SMD 贴片LED 黄色 595nm 规格书 - EIA标准封装 - 30mA - 75mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详述了一款高性能表面贴装黄色发光二极管（LED）的规格。该器件采用超高亮度AlInGaP芯片技术，在紧凑的行业标准封装中提供高发光强度。其设计兼容自动化组装工艺，包括红外回流焊，适用于大批量生产环境。本产品符合RoHS指令，属于环保产品。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

器件的操作极限定义在环境温度（Ta）为25°C的条件下。超出这些额定值可能导致永久性损坏。

• 功耗（Pd）：75 mW。这是LED能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_F(PEAK)）：80 mA。此电流仅在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许，以防止过热。
• 连续正向电流（I_F）：30 mA DC。这是连续操作时推荐的最大电流。
• 降额：当环境温度超过50°C时，最大正向电流必须按每摄氏度0.4 mA线性降低，以保持可靠性。
• 反向电压（V_R）：5 V。施加更高的反向电压可能损坏LED的半导体结。
• 工作与存储温度范围：-55°C 至 +85°C。
• 红外焊接条件：可承受260°C峰值温度5秒钟，兼容无铅（Pb-free）工艺。

2.2 电气与光学特性

关键性能参数在Ta=25°C、正向电流（I_F）为20 mA的条件下测量，除非另有说明。

• 发光强度（I_V）：范围从最小值18.0 mcd到典型值50.0 mcd。这是通过匹配人眼明视觉响应（CIE曲线）的滤光传感器测量到的感知亮度。
• 视角（2θ_1/2）：130度。此宽视角表明LED在广阔区域内发光，半强度点位于中心轴外65度处。
• 峰值发射波长（λ_P）：595 nm。这是光谱功率输出最高的波长。
• 主波长（λ_d）：592 nm。这是最能代表LED感知颜色的单一波长，由CIE色度计算得出。
• 光谱线半宽（Δλ）：16 nm。此参数表示光谱纯度；数值越小意味着光源的单色性越好。
• 正向电压（V_F）：典型值2.4 V，在20 mA时最大为2.4 V。这是LED导通电流时两端的电压降。
• 反向电流（I_R）：施加5V反向偏压时，最大为10 µA。
• 电容（C）：在0V偏压和1 MHz频率下测量，典型值为40 pF。

3. 分档系统说明

LED的发光强度被分档以确保生产批次内的一致性。分档代码定义了最小和最大强度范围。

• 分档代码 M：18.0 - 28.0 mcd
• 分档代码 N：28.0 - 45.0 mcd
• 分档代码 P：45.0 - 71.0 mcd
• 分档代码 Q：71.0 - 112.0 mcd
• 分档代码 R：112.0 - 180.0 mcd

每个强度分档应用了+/-15%的容差。此系统允许设计人员为其应用选择具有可预测亮度水平的LED。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了特定图表（例如，图1，图6），但此类器件的典型曲线包括：

• I-V（电流-电压）曲线：显示正向电压与电流之间的指数关系。曲线将在约2.0-2.4V处有一个特征性的“拐点”电压。
• 发光强度 vs. 正向电流：强度通常随电流线性增加，直至某一点，之后由于发热，效率可能下降。
• 发光强度 vs. 环境温度：由于内部量子效率降低和非辐射复合增加，强度通常随环境温度升高而降低。
• 光谱分布：相对辐射功率与波长的关系图，在595nm处达到峰值，半宽为16nm，证实了黄色光发射。
• 视角分布图：说明光强角度分布的极坐标图，证实了130度的全视角。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LED采用行业标准的EIA封装。所有尺寸单位为毫米，通用公差为±0.10 mm，除非另有规定。封装采用水清透镜。

5.2 极性识别与焊盘设计

规格书包含建议的焊接焊盘布局，以确保在回流焊过程中形成良好的焊点并提供机械稳定性。阴极通常通过封装上的视觉标记来识别，例如缺口、绿色标记或较短的引脚。推荐的焊盘设计有助于防止立碑现象并确保正确对位。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

