SMD LED 橙色 AlInGaP 0603 封装规格书 - 尺寸 1.6x0.8x0.6mm - 电压 1.8-2.4V - 功率 72mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详述了一款高亮度、微型表面贴装器件（SMD）发光二极管（LED）的规格。该器件采用行业标准的0603封装尺寸，适用于自动化印刷电路板（PCB）组装工艺。其紧凑的尺寸使其成为空间受限、需要可靠状态指示或背光应用的理想选择。

1.1 核心优势与目标市场

此LED的主要优势包括其与大批量自动化贴片设备及红外（IR）回流焊工艺的兼容性，这些是现代电子制造中的标准工艺。它采用铝铟镓磷（AlInGaP）半导体技术制造，该技术以产生高效、明亮的橙色光而闻名。该器件符合相关环保法规。

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（如手机）、便携式计算设备、网络硬件、家用电器以及室内标识或显示屏背光。其主要功能是作为状态指示灯或低亮度光源。

2. 技术参数：深度客观解读

本节详细分解了器件的绝对极限和工作特性。理解这些参数对于可靠的电路设计和确保长期性能至关重要。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些并非正常工作条件。

• 功耗（Pd）：72 mW。这是器件在不超出其热极限的情况下，能以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_F(PEAK)）：80 mA。此电流仅在极短持续时间的脉冲条件下（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）允许，例如在测试期间。
• 连续正向电流（I_F）：30 mA DC。这是连续工作的最大推荐电流。
• 反向电压（V_R）：5 V。施加超过此限值的反向电压可能导致立即击穿。该器件不适用于反向偏置工作。
• 工作温度范围（T_opr）：-40°C 至 +85°C。保证器件在此环境温度范围内正常工作。
• 储存温度范围（T_stg）：-40°C 至 +100°C。器件在此范围内储存不会发生性能退化。

2.2 光电特性

这些参数在标准测试条件下（Ta=25°C，I_F=20mA）测量，定义了器件的性能。

• 发光强度（I_V）：90.0 - 280.0 mcd（毫坎德拉）。这是衡量人眼感知到的光输出亮度的指标。宽范围通过分档系统进行管理。
• 视角（2θ_1/2）：110度。这是发光强度降至其轴向（LED正前方）测量值一半时的全角。110°角表示宽广的发光模式。
• 峰值发射波长（λ_P）：611 nm（典型值）。这是光谱功率输出最高的波长。
• 主波长（λ_d）：600 - 612 nm。这是最能代表光感知颜色的单一波长，由色度坐标导出。它是颜色分选的关键参数。
• 光谱线半宽（Δλ）：17 nm（典型值）。这表示光谱纯度，测量发射光谱在其最大功率一半处的宽度。数值越小，表示光源的单色性越好。
• 正向电压（V_F）：1.8 - 2.4 V。这是在20mA测试电流驱动下，LED两端的电压降。它随电流和温度变化。
• 反向电流（I_R）：10 μA（最大值），在 V_R=5V 条件下。这是器件在其最大额定值内反向偏置时流过的小漏电流。

3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED根据关键参数进行分选（分档）。这使得设计人员可以选择满足特定亮度、颜色和电压要求的器件。

3.1 正向电压分档

在 I_F= 20mA 条件下测量。每个档位的容差为 ±0.1V。

• 档位 D2：1.8V（最小值）至 2.0V（最大值）
• 档位 D3：2.0V（最小值）至 2.2V（最大值）
• 档位 D4：2.2V（最小值）至 2.4V（最大值）

3.2 发光强度分档

在 I_F= 20mA 条件下测量，单位为 mcd（毫坎德拉）。每个档位的容差为 ±11%。

• 档位 Q2：90 mcd（最小值）至 112 mcd（最大值）
• 档位 R1：112 mcd（最小值）至 140 mcd（最大值）
• 档位 R2：140 mcd（最小值）至 180 mcd（最大值）
• 档位 S1：180 mcd（最小值）至 220 mcd（最大值）
• 档位 S2：220 mcd（最小值）至 280 mcd（最大值）

3.3 主波长分档

在 I_F= 20mA 条件下测量，单位为纳米（nm）。每个档位的容差为 ±1 nm。

• 档位 P：600 nm（最小值）至 603 nm（最大值）
• 档位 Q：603 nm（最小值）至 606 nm（最大值）
• 档位 R：606 nm（最小值）至 609 nm（最大值）
• 档位 S：609 nm（最小值）至 612 nm（最大值）

4. 性能曲线分析

虽然源文档中引用了具体的图形数据，但此类器件的典型性能曲线说明了设计中至关重要的关键关系。

4.1 正向电流与正向电压关系曲线（I-V曲线）

I-V曲线是非线性的。正向电压（V_F）随电流增加，但具有温度系数——V_F通常随结温升高而降低。这在恒流驱动设计中必须予以考虑。

4.2 发光强度与正向电流关系

在相当大的范围内，光输出（发光强度）近似与正向电流成正比。然而，在极高电流下，由于发热增加，效率可能会下降。在推荐值20mA或以下工作可确保最佳效率和寿命。

4.3 温度特性

LED性能与温度相关。发光强度通常随结温升高而降低。主波长也可能随温度发生轻微偏移，影响感知颜色，特别是在精密应用中。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件符合EIA标准0603封装尺寸。关键尺寸（毫米）约为：长度1.6mm，宽度0.8mm，高度0.6mm。公差通常为±0.1mm。透镜为水白色，橙色光由内部的AlInGaP半导体芯片产生。

