SMD LED 1206 红光 639nm 规格书 - 封装尺寸 3.2x1.6x1.1mm - 正向电压 1.6-2.4V - 发光强度 18-180mcd - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款高性能、表面贴装的AlInGaP（铝铟镓磷）红光LED的规格。该器件专为需要高亮度和可靠性的应用而设计，采用紧凑的行业标准1206封装尺寸。其主要优势包括兼容自动化贴片设备和红外（IR）回流焊工艺，非常适合大批量生产。

该LED采用AlInGaP半导体芯片，该芯片以在产生红、橙、黄光波长方面的高效率和稳定性而闻名。"水清"透镜材料提供了宽广的视角，并有助于达到规定的发光强度。本产品符合RoHS（有害物质限制）指令。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。不保证在此条件下运行。

• 功耗（Pd）：62.5 mW。这是LED封装在不超出其热极限的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（I_F(峰值)）：60 mA。这是最大允许的瞬时正向电流，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。
• 直流正向电流（I_F）：25 mA。这是为可靠长期运行推荐的最大连续正向电流。
• 反向电压（V_R）：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
• 工作温度范围（T_opr）：-30°C 至 +85°C。LED将在此环境温度范围内按其规格运行。
• 存储温度范围（T_stg）：-40°C 至 +85°C。
• 红外焊接条件：260°C 持续10秒。封装在回流焊过程中可承受的最高热曲线。

2.2 光电特性

除非另有说明，这些参数均在Ta=25°C和I_F=20mA的标准测试条件下测量。

• 发光强度（I_V）：18.0 - 180.0 mcd（毫坎德拉）。沿轴向测量的可见光发射量。宽范围表明使用了分档系统（见第3节）。
• 视角（2θ_1/2）：130度。这是发光强度下降到其峰值（轴向）值一半时的全角。130°的宽视角表明其具有漫射、非聚焦的发射模式，适合区域照明。
• 峰值发射波长（λ_P）：639 nm（典型值）。光谱功率输出最大的波长。
• 主波长（λ_d）：631 nm（在I_F=20mA时典型值）。这是人眼感知到的、最能代表LED颜色的单一波长，源自CIE色度图。
• 光谱线半宽（Δλ）：20 nm（典型值）。在峰值强度一半处测量的发射光谱带宽。20nm的值是AlInGaP红光LED的特征。
• 正向电压（V_F）：在I_F=20mA时为1.60 - 2.40 V。LED工作时的压降。变化源于半导体工艺公差。
• 反向电流（I_R）：在V_R=5V时为10 μA（最大值）。LED反向偏置时的小漏电流。

3. 分档系统说明

为确保应用中的一致性，LED根据关键参数进行分类（分档）。本器件主要按发光强度分档。

3.1 发光强度分档

发光强度分为若干档，每档有最小值和最大值。每档的公差为 +/-15%。

• M档：18.0 - 28.0 mcd
• N档：28.0 - 45.0 mcd
• P档：45.0 - 71.0 mcd
• Q档：71.0 - 112.0 mcd
• R档：112.0 - 180.0 mcd

设计人员必须根据其亮度要求选择合适的档位。当多个LED并联使用时，为每个LED串联一个限流电阻（如驱动方法部分所示）至关重要，因为V_F的变化会导致电流不平衡，从而确保亮度均匀。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体图表（例如图1、图5），但典型行为可以根据技术进行描述。

4.1 正向电流与正向电压关系（I-V曲线）

AlInGaP LED表现出典型的二极管I-V特性。正向电压（V_F）具有负温度系数，这意味着它会随着结温升高而略微下降。在电源设计中必须考虑在20mA时规定的V_F范围（1.6V至2.4V）。

4.2 发光强度与正向电流关系

在正常工作范围内（直至直流正向电流额定值25mA），发光强度大致与正向电流成正比。超过此电流运行会导致发热增加、效率下降和光通量衰减加速。

4.3 温度依赖性

AlInGaP LED的光输出随着结温升高而降低。对于LED可能在高温环境运行或热管理具有挑战性的设计，此特性至关重要。-30°C至+85°C的工作温度范围定义了维持规定性能的极限。

