴焊過程中因濕氣造成損壞（"爆米花效應"）。

5.4 驅動方式與設計考量

LED 是電流驅動元件。為確保多個元件間的亮度一致，必須使用恆流源驅動，或在串聯配置中使用適當的限流電阻。不建議使用未經電流調節的恆壓源驅動，因為這可能導致過大電流、熱失控並縮短使用壽命。電路設計中必須考量不同等級間的順向電壓變化，以維持所需的電流。

5.5 應用注意事項

這些 LED 適用於標準商業與工業電子設備。對於需要極高可靠性、且故障可能危及安全的應用（例如航空、醫療生命維持、運輸安全系統），在使用前必須進行特定諮詢與資格認證。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 載帶與捲盤規格

元件供應於 8mm 寬的凸版載帶上，以覆蓋帶密封，並捲繞於直徑 7 吋 (178 mm) 的捲盤。標準捲盤數量為 2000 顆。對於剩餘訂單，最小包裝數量為 500 顆。包裝符合 ANSI/EIA-481 規範。

7. 性能分析與設計背景

7.1 解讀電光曲線

典型的性能曲線，例如順向電流與發光強度或順向電壓的關係，對於電路設計至關重要。IV 曲線顯示非線性關係，強調了電流控制的必要性。強度對電流曲線在操作範圍內通常是線性的，但在較高電流下會因熱效應而飽和。

7.2 熱管理考量

雖然此元件的指定操作溫度高達 100°C，但其性能會隨著接面溫度升高而下降。發光強度通常隨溫度上升而降低。對於在高環境溫度或高驅動電流下運作的應用，建議採用適當的 PCB 佈局以利散熱（可能使用散熱孔或銅箔鋪設），以維持亮度與使用壽命。

7.3 色座標與波長穩定性

主波長可能會隨著驅動電流與接面溫度的變化而輕微偏移。分級系統透過提供受控的範圍來協助管理此問題。對於顏色關鍵的應用，了解驅動條件與色度偏移之間的關係非常重要。

8. 比較與技術背景

8.1 AlInGaP 技術

磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 是一種半導體材料系統，特別擅長於產生光譜中黃色、橙色與紅色區域的光。與舊技術相比，它具有更高的發光效率、更好的溫度穩定性與更長的操作壽命，使其成為高效能黃光 LED 的標準。

8.2 1206 封裝優勢

1206 (1.6mm x 0.8mm) 封裝在尺寸與易於操作/製造之間提供了良好的平衡。它比 0402 等超微型封裝更大，使組裝更穩固且通常更易於檢查，同時仍足夠緊湊，適用於大多數現代可攜式裝置。

9. 常見問題 (FAQ)

9.1 峰值波長與主波長有何不同？

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) 源自 CIE 色度圖，代表與 LED 感知顏色相匹配的光譜單一波長。對於單色光源，兩者相似；對於具有一定光譜寬度的 LED，λd 是顏色規格更相關的參數。

9.2 我可以直接使用 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動此 LED 嗎？

不行，必須使用限流電阻。順向電壓範圍為 1.8V 至 2.6V。將其直接連接到 3.3V 電源，將迫使電流由 LED 的動態電阻決定，這很可能超過最大額定值並損壞元件。必須根據電源電壓、LED 的順向電壓（為安全設計，使用最大等級值）與所需操作電流來計算串聯電阻。

9.3 為何包裝開啟超過 168 小時後需要烘烤？

SMD 封裝會從大氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致封裝破裂或內部介面分層——這種現象稱為"爆米花效應"。烘烤可去除這些吸收的濕氣，使元件能安全進行迴焊。

10. 實際應用範例

情境：設計網路路由器的狀態指示燈面板。

需要多個黃光 LED 來指示不同的網路活動狀態。為確保亮度均勻，設計師選擇來自相同發光強度等級（例如 V1）的 LED。實施恆流驅動電路，為每個 LED 提供 20mA 電流。PCB 佈局包含建議的焊墊幾何形狀，並加入與接地層的小型散熱連接以進行輕微散熱。元件在捲盤開啟後儲存於受控環境中，並使用經過驗證、能保持在指定溫度限制內的無鉛迴焊溫度曲線進行組裝。此方法確保了可靠、一致且持久的指示功能。