SMD LED 19-21/G6C-FP1Q1L/3T 规格书 - 尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 电压 1.7-2.3V - 功率 60mW - 亮黄绿色 - 中文技术文档

1. 产品概述

19-21 SMD LED 是一款紧凑型表面贴装器件，专为需要高密度元件布局的现代电子应用而设计。该LED采用AlGaInP（铝镓铟磷）芯片，可发出亮黄绿色的光输出，并封装在透明树脂外壳中。其主要优势在于，与传统引线框架LED相比，其占板面积显著减小，从而实现更紧凑的PCB设计、更高的封装密度，并最终使终端用户设备更小巧。其轻量化结构进一步使其成为微型和便携式应用的理想选择。

1.1 核心特性与合规性

该器件以8mm载带形式提供，卷绕在7英寸直径的卷盘上，确保与标准自动化贴片组装设备兼容。它设计用于红外和气相回流焊接工艺。该产品为单色类型，无铅，并符合RoHS、欧盟REACH和无卤素标准（溴<900 ppm，氯<900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）等关键环境和安全法规。

1.2 目标应用

此LED适用于多种照明和指示用途。常见应用包括：仪表盘、开关和符号的背光；电话和传真机等通信设备中的状态指示灯和键盘背光；LCD显示器的平面背光；以及需要明亮可靠光源的通用指示灯。

2. 技术规格详解

本节根据绝对最大额定值和光电特性表中的定义，对器件的电气、光学和热参数进行详细、客观的分析。

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。这些并非推荐的工作条件。

• 反向电压 (V_R):5V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
• 正向电流 (I_F):25 mA（连续）。
• 峰值正向电流 (I_FP):60 mA，仅在脉冲条件下允许（占空比 1/10 @ 1kHz）。
• 功耗 (P_d):60 mW。这是封装可以耗散为热量的最大允许功率，计算公式为 V_F* I_F.
• 静电放电 (ESD) HBM:2000V。此人体模型等级表明具有中等ESD敏感性；需要采取适当的处理程序。
• 工作温度 (T_opr):-40°C 至 +85°C。该器件适用于工业温度范围。
• 存储温度 (T_stg):-40°C 至 +90°C。
• 焊接温度 (T_sol):回流焊峰值温度260°C，最长10秒；手工焊接烙铁头温度<350°C，每个焊端最长3秒。

2.2 光电特性

在25°C环境温度和正向电流 (I_F) 为20 mA的标准测试条件下测量，除非另有说明。

• 发光强度 (I_v):范围从45.0 mcd（最小值）到90.0 mcd（最大值），典型容差为±11%。此参数定义了LED的感知亮度。
• 视角 (2θ_1/2):约100度（典型值）。这种宽视角是透明圆顶透镜的特性，可提供宽广的发射模式。
• 峰值波长 (λ_p):典型值575 nm。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长 (λ_d):范围从570.0 nm到574.5 nm，容差为±1 nm。这是人眼感知的单色波长，定义了颜色（黄绿色）。
• 光谱带宽 (Δλ):典型值20 nm。这表示发射光的光谱纯度。
• 正向电压 (V_F):在 I_F=20mA时，范围从1.70 V到2.30 V，容差为±0.05V。这是LED导通电流时的压降。
• 反向电流 (I_R):在 V_R=5V时，最大10 μA。该器件并非设计用于反向偏压工作；此参数仅用于漏电流测试。

3. 分档系统说明

该产品根据三个关键参数进行分类：发光强度、主波长和正向电压。这种分档确保了生产批次内的一致性，并允许设计人员选择符合特定性能标准的LED。

3.1 发光强度分档

在 I_F= 20 mA 时分档。分档代码（P1, P2, Q1）对最小和最大发光强度值进行分类。

• P1:45.0 - 57.0 mcd
• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd

3.2 主波长分档

在 I_F= 20 mA 时分档。分档代码（CC2, CC3, CC4）定义了主波长的窄范围，以控制颜色一致性。

• CC2:570.0 - 571.5 nm
• CC3:571.5 - 573.0 nm
• CC4:573.0 - 574.5 nm

3.3 正向电压分档

在 I_F= 20 mA 时分档。分档代码（19, 20, 21, 22, 23, 24）以0.1V为步长对正向压降进行分类。这对于设计限流电阻网络至关重要，尤其是在多个LED串联时，以确保电流均匀分布。