5.2 推荐PCB焊盘图形

提供了用于红外或气相回流焊的焊盘图形。此图形旨在确保焊点形成良好、回流过程中的自对准以及可靠的机械连接。遵循推荐的焊盘几何形状对于防止立碑或不良焊点至关重要。

5.3 极性识别

阴极通常在器件上标记，通常通过封装相应侧的绿色色调或小缺口来标识。PCB丝印和焊盘图形应清晰指示极性，以防止错误放置。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊参数

该器件兼容无铅（Pb-free）红外回流焊工艺。参考了符合J-STD-020B的建议温度曲线。关键参数包括：

• 预热区：150-200°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。
• 最大焊接次数：两次。

6.2 手工焊接（如必要）

如需手工焊接，必须格外小心：

• 烙铁温度：最高300°C。
• 焊接时间：每个焊盘最长3秒。
• 限制：仅允许一次焊接循环。过热会损坏内部芯片或塑料封装。

6.3 储存条件

LED是对湿度敏感的器件（MSD）。

• 密封袋：在≤30°C和≤70%相对湿度（RH）下储存。在袋子密封日期后一年内使用。
• 已开封袋/暴露环境：在≤30°C和≤60% RH下储存。强烈建议在暴露于环境空气后168小时（7天）内完成红外回流焊。
• 长时间暴露：如果暴露时间超过168小时，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，防止回流焊过程中发生“爆米花”效应。

6.4 清洗

如果需要进行焊后清洗，仅使用经批准的醇类溶剂，如异丙醇（IPA）或乙醇。浸泡应在常温下进行，时间少于一分钟。使用刺激性或未指定的化学品可能会损坏封装材料或透镜。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

该器件以8mm宽压纹载带包装，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上。此包装与标准自动化SMD组装设备兼容。

• 每卷数量：4000片。
• 尾数最小起订量（MOQ）：500片。
• 盖带：空的元件口袋用顶部盖带密封。
• 缺件：根据规格，允许最多连续两个元件缺失。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

LED是电流驱动器件。为确保可靠工作和亮度一致，尤其是在使用多个LED时，必须在每个LED或每个并联LED支路中串联一个限流电阻。不建议在没有电流控制的情况下直接从电压源驱动LED，这将导致性能不一致和潜在的器件故障。串联电阻值使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F，其中 V_F是LED在所需电流 I_F.

下的正向电压。

• 8.2 设计考量热管理：
• 尽管功耗较低，但确保足够的PCB铜箔面积或散热设计有助于维持较低的结温，从而保持光输出和寿命。电流降额：
• 对于在高环境温度（接近+85°C）下工作，应考虑降低正向电流以减少内部发热。ESD防护：

虽然没有明确说明为高度敏感，但在组装和操作过程中应遵守标准的ESD处理预防措施。

9. 技术对比与差异化

与磷化镓（GaP）等旧技术相比，AlInGaP LED在橙色和红色光方面提供了显著更高的发光效率和亮度。0603封装代表了微型化与易于处理/制造之间的平衡。更小的封装（如0402）存在，但可能对某些组装线更具挑战性，并且热特性略有不同。110度的宽视角适用于需要广泛可见性的应用，这与用于聚焦照明的窄角LED形成对比。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 我可以持续以30mA驱动此LED吗？

可以，30mA是最大额定连续直流正向电流。然而，为了获得最佳寿命并考虑到应用中潜在的热量上升，设计时采用较低的电流（如20mA）是常见做法，并能提供安全裕量。

10.2 为何发光强度范围如此之宽（90-280 mcd）？

此范围代表了所有产品的总分布。器件被分选到特定的强度档位（Q2、R1、R2、S1、S2）。设计人员可以指定所需的档位代码，以确保其产品中的亮度一致性。如果特定亮度至关重要，则应指定S1或S2档位。

10.3 如果对此LED进行超过两次焊接会怎样？

超过最大推荐焊接次数（回流焊两次，手工焊接一次）会使器件承受累积的热应力。这可能导致内部键合线退化、损坏半导体芯片或导致塑料封装分层，从而引发早期失效或降低可靠性。

10.4 如果包装袋已打开一周，是否总是需要烘烤？

是的。168小时（7天）的车间寿命是对湿度敏感器件的关键准则。如果元件暴露在环境条件下超过此期限且未进行适当的干燥储存（例如在干燥器中），则必须进行强制烘烤（60°C，48小时），以驱除吸收的水分，防止在高温回流焊过程中发生蒸汽压力损坏。

11. 实际应用案例分析场景：

为一个网络路由器设计一个状态指示面板，包含五个相同的橙色LED指示灯。

1. 设计步骤：参数选择：
2. 选择档位代码以确保一致性。例如，指定主波长档位R（606-609nm）和发光强度档位S1（180-220 mcd），以确保颜色和亮度均匀。电路设计：_F路由器的内部逻辑电源为3.3V。使用典型的V_F值2.1V（来自档位D3）和目标I
3. 值20mA，计算串联电阻：R = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60欧姆。将使用一个标准的62欧姆电阻。PCB布局：
4. 使用推荐的焊盘图形。以一致的方向放置五个LED。在丝印上包含清晰的极性标记。组装：
5. 确保LED在打开防潮袋后168小时内使用，或经过适当烘烤。遵循推荐的红外回流焊温度曲线。结果：

五个颜色和亮度视觉匹配的指示灯，为最终用户提供清晰的状态信息。

12. 工作原理简介

发光二极管是半导体p-n结器件。当施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到结区（有源层）。当这些载流子（电子和空穴）复合时，能量被释放。在LED中，这种能量以光子（光）的形式释放。发射光的特定波长（颜色）由有源层中使用的半导体材料的带隙能量决定。对于这款橙色LED，材料是铝铟镓磷（AlInGaP），其带隙对应于可见光谱中橙色/红色部分的光。透明的环氧树脂透镜用于保护半导体芯片并塑造光输出光束。

13. 技术趋势