为无铅（SnAgCu）焊膏工艺提供了推荐的红外（IR）回流焊温度曲线。关键参数包括：

• 预热：升温至120-150°C。
• 浸润/预热时间：最长120秒，以活化助焊剂并使电路板温度均匀。
• 峰值温度：最高240°C。
• 液相线以上时间：特定的持续时间（由曲线隐含），以确保形成良好的焊点而不过热元件。
• 临界限制：元件本体温度不得超过260°C超过5秒钟。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接：

• 烙铁头温度不应超过300°C。
• 每个引脚的焊接时间应限制在最长3秒。
• 此操作应仅进行一次，以避免对封装造成热应力。

6.3 清洗

应仅使用指定的清洗剂。推荐的溶剂是常温下的乙醇或异丙醇。LED浸入时间应少于一分钟。未指定的化学品可能损坏塑料透镜或封装材料。

6.4 存储条件

• 推荐的存储环境：≤30°C且相对湿度≤70%。
• 从原装防潮包装中取出的LED应在672小时（28天）内进行回流焊，以防止吸潮。
• 如需在原装袋外长期存储，请使用带干燥剂的密封容器或氮气干燥箱。
• 在袋外存储超过672小时的元件，在焊接前需要进行烘烤预处理（约60°C至少24小时），以驱除吸收的湿气并防止回流焊过程中的“爆米花”现象。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED以8mm载带形式供应，卷绕在7英寸（178mm）直径的卷盘上，兼容标准自动化贴片设备。

• 每卷数量： 3000.
• 尾数最小订购量（MOQ）：500 件。
• 盖带：载带中的空元件口袋用顶盖带密封。
• 缺件：根据卷盘规格，允许最多连续两个LED缺失（“跳位”）。
• 包装符合ANSI/EIA 481-1-A-1994标准。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

此LED适用于普通电子设备中的一般照明和指示用途，包括但不限于：

• 消费电子产品（电视、路由器、充电器）上的状态指示灯。
• 按钮、开关或小型面板的背光。
• 电器中的装饰性照明。
• 标牌和显示元件。

重要提示：未经事先咨询和认证，不建议用于安全关键型应用（例如，航空、医疗生命支持、交通控制），因为故障可能危及生命或健康。

8.2 电路设计考量

驱动方式：LED是电流驱动器件。为确保并联驱动多个LED时亮度均匀，强烈建议为每个LED串联一个独立的限流电阻（电路模型A）。

• 电路模型A（推荐）：Vcc → 电阻 → LED → GND。这可以补偿各个LED正向电压（V_F）的微小差异，确保每个LED获得几乎相同的电流，从而发出相似的亮度。
• 电路模型B（不推荐用于并联）：不鼓励将多个LED直接并联到一个限流电阻上（Vcc → 电阻 → [LED1 // LED2 // ...] → GND）。V_F的微小差异会导致显著的电流不平衡，其中V_F最低的LED会占用大部分电流，显得更亮并可能承受过大的应力，而其他LED则显得较暗。

电阻值（R）可使用欧姆定律计算：R = (V_电源- V_F) / I_F，其中V_F是典型正向电压（例如，2.4V），I_F是所需工作电流（例如，20mA）。

9. 静电放电（ESD）防护

LED对静电放电敏感。ESD可能导致潜在或灾难性损坏，降低性能或导致立即失效。

ESD损坏的症状：高反向漏电流、异常低的正向电压（V_F），或在低驱动电流下不发光。

ESD预防措施：

• 操作人员应佩戴接地腕带或防静电手套。
• 所有设备、工作台和存储架必须正确接地。
• 使用离子发生器中和因操作摩擦可能在LED透镜上积聚的静电荷。
• 在ESD防护区（EPA）内处理元件。