• 19:1.70 - 1.80 V
• 20:1.80 - 1.90 V
• 21:1.90 - 2.00 V
• 22:2.00 - 2.10 V
• 23:2.10 - 2.20 V
• 24:2.20 - 2.30 V

料号 "19-21/G6C-FP1Q1L/3T" 包含了特定的分档代码，表明所发货产品的性能在这些定义的范围内。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据，但可以推断出AlGaInP LED的典型性能趋势，这对设计至关重要。

4.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V 曲线)

正向电压 (V_F) 与正向电流 (I_F) 呈对数关系。施加的电压超过开启阈值（约1.7V）后，即使小幅增加也会导致电流大幅且可能具有破坏性的增加。这突显了与LED串联使用恒流驱动器或限流电阻的极端重要性。

4.2 温度依赖性

关键参数具有温度依赖性。通常，正向电压 (V_F) 随着结温升高而降低（负温度系数）。相反，发光强度通常随温度升高而降低。设计人员必须考虑这些变化，特别是在环境温度波动大或内部发热高的应用中。

4.3 光谱特性

发射光谱以575 nm（黄绿色）为中心。典型20 nm的光谱带宽表明颜色发射相对纯净。主波长可能会随着结温和驱动电流的增加而轻微偏移（通常向更长波长偏移）。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

19-21 SMD LED 采用紧凑的矩形封装。关键尺寸（单位：mm，除非指定，容差为±0.1mm）包括本体长度2.0 mm，宽度1.25 mm，高度0.8 mm。详细图纸规定了焊盘间距和焊盘图案建议，这对于PCB布局以确保正确焊接和机械稳定性至关重要。

5.2 极性识别

阴极在封装上有明确标记。组装时必须确保正确的极性方向，因为施加超过5V的反向电压会立即损坏器件。

6. 焊接与组装指南

遵守这些指南对于确保可靠性和防止制造过程中的损坏至关重要。

6.1 回流焊温度曲线

指定了无铅回流焊温度曲线：

• 预热:150-200°C，持续60-120秒。
• 液相线以上时间 (217°C):60-150秒。
• 峰值温度:最高260°C。
• 峰值时间:最长10秒。
• 升温速率:最高6°C/秒。
• 255°C以上时间:最长30秒。
• 冷却速率:最高3°C/秒。

6.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，请使用烙铁头温度低于350°C的烙铁。每个焊端的接触时间不得超过3秒。使用低功率烙铁（<25W），并在焊接每个焊端之间至少留出2秒的冷却间隔，以防止热冲击。

6.3 存储与湿度敏感性

LED包装在带有干燥剂的防潮袋中。

• 在准备使用前请勿打开袋子。
• 打开后，未使用的LED必须在≤30°C和≤60%相对湿度的条件下存储。
• 开袋后的"车间寿命"为168小时（7天）。
• 如果暴露时间超过规定或干燥剂指示剂显示饱和，则需要在回流焊接前进行60°C ±5°C、24小时的烘烤处理。

7. 包装与订购信息

7.1 卷盘与载带规格

该器件以凸起式载带形式提供，卷绕在7英寸直径的卷盘上。标准装载量为每卷3000片。提供了卷盘、载带和盖带的尺寸，以确保与自动送料器兼容。

7.2 标签说明

卷盘标签包含用于可追溯性和验证的关键信息：

• CPN:客户产品编号。
• P/N:制造商产品编号（例如，19-21/G6C-FP1Q1L/3T）。
• QTY:包装数量。
• CAT:发光强度等级（分档代码）。
• HUE:色度坐标与主波长等级（分档代码）。
• REF:正向电压等级（分档代码）。
• LOT No:生产批号，用于追溯。

8. 应用设计注意事项

8.1 必须使用限流措施

绝对需要外部限流机制。最简单的方法是串联一个电阻。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 I_F不超过25 mA。对于精度或稳定性要求高的应用，推荐使用恒流驱动电路。

8.2 热管理

虽然封装很小，但通过PCB焊盘进行有效的散热对于保持性能和寿命非常重要，尤其是在接近最大额定值工作时。确保PCB布局在LED焊盘周围提供足够的铜面积以充当散热器。

