SMD LED 黄色 AlInGaP 规格书 - 贴片封装 - 正向电压 1.8-2.4V - 光通量高达 2.13lm - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了一款采用铝铟镓磷 (AlInGaP) 半导体材料发光的黄色表面贴装器件 (SMD) LED 的规格。该器件采用透明透镜封装，专为自动化组装工艺和空间受限的应用而设计。其主要功能是在广泛的电子设备中作为状态指示灯、信号灯或前面板背光组件。

1.1 核心特性与优势

• 符合 RoHS（有害物质限制）指令。
• 采用 8mm 编带包装，卷绕在 7 英寸直径的卷盘上，适用于高速自动化贴片设备。
• 采用 EIA（电子工业联盟）标准封装外形。
• 与集成电路兼容的逻辑电平，便于与控制电路集成。
• 完全兼容红外 (IR) 回流焊工艺，支持无铅焊接温度曲线。
• 已预处理至 JEDEC（联合电子设备工程委员会）潮湿敏感度等级 3，表示开袋后在 <30°C/60% RH 条件下有 168 小时的车间寿命。

1.2 目标市场与应用

此 LED 专为在多种行业中的可靠性和性能而设计。主要应用领域包括：

• 电信：无绳电话、手机和网络设备中的状态指示灯。
• 办公自动化：打印机、扫描仪和笔记本电脑中的面板指示灯。
• 家用电器：各种家用设备中的电源开启、模式或功能指示灯。
• 工业设备：控制面板和机械中的运行状态与故障指示灯。
• 通用指示：信号和符号照明应用，以及需要均匀照明的前面板背光。

2. 深入技术参数分析

以下部分详细分解了器件在标准测试条件 (Ta=25°C) 下的工作极限和性能特征。

2.1 绝对最大额定值

这些数值代表应力极限，超出此极限可能导致器件永久性损坏。不建议在接近或达到这些极限的条件下长时间工作。

• 功耗 (Pd)：72 mW。这是器件能以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流 (I_F(PEAK))：80 mA。这是最大瞬时正向电流，通常在脉冲条件下（1/10 占空比，0.1ms 脉冲宽度）规定，以防止过热。
• 连续直流正向电流 (I_F)：30 mA。这是连续工作的推荐最大电流。
• 反向电压 (V_R)：5 V。施加超过此值的反向电压可能导致结击穿。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。器件设计工作的环境温度范围。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。非工作状态下的存储温度范围。

2.2 电气与光学特性

这些参数定义了 LED 在指定测试条件 (I_F= 20mA) 驱动下的典型性能。

• 光通量 (Φ_v)：0.67 lm (最小值) 至 2.13 lm (最大值)。这是光源发出的总可见光功率，以流明 (lm) 为单位测量。宽范围通过分档管理。
• 光强 (I_v)：224 mcd (最小值) 至 710 mcd (最大值)。这是给定方向上单位立体角内的光通量，以毫坎德拉 (mcd) 为单位测量。它是从光通量测量得出的参考值。
• 视角 (2θ_1/2)：120° (典型值)。这是光强为光轴 (0°) 处值一半时的全角，表明具有非常宽的视角模式。
• 峰值发射波长 (λ_p)：591 nm (典型值)。发射光的光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长 (λ_d)：584.5 nm 至 594.5 nm。定义光感知颜色的单一波长，每个分档的容差为 ±1 nm。
• 光谱线半宽 (Δλ)：15 nm (典型值)。发射强度为其最大值一半时的光谱宽度，表明色纯度。
• 正向电压 (V_F)：在 20mA 下为 1.8 V (最小值) 至 2.4 V (最大值)。电流流过时 LED 两端的电压降，每个分档的容差为 ±0.1V。
• 反向电流 (I_R)：在 V_R=5V 下为 10 µA (最大值)。器件反向偏置时流过的微小漏电流。

