目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标应用
- 2. 技术规格详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 3.3 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 光谱分布
- 4.2 辐射模式
- 4.3 相对发光强度与正向电流关系
- 4.4 相对发光强度与环境温度关系
- 4.5 正向电流降额曲线
- 4.6 正向电压与正向电流关系（IV曲线）
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 电流限制
- 6.2 存储与防潮
- 6.3 回流焊温度曲线
- 6.4 手工焊接与返修
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 标准包装
- 7.2 标签信息
- 8. 应用设计考量
- 8.1 驱动电路设计
- 8.2 热管理
- 8.3 光学集成
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（FAQ）
- 10.1 使用5V电源时，应选用多大的限流电阻？
- 10.2 我可以不使用限流电阻来驱动这颗LED吗？
- 10.3 为什么打开防潮袋后有7天的使用期限？
- 10.4 如何解读料号 19-213/S2C-AP1Q2B/3T？
- 11. 设计案例研究
- 12. 技术原理
1. 产品概述
19-213/S2C-AP1Q2B/3T 是一款表面贴装器件（SMD）LED，专为高密度、微型化应用而设计。它采用AlGaInP芯片技术，发出典型的亮橙色光，主波长约为611 nm。其紧凑的封装尺寸和轻量化结构，使其成为空间和重量受限的现代电子设计的理想选择。
1.1 核心优势
该LED的主要优势源于其SMD封装。与传统引线框架元件相比，它能实现显著更小的印刷电路板（PCB）设计。这带来了更高的元件组装密度，减少了元件和最终组装产品的存储需求，并最终促进了终端设备的小型化。该元件还符合关键的环境和安全标准，包括RoHS、REACH和无卤要求（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。
1.2 目标应用
此LED非常适用于各种指示灯和背光功能。典型的应用领域包括汽车或工业控制设备中的仪表盘和开关背光。在电信领域，它可用作电话、传真机等设备中的指示灯或背光。它也适用于LCD、开关和符号的平面背光，以及通用指示灯用途。
2. 技术规格详解
本节根据规格书，对LED的关键电气、光学和热参数进行详细、客观的分析。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在此极限或超过此极限的条件下工作。关键额定值包括：
- 反向电压（VR）：5 V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
- 连续正向电流（IF）：25 mA。
- 峰值正向电流（IFP）：60 mA，仅在脉冲条件下允许（占空比 1/10 @ 1 kHz）。
- 功耗（Pd）：60 mW。这是允许的最大热损耗功率。
- 工作与存储温度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（存储）。
- 焊接温度：可承受260°C回流焊10秒或350°C手工焊接3秒。
- 静电放电（ESD）：人体模型（HBM）额定值为2000 V。需要采取标准的ESD防护措施。
2.2 光电特性
在标准测试条件 Ta=25°C 和 IF=20 mA 下测量，这些参数定义了LED的性能。
- 发光强度（Iv）：范围从最小值45.0 mcd到最大值112.0 mcd。实际值由分档过程决定。
- 视角（2θ1/2）：宽广的120度角，提供均匀的宽范围照明，适用于指示灯应用。
- 峰值波长（λp）：典型值611 nm。
- 主波长（λd）：规定在600.5 nm至612.5 nm之间，定义了感知的橙色。
- 光谱带宽（Δλ）：约17 nm，是AlGaInP LED的典型值。
