SMD LED规格书 - 红色散射AlInGaP - 120°视角 - 典型2.0V - 72mW功率 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了一款采用散射透镜和AlInGaP（铝铟镓磷）光源、发红光的表面贴装器件（SMD）LED的规格。这些LED专为自动化印刷电路板（PCB）组装工艺而设计，非常适合空间受限且需要大批量生产的应用。

1.1 核心优势与目标市场

该元件的核心优势包括与现代电子制造标准工艺——自动化贴装设备和红外（IR）回流焊接工艺的兼容性。它采用8mm编带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，便于高效处理和组装。该器件符合RoHS标准，确保满足环保法规。其目标应用涵盖广泛的消费电子和工业电子领域，包括但不限于电信设备（如无绳电话和手机）、办公自动化设备（如笔记本电脑）、网络系统、家用电器和室内标识。它通常用于状态指示、符号照明和前板背光。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

超出这些限制操作器件可能导致永久性损坏。在环境温度（Ta）为25°C时的关键额定值如下：

• 功耗（Pd）：72 mW。这是LED封装能够安全耗散为热量的最大功率。
• 连续正向电流（IF）：30 mA DC。这是可靠运行的最大稳态电流。
• 峰值正向电流：80 mA，仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。

2.2 电气与光学特性

典型性能在Ta=25°C、正向电流（IF）为20 mA下测量，除非另有说明。

• 发光强度（Iv）：范围从最小值90.0 mcd到最大值280.0 mcd。实际值由分档代码决定（见第3节）。
• 视角（2θ½）：120度（典型值）。这种散射透镜特有的宽视角，确保光线散布在广阔区域，而非高度定向。
• 主波长（λd）：631 nm（典型值），容差为±1 nm。此参数定义了感知颜色（红色）。峰值发射波长（λp）通常为639 nm。
• 光谱线半宽（Δλ）：约15 nm，表示红光的频谱纯度。
• 正向电压（VF）：2.0 V（典型值），在20 mA时最大为2.4 V。容差为±0.1 V。
• 反向电流（IR）：在反向电压（VR）为5V时，最大为10 µA。必须注意，此器件并非设计用于反向偏压工作；此测试条件仅用于表征。

3. 分档系统说明

为确保不同生产批次间亮度的一致性，LED根据其在20 mA下测量的发光强度进行分档。

3.1 发光强度分档

分档代码及其对应的强度范围如下。每个分档内的容差为±11%。

• Q2：90.0 – 112.0 mcd
• R1：112.0 – 140.0 mcd
• R2：140.0 – 180.0 mcd
• S1：180.0 – 224.0 mcd
• S2：224.0 – 280.0 mcd

此系统允许设计人员根据其特定应用选择合适的亮度等级，平衡性能与成本。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据，但典型关系可描述如下：

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

AlInGaP材料表现出特征性的I-V曲线，其中正向电压随电流呈对数增长。在20mA时典型的Vf为2.0V，是驱动电路设计的关键参数。

4.2 发光强度与正向电流关系

在推荐工作范围内，光输出（发光强度）大致与正向电流成正比。超过最大直流电流不会使光输出成比例增加，并可能损坏器件。

4.3 光谱分布

发射光谱以631 nm（主波长）为中心，典型半宽为15 nm，产生饱和的红色。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸与极性

该器件符合标准EIA封装尺寸。规格书中提供了详细的尺寸图，所有尺寸单位为毫米，一般公差为±0.2 mm。阴极通常通过封装上的标记或编带上的特定焊盘几何形状来识别。还规定了用于红外或气相回流焊的推荐PCB贴装焊盘布局，以确保正确的焊点形成和机械稳定性。

5.2 编带与卷盘包装

LED以带有保护盖带的凸起载带形式提供，卷绕在7英寸（178 mm）直径的卷盘上。每卷包含2000片。包装遵循ANSI/EIA 481规范。关键注意事项包括：空的元件口袋被密封，每卷最多允许连续缺失两个元件（"灯"）。

6. 焊接与组装指南

6.1 红外回流焊温度曲线

提供了一个符合J-STD-020B无铅工艺建议的温度曲线。关键参数包括：

• 预热：150°C 至 200°C。
• 预热时间：最长120秒。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：建议遵循焊膏制造商规格和JEDEC指南。