3. 分档系统说明

为确保生产批次的一致性，LED 根据关键参数被分类到性能分档中。这使得设计人员可以选择满足特定应用在亮度、颜色和电压方面要求的部件。

3.1 光通量/光强分档

LED 根据其总光输出进行分类。每个光强分档内的容差为 ±11%。

• 分档 D2：0.67 lm 至 0.84 lm (224 mcd 至 280 mcd)
• 分档 E1：0.84 lm 至 1.07 lm (280 mcd 至 355 mcd)
• 分档 E2：1.07 lm 至 1.35 lm (355 mcd 至 450 mcd)
• 分档 F1：1.35 lm 至 1.68 lm (450 mcd 至 560 mcd)
• 分档 F2：1.68 lm 至 2.13 lm (560 mcd 至 710 mcd)

3.2 正向电压分档

LED 也根据其在 20mA 下的正向压降进行分类，每个分档的容差为 ±0.1V。这对于限流电阻计算和电源设计至关重要。

• 分档 D2：1.8 V 至 2.0 V
• 分档 D3：2.0 V 至 2.2 V
• 分档 D4：2.2 V 至 2.4 V

3.3 色调/主波长分档

此分档确保颜色一致性。定义感知黄色调的主波长被分类到特定范围，每个分档的容差为 ±1 nm。

• 分档 H：584.5 nm 至 587.0 nm
• 分档 J：587.0 nm 至 589.5 nm
• 分档 K：589.5 nm 至 592.0 nm
• 分档 L：592.0 nm 至 594.5 nm

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据，但可以分析 AlInGaP LED 的典型性能趋势：

4.1 电流-电压 (I-V) 特性

正向电压 (V_F) 与正向电流 (I_F) 呈对数关系。它非线性增加，在较低电流时（接近开启电压）上升更陡峭，在较高电流时由于半导体和封装内的串联电阻而呈现更线性的增加。

4.2 光通量 vs. 正向电流

在大部分工作范围内，光输出（光通量）通常与正向电流成正比。然而，效率（每瓦流明）通常在特定电流下达到峰值，并在极高电流下由于热量增加和效率下降而可能降低。

4.3 温度依赖性

关键参数受结温 (T_j) 影响：

• 正向电压 (V_F)：随温度升高而降低（负温度系数）。
• 光通量/光强：通常随温度升高而降低。降低速率是高功率或高环境温度应用中热管理的关键因素。
• 主波长 (λ_d)：可能随温度轻微偏移，影响感知颜色。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件符合 EIA 标准 SMD 封装外形。所有关键尺寸，包括本体长度、宽度、高度和引脚间距，均在规格书中提供，标准公差为 ±0.2 mm，除非另有说明。透明透镜材料通常为环氧树脂或硅胶。

5.2 极性识别与焊盘设计

阴极通常在器件本体上标记，通常带有凹口、绿点或其他视觉指示器。规格书包含推荐用于红外或气相回流焊的印刷电路板 (PCB) 焊盘图案（贴装焊盘）。此图案旨在确保形成良好的焊点、回流过程中的自对准以及可靠的机械连接。

6. 焊接与组装指南

6.1 推荐红外回流焊温度曲线

该器件兼容无铅 (Pb-free) 焊接工艺。规格书引用了符合 J-STD-020B 标准的温度曲线。关键参数通常包括：

• 预热：150°C 至 200°C，最长时间 120 秒，以逐渐加热组件并激活助焊剂。
• 峰值温度：最高 260°C。必须控制在焊料液相线温度（例如，SAC305 为 217°C）以上的时间。
• 总焊接时间：在峰值温度下最长 10 秒，最多允许两次回流循环。

注意：最佳温度曲线取决于具体的 PCB 设计、组件、焊膏和炉子。提供的曲线是指导原则，必须针对实际生产设置进行特性化。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，必须格外小心：

• 烙铁温度：最高 300°C。
• 焊接时间：每个焊点最长 3 秒。
• 限制：手工焊接只允许一个焊接循环，以尽量减少 LED 封装的热应力。

6.3 清洗

应仅使用指定的清洗剂。未指定的化学品可能损坏环氧树脂透镜或封装。如果焊接后需要清洗，建议在室温下浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟。