- 正向电压（VF）：在20 mA下，介于1.75 V至2.35 V之间。此范围对驱动电路设计至关重要。
- 反向电流（IR）：在VR=5V时最大为10 μA。规格书明确指出该器件并非为反向工作而设计。
3. 分档系统说明
为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED被分类到不同的档位中。19-213使用三个独立的分档参数。
3.1 发光强度分档
根据在IF=20mA下测得的发光强度，LED被分为四个档位（P1， P2， Q1， Q2）。这使得设计者可以选择适合其应用的亮度等级，从标准指示灯（P1： 45.0-57.0 mcd）到更高亮度需求（Q2： 90.0-112.0 mcd）。
3.2 主波长分档
橙色色调通过主波长档位D8至D11控制。每个档位覆盖3 nm的范围，从600.5-603.5 nm（D8）到609.5-612.5 nm（D11）。这确保了同一生产批次中颜色外观的严格控制。
3.3 正向电压分档
正向电压分为三个类别（0， 1， 2）。这有助于设计高效的限流电路，因为了解VF范围（例如，档位0： 1.75-1.95V，档位2： 2.15-2.35V）可以更精确地计算电阻值，以达到目标驱动电流。
4. 性能曲线分析
规格书提供了几条特性曲线，对于理解LED在不同工作条件下的行为至关重要。
4.1 光谱分布
光谱曲线显示了一个以611 nm为中心的单一主峰，这是AlGaInP材料的特征。相对较窄的带宽证实了橙色光输出的纯度。
4.2 辐射模式
极坐标辐射图展示了120度的视角。在宽广的中心区域，强度几乎均匀，并向边缘平滑衰减，这非常适合广角指示灯。
4.3 相对发光强度与正向电流关系
该曲线显示了亚线性关系。虽然输出随电流增加而增加，但在较高电流下，由于发热增加，效率通常会降低。在推荐值20 mA或以下工作可确保最佳性能和寿命。
4.4 相对发光强度与环境温度关系
发光输出与结温成反比。曲线显示，当环境温度超过25°C时，输出会下降。这种热降额是高温环境应用中的关键考量因素。
4.5 正向电流降额曲线
此图定义了最大允许连续正向电流与环境温度的函数关系。为防止过热并确保可靠性，在较高的环境温度下工作时，必须降低正向电流。
4.6 正向电压与正向电流关系（IV曲线）
IV曲线展示了二极管的指数特性。正向电压随电流增加而增加。VF的分档范围是在20 mA测试点沿此曲线定义的。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED具有紧凑的SMD封装尺寸。关键尺寸包括本体长度约2.0 mm，宽度约1.25 mm，高度约0.8 mm（此封装类型的典型值，精确值请参考尺寸图）。规格书包含详细的尺寸标注图，除非另有说明，标准公差为±0.1 mm。
5.2 极性识别
阴极通常在器件上标记，例如通过一个缺口、一个绿点或透镜阴极侧的不同形状。组装时必须注意正确的极性，以防损坏。
6. 焊接与组装指南
正确的操作对于可靠性至关重要。规格书提供了具体说明。
6.1 电流限制
必须使用外部限流电阻。LED的指数型IV特性意味着电压的微小增加会导致电流的大幅、可能具有破坏性的增加。
6.2 存储与防潮
元件包装在带有干燥剂的防潮袋中。
- 请勿在准备使用前打开袋子。
- 打开后，如果在≤30°C和≤60% RH条件下存储，请在168小时（7天）内使用。
- 如果未使用，请重新密封在防潮包装中。
- 如果暴露时间超过限制，在回流焊之前需要在60±5°C下烘烤24小时。
6.3 回流焊温度曲线
规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，保持≤10秒。
- 最大升温速率：6°C/秒，最大降温速率：3°C/秒。
- 回流焊次数不应超过两次。
6.4 手工焊接与返修
如果必须进行手工焊接，请将烙铁头温度限制在≤350°C，对每个端子加热≤3秒，并使用低功率烙铁（<25W）。对于返修，建议使用双头烙铁同时加热两个端子，以避免机械应力。返修对LED特性的影响应事先验证。
7. 包装与订购信息
7.1 标准包装
LED以8mm宽的压纹载带供应，卷绕在7英寸直径的卷盘上。每卷包含3000片。
7.2 标签信息
卷盘标签包含用于追溯和识别的关键信息：
- CPN： 客户料号。
- P/N： 制造商料号（19-213/S2C-AP1Q2B/3T）。