4.4 光谱分布

发射光谱以639nm（典型值）的峰值波长为中心，半宽为20nm。主波长（631nm）定义了感知的红色。该光谱在工作电流和温度范围内是稳定的，这对于颜色要求严格的应用非常重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用行业标准的1206表面贴装封装。关键尺寸（单位：毫米）包括本体长度约3.2mm，宽度1.6mm，高度1.1mm。除非另有规定，所有尺寸公差通常为±0.10mm。封装具有两个用于焊接的阳极/阴极端子。

5.2 极性标识

阴极通常有标记，例如封装相应侧的绿色色调或塑料本体上的凹口。在PCB布局和组装过程中，正确的极性方向至关重要。

5.3 推荐焊盘布局

提供了推荐的焊盘图形（焊盘设计），以确保在回流焊过程中形成良好的焊点、机械稳定性和散热。遵循此布局有助于防止立碑现象（元件一端翘起）并确保可靠的电气连接。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该LED兼容红外（IR）回流焊工艺。提供了符合JEDEC无铅组装标准的建议温度曲线。关键参数包括：

• 预热：150-200°C，最长120秒，以逐渐加热电路板和元件，激活助焊剂并最大限度地减少热冲击。
• 峰值温度：最高260°C。
• 液相线以上时间：器件暴露在峰值温度下的时间不应超过10秒。回流焊最多应进行两次。

必须针对具体的PCB设计、元件、焊膏和使用的炉子来表征温度曲线。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，请使用温度控制在最高300°C的烙铁。每个引脚的焊接时间不应超过3秒，并且只应进行一次，以防止对塑料封装和半导体芯片造成热损伤。

6.3 清洗

如果焊接后需要清洗，只能使用指定的溶剂。在室温下将LED浸入乙醇或异丙醇中不超过一分钟是可以接受的。不要使用未指定的化学液体，因为它们可能会损坏环氧树脂透镜或封装。

6.4 存储与操作

• ESD（静电放电）敏感性：LED对ESD敏感。在操作过程中必须采取适当的ESD预防措施，包括使用接地腕带、防静电垫和接地设备。
• 湿气敏感性：该封装对湿气敏感。当存储在其原始的、带有干燥剂的密封防潮袋中时，在≤30°C和≤90% RH条件下，其保质期为一年。一旦袋子打开，元件应存储在≤30°C和≤60% RH的环境中，并最好在一周内进行回流焊。对于在原始袋外更长时间的存储，请使用带有干燥剂的密封容器。在空气中暴露存储超过一周的元件，在焊接前应在约60°C下烘烤至少20小时，以去除吸收的湿气，防止回流焊过程中发生"爆米花"效应。

7. 包装与订购

LED以行业标准包装形式提供，适用于自动化组装。

• 编带与卷盘：元件包装在8mm宽的压纹载带上，卷盘直径为7英寸（178mm）。
• 每卷数量：4000片。
• 最小起订量（MOQ）：剩余数量为500片。
• 包装标准：符合ANSI/EIA-481规范。载带中的空穴用顶部盖带密封。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用电路

LED是电流驱动器件。最可靠的驱动方法是为每个LED串联一个限流电阻，特别是在并联多个LED时。这可以补偿不同LED之间正向电压（V_F）的自然变化，确保电流均匀，从而使阵列中所有器件的亮度一致。使用恒流源驱动LED可提供最稳定的光输出。

8.2 热管理

尽管功耗相对较低（最大62.5mW），但适当的热设计可以延长LED寿命并保持亮度。确保PCB有足够的铜面积连接到LED焊盘以充当散热器，特别是在接近或处于最大直流电流下运行时。避免长时间在温度范围上限的环境温度下运行。