8.3 ESD 防护

该器件的ESD HBM等级为2000V，具有中等敏感性。在处理、组装过程中，以及如果LED连接到外部接口，在电路设计中应实施标准的ESD预防措施。

9. 技术对比与差异化

19-21 LED 主要通过其紧凑的2.0x1.25mm占板面积实现差异化，这比许多传统的SMD LED（如0603或0805尺寸）更小，允许更高密度的布局。采用AlGaInP技术可在黄绿色光谱范围内提供高效率和明亮的输出。透明透镜提供的100度宽视角，与采用漫射或窄角透镜的器件相比，能提供更宽广、均匀的照明。其符合无卤素和其他环保标准，使其适用于现代注重生态的设计。

10. 常见问题解答 (FAQ)

10.1 使用5V电源时应选用多大阻值的电阻？

使用最大 V_F值 2.30V（分档24）和目标 I_F值 20 mA：R = (5V - 2.30V) / 0.020A = 135 欧姆。选择最接近的标准更高阻值（例如，150 欧姆）将是一个安全的选择，这将使 I_F≈ 18 mA。请务必根据您具体分档的实际 V_F值进行验证。

10.2 我能否使用恒压源而不串联电阻来驱动此LED？

No.V_F的负温度系数可能导致热失控。温度轻微升高会降低 V_F，如果由恒压源驱动，这反过来会增加电流，导致进一步加热并可能引发灾难性故障。务必使用限流方案。

10.3 如何解读料号 19-21/G6C-FP1Q1L/3T？

"19-21" 表示封装系列和尺寸。随后的代码（G6C, FP1Q1L, 3T）是内部的分档和产品代码，根据规格书中提供的分档表，指定了发光强度、主波长和正向电压特性。

10.4 此LED是否适用于汽车内饰照明？

虽然它可能用于一些非关键的内饰应用（如开关背光），但规格书中包含应用限制说明。对于高可靠性的汽车安全/安保系统（例如，仪表盘警告灯）、医疗设备或军事/航空航天应用，应采购专门针对这些恶劣环境认证的产品。务必验证其是否适用于预期用例。

11. 实际设计案例研究

场景:设计一个状态指示灯面板，包含10个均匀亮度的黄绿色LED，由3.3V电源轨供电。

设计步骤:

1. 电流选择:选择 I_F= 15 mA，以平衡亮度和功耗。
2. 电压分档考虑:为确保亮度均匀，指定来自相同或相邻 V_F分档的LED（例如，分档20：1.80-1.90V）。使用最大 V_F值1.90V进行计算，可确保即使在最坏情况下所有LED都能点亮。
3. 电阻计算: R_s= (3.3V - 1.90V) / 0.015A ≈ 93.3 欧姆。使用标准100欧姆电阻。实际 I_F将在约14 mA（对于1.90V的LED）到约15.6 mA（对于1.75V的LED，假设是较低分档）之间变化，提供可接受的均匀性。
4. PCB布局:将每个LED与其100Ω串联电阻靠近其阳极焊盘放置。为阴极焊盘提供一小块铜皮以辅助散热。
5. 组装:遵循指定的回流焊温度曲线。保持袋子密封直到生产线准备就绪，并在开袋后7天的车间寿命内完成焊接。

12. 工作原理

LED基于半导体p-n结中的电致发光原理工作。有源区由AlGaInP（铝镓铟磷）半导体材料组成。当施加超过结内建电势的正向偏压时，来自n型区的电子和来自p型区的空穴被注入到有源区。在那里，它们发生辐射复合，以光子的形式释放能量。AlGaInP合金的特定带隙能量决定了发射光的波长，在本例中位于可见光谱的黄绿色部分（约575 nm）。透明环氧树脂封装料充当透镜，塑造光输出，并为半导体芯片提供机械和环境保护。

13. 技术趋势

像19-21这样的SMD LED的总体趋势是持续小型化、提高发光效率（每瓦电能产生更多光输出）以及更高的可靠性。还有一个强大的驱动力是更广泛地采用环保材料和制造工艺，正如该产品符合RoHS、REACH和无卤素标准所证明的那样。在封装方面，技术进步旨在改善从芯片到PCB的热管理，以支持在更小占板面积下更高的驱动电流。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。