ESD损坏测试：检查是否发光，并在极低电流（例如，0.1mA）下测量V_F。对于此AlInGaP产品，“良好”的LED在0.1mA时应有V_F> 1.4V。

10. 技术对比与差异化

此LED通过以下几个关键特性实现差异化：

• 芯片技术：采用AlInGaP（铝铟镓磷），该材料在红、橙、琥珀和黄光光谱范围内以高效率和稳定性著称，优于GaAsP等旧技术。
• 亮度：在小封装中提供高发光强度（最高分档可达180 mcd）。
• 宽视角：130度视角提供宽广、均匀的照明，非常适合面板指示灯。
• 工艺兼容性：标准化：
• EIA标准封装尺寸确保了易于进行第二货源选择和设计可移植性。11. 常见问题解答（FAQ）

Q1: 峰值波长（λ

）和主波长（λ_P）有什么区别？_dA1: 峰值波长是光谱输出最高的物理点。主波长是一个计算值，代表CIE色度图定义的感知颜色。它们通常接近但不完全相同。

Q2: 我可以连续以最大峰值电流（80mA）驱动此LED吗？

A2: 不可以。80mA额定值仅适用于低占空比（10%）、极短脉冲（0.1ms宽度）的情况。连续操作不得超过30mA的直流正向电流额定值，并且在环境温度超过50°C时应进行降额。

Q3: 为什么并联时每个LED都需要独立的串联电阻？

A3: 它提供负反馈，稳定电流。如果一个LED的V

略低，其电阻两端的压降会略微增加，从而限制电流上升，并平衡所有LED的亮度。_FQ4: 打开防潮袋后的672小时车间寿命有多关键？

A4: 这对于工艺可靠性非常重要。吸收的湿气可能在回流焊过程中迅速汽化，导致内部分层或开裂（“爆米花”现象）。遵守此指南或执行烘烤周期对于获得高良率至关重要。

12. 设计案例研究

场景：

设计一个带有10个黄色状态指示灯的控制面板。系统电源为5V。设计步骤：

电流选择：

1. 选择驱动电流。为了平衡亮度和寿命，从规格书测试条件中选择20mA。电路拓扑：
2. 为确保亮度均匀，使用电路模型A：每个LED一个电阻。电阻计算：
3. 使用典型值V= 2.4V，V_F电源_{= 5V，I}= 0.020A。_FR = (5V - 2.4V) / 0.020A = 2.6V / 0.02A = 130 Ω。
   
   最接近的标准5%电阻值为130 Ω或120 Ω。使用120 Ω将得到I
   
   ≈ (5-2.4)/120 = 21.7mA，这是可以接受的。_F电阻额定功率：
4. P = I* R = (0.020)²* 120 = 0.048W。标准的1/8W（0.125W）或1/10W电阻绰绰有余。²布局：
5. 遵循规格书中建议的焊接焊盘尺寸，以获得最佳的焊点圆角和机械强度。组装：
6. 遵循推荐的IR回流焊温度曲线。确保元件在672小时车间寿命内使用或已相应烘烤。13. 技术原理简介

此LED基于在衬底上生长的AlInGaP半导体材料。当施加正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，在那里它们复合。在像AlInGaP这样的直接带隙半导体中，这种复合通常以光子（光）的形式释放能量——这一过程称为电致发光。发射光的特定波长（黄色，约592-595nm）由AlInGaP合金成分的带隙能量决定。水清环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，并塑造光输出光束（在本例中，用于宽视角）。

14. 行业趋势

SMD LED市场持续发展。在此类元件中可观察到的一般趋势包括：

效率提升：

• 外延生长和芯片设计的持续改进带来更高的发光效率（每瓦电功率产生更多光输出）。小型化：
• 虽然这是标准封装，但行业正推动更小的封装尺寸（例如，0402，0201）以适应空间受限的应用。可靠性增强：
• 改进的封装材料和工艺带来了更长的使用寿命以及在热和环境应力下更好的性能。标准化与兼容性：
• 遵守全球标准（EIA，JEDEC）和工艺兼容性（无铅，回流焊）对于无缝集成到现代电子制造中仍然至关重要。颜色一致性：
• 对于需要精确颜色匹配的应用，要求更严格的分档规格和先进的荧光粉技术（用于白光LED）。Tighter binning specifications and advanced phosphor technologies (for white LEDs) are demanded for applications requiring precise color matching.