8.3 应用范围

该LED适用于需要状态指示、背光或装饰照明的一般电子设备。这包括消费电子、办公设备、通信设备和家用电器中的应用。它并非专门设计或认证用于故障可能危及生命或安全的场合（例如航空、医疗生命支持、关键交通控制）。对于此类应用，需要咨询制造商以获取特殊认证的元件。

9. 技术对比与差异化

该LED采用AlInGaP技术，与吸收衬底上的AllnGaP或较旧的GaAsP LED等其他技术相比，在红/橙/黄光发射方面具有明显优势。

• 高效率与高亮度：与传统技术相比，AlInGaP提供更高的发光效率（每瓦电能产生更多光输出），从而能在小封装内实现高亮度（高达180mcd）。
• 颜色稳定性：与某些替代方案相比，AlInGaP LED的色点（主波长）在工作电流和温度范围内以及器件寿命期内更加稳定。
• 宽视角：配备水清透镜的130°视角，与聚焦或窄角透镜相比，提供了宽广、均匀的照明。
• 表面贴装兼容性：1206封装以及与红外回流焊的兼容性，与通孔LED相比，代表了一种现代、可制造化的解决方案。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 我应该使用多大的电阻值？

串联电阻值（R_s）使用欧姆定律计算：R_s= (V_电源- V_F) / I_F。使用规格书中的最大V_F值（2.4V），以确保在最坏情况下电流不超过所需的I_F值（例如20mA）。对于5V电源：R_s= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130欧姆。标准的130Ω或150Ω电阻是合适的。

10.2 可以用PWM信号驱动吗？

可以，脉宽调制（PWM）是调暗LED的绝佳方法。与模拟（电流）调光相比，它能更好地保持LED的颜色特性。确保PWM频率足够高以避免可见闪烁（通常>100Hz），并且每个脉冲中的峰值电流不超过60mA的绝对最大额定值。

10.3 为什么发光强度范围这么宽？

该范围（18-180mcd）代表了所有生产分档的总分布。单个LED被分选到具有更严格范围的特定分档（M、N、P、Q、R）中。订购时必须指定所需的分档，以保证应用所需的亮度水平。

10.4 LED的寿命有多长？

LED寿命（通常定义为光输出衰减到初始值70%的点，L70）未在本规格书中明确说明。寿命在很大程度上取决于工作条件，主要是结温和驱动电流。在远低于最大额定值的条件下运行（例如在15-20mA并有良好的热管理）将显著延长工作寿命，可能达到数万小时。

11. 实际设计与使用示例

11.1 状态指示面板

在工业设备的多状态指示面板中，可以将多个此类LED（例如，用于中高亮度的P档或Q档）排列成一行。每个LED通过一个串联电阻（例如，对于3.3V或5V系统使用150Ω）由微控制器GPIO引脚驱动。宽广的视角确保从不同的操作员位置都能看到状态。与回流焊的兼容性允许整个电路板（包括LED和微控制器）在一次焊接过程中完成。

11.2 薄膜开关背光

可以将一个R档（最高亮度）的LED放置在透明薄膜开关图标旁边以提供背光。水清透镜发出的漫射、广角光有助于均匀照亮图标。其低剖面（1.1mm高度）使其能够适应纤薄的设备设计。

12. 技术原理介绍

该LED中的光发射基于AlInGaP制成的半导体p-n结中的电致发光。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有源区（结区）。当电子和空穴复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。晶格中铝、铟、镓和磷的具体成分决定了带隙能量，这直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中，约为639nm的红光。"水清"环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，塑造光输出模式，并增强从半导体材料中的光提取。

13. 技术趋势与发展

像这样的SMD指示LED的总体趋势是追求更高的效率（每瓦更多流明），这允许在更低的驱动电流下实现相同的亮度，从而降低功耗和发热。同时，在保持或改善光学性能的同时，持续推动小型化。此外，封装材料和制造工艺的改进提高了可靠性，并增强了与无铅组装所需的日益严苛的焊接温度曲线的兼容性。颜色一致性和更严格的分档公差也是持续发展的领域，以满足需要精确颜色匹配的应用需求。