由于电路板设计、元件密度和炉子特性各不相同，此曲线应作为通用目标，并根据特定组装线进行微调。

6.2 手工焊接（电烙铁）

如果需要进行手工返修，烙铁头温度不应超过300°C，每个焊点的接触时间应限制在最长3秒。返焊应仅进行一次。

7. 存储与操作注意事项

7.1 存储条件

• 密封包装：存储在≤ 30°C和≤ 70%相对湿度（RH）下。当存储在带有干燥剂的原始防潮袋中时，保质期为一年。
• 已开封包装：暴露在环境空气中的元件应存储在≤ 30°C和≤ 60% RH下。强烈建议在打开袋子后的168小时（7天）内完成红外回流焊接过程。
• 长期存储（袋外）：对于超过168小时的存储，请将元件放入带有干燥剂的密封容器或氮气干燥器中。在袋外存储超过168小时的元件，在焊接前需要在约60°C下烘烤至少48小时，以去除吸收的水分，防止回流焊过程中出现"爆米花"现象。

7.2 清洁

如果焊接后需要清洁，请仅使用酒精类溶剂，如异丙醇（IPA）或乙醇。在正常室温下将LED浸泡少于一分钟。请勿使用未指定的化学清洁剂，因为它们可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

8. 应用设计考量

8.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为确保驱动多个LED时亮度均匀，必须为每个LED串联一个限流电阻。不建议将LED直接并联而不使用单独的电阻，因为器件间正向电压（Vf）的微小差异会导致显著的电流不平衡，从而导致亮度不均，并使某些LED可能过流。规格书图示了推荐的电路（电路A），其中每个LED都有一个串联电阻。

8.2 热管理

虽然功耗相对较低（72 mW），但将LED结温保持在规定范围内对于长期可靠性和稳定的光输出至关重要。如果LED在其最大额定电流或接近该值下工作，尤其是在高环境温度下，请确保使用足够的PCB铜面积或散热过孔。

8.3 应用范围与限制

此元件旨在用于标准电子设备。它并非设计或认证用于高可靠性对安全至关重要的应用，例如航空、交通控制、医疗生命支持系统或安全设备。对于此类应用，必须咨询制造商以获取专门认证的元件。

9. 技术对比与差异化

与较旧的LED技术相比，AlInGaP LED在红色和琥珀色方面提供更高的效率和更好的色彩饱和度。散射透镜封装提供了120度的宽视角，这对于需要大面积照明或多角度可见性的应用是有利的，这与用于聚焦光束的窄角LED不同。与标准红外回流工艺的兼容性使其有别于需要手工焊接或波峰焊的LED，从而实现经济高效的高速组装。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 对于5V电源，我应该使用多大的电阻？

使用欧姆定律（R = (电源电压 - LED正向电压) / LED电流），并假设典型Vf为2.0V，期望电流为20 mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 欧姆。标准的150 Ω电阻是合适的。始终使用可能的最大Vf（2.4V）进行计算，以确保在最坏情况下电流不超过最大额定值。

10.2 我可以用更高的电流脉冲驱动此LED以获得更亮的闪光吗？

可以，规格书规定了在脉冲条件下（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）的峰值正向电流为80 mA。这可用于在频闪或指示器应用中实现更高的瞬时亮度，但长时间的平均电流不得导致功耗超过72 mW。

10.3 如何解读订单上的分档代码？

分档代码（例如，R2，S1）对应于发光强度范围。订购时，指定分档代码可确保您收到的LED亮度在该特定范围内，这对于产品外观的一致性非常重要。

11. 实际设计与使用示例

11.1 设计一个状态指示面板

考虑一个带有多个状态LED的路由器。使用此SMD LED，设计人员将：

1. 根据所需的可见度选择合适的亮度分档（例如，中等亮度选择R2）。
2. 使用推荐的焊盘尺寸设计PCB布局，以确保正确的焊接和对齐。
3. 对于每个LED，根据系统电源电压（例如，3.3V或5V）计算并放置一个串联限流电阻。
4. 在组装过程中遵循推荐的红外回流焊温度曲线。
5. 如果组装板需要清洁，仅使用异丙醇。

这种方法确保了可靠、均匀且持久的指示灯。

12. 工作原理

此LED基于AlInGaP半导体材料。当施加超过二极管开启阈值的前向电压时，电子和空穴在半导体有源区复合，以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP层的特定成分决定了带隙能量，进而定义了发射光的波长（颜色）——在本例中，约为631 nm的红色。散射环氧树脂透镜包含散射粒子，使发射光子的方向随机化，从而产生宽阔、均匀的视角，而非窄光束。

13. 技术趋势

SMD LED技术的总体趋势继续朝着更高的发光效率（每瓦电输入产生更多光输出）、改进的显色性和更小的封装尺寸以实现更高密度设计的方向发展。同时，也关注在更高温度和电流工作条件下增强可靠性。正如本元件所示，无铅焊接和RoHS合规性的广泛采用仍然是全球电子制造的标准要求。