6.4 存储与操作

由于器件的潮湿敏感度等级 (MSL 3)，正确存储至关重要：

• 密封包装：在 ≤30°C 和 ≤70% 相对湿度 (RH) 下存储。在包装袋密封日期后一年内使用。
• 已开封包装：在 ≤30°C 和 ≤60% RH 下存储。组件必须在暴露于环境空气后 168 小时（7 天）内进行红外回流焊。
• 长时间暴露：对于超过 168 小时的存储，请存储在带有干燥剂的密封容器中或在氮气环境中。暴露超过 168 小时的组件在焊接前需要在大约 60°C 下烘烤至少 48 小时，以去除吸收的水分并防止回流焊期间的“爆米花”效应。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

LED 以行业标准的凸起载带形式提供：

• 载带宽度：8 mm。
• 卷盘直径：7 英寸。
• 每卷数量：2000 颗（标准满卷）。
• 最小起订量 (MOQ)：剩余数量为 500 颗。
• 载带用顶盖带密封。包装符合 ANSI/EIA-481 规范，允许最多连续缺失两个组件。

8. 应用说明与设计考量

8.1 限流

串联限流电阻对于可靠运行是必需的。电阻值 (R_s) 可以使用欧姆定律计算：R_s= (V_电源- V_F) / I_F。使用分档或规格书中的最大 V_F值，以确保在最坏情况下电流不超过所需的 I_F。电阻的额定功率必须足够：P_R= (I_F)² * R_s.

。

8.2 热管理

虽然这是一个低功率器件，但正确的热设计可以延长寿命并保持光输出稳定性。确保 PCB 上有足够的铜面积连接到 LED 的散热焊盘（如果适用）或引脚以散热。避免在高环境温度下以绝对最大电流和功耗工作。

8.3 光学设计

120° 视角提供了非常宽的光束。对于需要更聚焦光束的应用，必须使用二次光学元件（透镜、光导管）。透明透镜适用于芯片图像不关键的应用；对于更漫射的外观，则需要乳白色或彩色漫射透镜。

9. 常见问题解答 (FAQ)

9.1 光通量与光强有何区别？光通量 (lm)测量光源在所有方向上发出的可见光总量。光强 (mcd)

测量光源在特定方向上的亮度表现。高光强 LED 可能具有窄光束，而高光通量 LED 发出更多的总光量，可能覆盖更广的区域。在本规格书中，光强是从光通量测量得出的参考值。

9.2 为什么分档很重要？_F制造差异导致单个 LED 之间的 V

、光输出和颜色存在差异。分档将它们分类到参数严格控制的分组中。对于需要外观均匀（例如，多 LED 显示器、背光）或精确电流驱动的应用，指定单一分档或同一组内的混合分档至关重要。

No.9.3 我可以不使用限流电阻驱动此LED吗？_FLED 是具有非线性 I-V 特性的二极管。电压略高于其 V

的微小增加可能导致电流大幅、可能具有破坏性的增加。始终需要串联电阻（或恒流驱动器）来安全地设定工作点。

9.4 如果打开包装后超出存储或回流焊时间会怎样？

塑料封装吸收的水分在高温回流焊过程中可能迅速汽化，导致内部分层、开裂或键合线损坏（“爆米花”效应）。遵循 MSL 3 指南（168 小时车间寿命），并在超出时间后进行所需的烘烤，对于组装良率和长期可靠性至关重要。

10. 工作原理与技术

10.1 AlInGaP 半导体技术

此 LED 使用铝铟镓磷 (AlInGaP) 半导体化合物作为其有源区。通过在晶体生长过程中精确控制这些元素的比例，材料的带隙被设计为当电子和空穴跨越带隙复合时（电致发光），在可见光谱的黄色区域（约 590 nm）发光。AlInGaP 技术以其在红色、橙色和黄色波长下的高效率而闻名。

10.2 SMD 封装结构