- QTY： 包装数量。
- CAT： 发光强度分档代码（例如，Q2）。
- HUE： 色度/主波长分档代码（例如，D10）。
- REF： 正向电压分档代码（例如，1）。
- LOT No.： 生产批号。
8. 应用设计考量
8.1 驱动电路设计
始终使用串联电阻来设定正向电流。使用公式计算电阻值：R = (Vcc - VF) / IF，其中VF应从所选电压档位的最大值中选择，以确保在最坏情况下电流不超过设计目标。考虑高温工作时的降额曲线。
8.2 热管理
尽管体积小，LED仍会产生热量。确保使用足够的PCB铜箔面积或散热过孔，特别是在较高电流或高环境温度下驱动时，以将热量从LED结传导出去，保持性能和寿命。
8.3 光学集成
宽广的120度视角使其适用于需要宽范围可见性的应用。对于导光板或透镜，应考虑其辐射模式，以确保高效耦合和所需的照明图案。
9. 技术对比与差异化
与旧式通孔LED封装相比，此SMD类型在尺寸和重量上大幅减少，实现了现代小型化设计。在SMD橙色LED细分市场中，其主要差异化因素是其特定的AlGaInP技术组合（用于高效的橙/红光发射）、用于颜色/亮度一致性的定义分档结构，以及其符合无卤和其他环境标准。详细的降额和操作指南也为设计者提供了可靠的实施参数。
10. 常见问题解答（FAQ）
10.1 使用5V电源时，应选用多大的限流电阻？
使用最坏情况下的VF（所选档位的最大值，例如档位2的2.35V）和目标IF为20 mA：R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 Ω。标准的130 Ω或150 Ω电阻是合适的，但务必在您的具体条件下验证实际电流。
10.2 我可以不使用限流电阻来驱动这颗LED吗？
不可以。二极管的IV特性是指数型的。将其直接连接到电压源，即使电压接近其标称VF，也很可能导致电流过大、迅速过热并立即失效。
10.3 为什么打开防潮袋后有7天的使用期限？
SMD封装会从大气中吸收湿气。在回流焊过程中，这些被困的湿气会迅速汽化，导致内部分层或“爆米花”效应，从而损坏封装并破坏器件。168小时的车间寿命是该元件防潮等级的安全暴露时间。
10.4 如何解读料号 19-213/S2C-AP1Q2B/3T？
虽然确切的内部编码可能有所不同，但它通常指代基础产品（19-213）、封装类型（SMD），并且可能包含为该订单选择的特定发光强度（Q2）、主波长和正向电压分档的代码。
11. 设计案例研究
场景：为环境温度高达60°C的工业控制器设计状态指示灯面板。多个指示灯之间均匀的橙色和一致的亮度至关重要。
实施方案：
- 元件选择：指定来自同一生产批次和严格分档的LED（例如，强度Q1档，波长D10档），以确保视觉一致性。
- 电路设计：使用3.3V电源轨，计算串联电阻。假设VF档位1（最大2.15V）并目标电流为18 mA（因温度略有降额）：R = (3.3V - 2.15V) / 0.018A ≈ 64 Ω。使用62 Ω或68 Ω、1%容差的电阻。
- 热设计：将LED放置在PCB上远离其他热源的位置。考虑到60°C的环境温度并参考正向电流降额曲线，使用连接到阴极焊盘（通常是散热焊盘）的小面积铜箔来散热。
- 组装：安排PCB组装计划，确保LED卷盘在7天窗口期内打开并使用。严格按照规定的回流焊温度曲线操作。
12. 技术原理
该LED基于AlGaInP（磷化铝镓铟）半导体材料。当施加正向电压时，电子和空穴被注入有源区，在那里它们复合，以光子的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了带隙能量，这直接对应于发射光的波长（颜色）——在本例中为橙色（~611 nm）。SMD封装封装了微小的半导体芯片，提供机械保护，包含一个透镜来塑形光输出，并提供可焊接的端子用于电气连接。
13. 行业趋势
指示灯和背光LED的趋势继续朝着更高效率（每单位电输入产生更多光输出）、更高可靠性和进一步小型化发展。整个行业也在大力推动更广泛地遵守环境法规（超越RoHS，包括PFAS等物质），并开发更坚固的封装以承受更高的焊接温度。如本规格书所示，分档代码的标准化和详细的技术文档，为制造商的设计导入和供应链管理提供了便利。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |