SMD LED 19-213/Y2C-CQ1 R2/3T 规格书 - 亮黄色 - 20mA - 典型值2.2V - 中文技术文档

1. 产品概述

19-213/Y2C-CQ1 R2/3T 是一款专为高密度电子组装设计的表面贴装器件（SMD）LED。它是一款单色LED，发出亮黄色光，采用AlGaInP半导体材料制成，并封装在无色透明树脂中。该元件比传统的引线框架LED尺寸显著减小，能够大幅缩减PCB占用面积，提高封装密度，最终助力终端设备的小型化。其轻量化结构使其特别适用于空间和重量是关键限制因素的应用场景。

1.1 核心特性与优势

这款LED的主要优势源于其SMD封装和材料构成。关键特性包括：兼容标准的8mm载带和7英寸直径卷盘，使其完全兼容自动化贴片组装设备。它设计用于红外和汽相回流焊接工艺，符合现代大批量制造技术。该器件为无铅（Pb-free）产品，并符合包括RoHS、欧盟REACH和无卤标准（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）在内的主要环保与安全法规。产品本身保持在符合RoHS的规格范围内。

这款LED用途广泛，适用于各种照明和指示用途。常见应用包括仪表盘和开关的背光。在电信设备中，它用作电话、传真机等设备的指示灯或背光。它也适用于为LCD、开关和符号提供平面背光。其通用设计使其成为需要紧凑、明亮的黄色指示器的各类消费和工业电子产品的可靠选择。

1.2 目标应用

2. 技术规格与客观解读

本节在标准测试条件（Ta=25°C）下，对器件的操作极限和性能特征进行详细、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。在此极限下或超过此极限的操作不予保证。最大反向电压（VR）为5V。连续正向电流（IF）不应超过25 mA。对于脉冲操作，在1 kHz频率、占空比1/10的条件下，允许的峰值正向电流（IFP）为60 mA。最大功耗（Pd）为60 mW。根据人体模型（HBM），器件可承受2000V的静电放电（ESD）。工作温度范围（Topr）为-40°C至+85°C，而存储温度范围（Tstg）稍宽，为-40°C至+90°C。焊接温度限值针对回流焊（最高260°C，最长10秒）和手工焊接（烙铁头最高350°C，最长3秒）进行了规定。

2.2 光电特性

这些参数定义了典型工作条件（IF=20mA， Ta=25°C）下的光输出和电气性能。发光强度（Iv）有一个典型范围，具体的最小和最大值由分档系统定义。视角（2θ1/2）通常为120度，表明其具有宽广的辐射模式。峰值波长（λp）中心约在591 nm处，主波长（λd）范围从585.5 nm到591.5 nm，定义了感知的黄色。光谱带宽（Δλ）约为15 nm。正向电压（VF）典型值为2.20V，范围从1.70V到2.40V。反向电流（IR）非常低，在VR=5V时最大为10 μA。必须注意，该器件并非设计用于反向偏压工作；VR额定值仅适用于IR测试条件。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED被分选到不同的档位中。本器件使用两个独立的分档参数。

3.1 发光强度分档

在20mA驱动下，光输出分为四个档位（Q1， Q2， R1， R2）。Q1档覆盖范围从72.0 mcd到90.0 mcd。Q2档覆盖90.0 mcd到112.0 mcd。R1档覆盖112.0 mcd到140.0 mcd。最高输出档位R2的范围为140.0 mcd到180.0 mcd。每个档位内的发光强度容差为±11%。

3.2 主波长分档

颜色（主波长）被分为两个档位（D3和D4）以控制色调变化。D3档包括主波长在585.5 nm至588.5 nm之间的LED。D4档包括主波长在588.5 nm至591.5 nm之间的LED。主波长的容差规定为±1 nm。

4. 性能曲线分析

规格书包含多条特性曲线，用以说明器件在不同条件下的行为。这些对于电路设计和热管理至关重要。

4.1 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

该曲线显示了流过LED的电流与其两端电压降之间的关系。它是非线性的，这是二极管的典型特征。该曲线使设计人员能够确定给定驱动电流下的工作电压，这对于选择合适的限流电阻或设计恒流驱动器至关重要。

4.2 相对发光强度 vs. 环境温度

此图展示了光输出的温度依赖性。随着环境温度（Ta）升高，发光强度通常会降低。这一特性对于在高温环境下运行的应用至关重要，因为它可能需要光学或电气补偿以保持亮度一致。

4.3 相对发光强度 vs. 正向电流

此图显示了光输出如何随驱动电流变化。虽然增加电流通常会提高亮度，但关系并非完全线性，并且在极高电流下效率可能会下降。它还提供了正向电流降额曲线，该曲线显示了作为环境温度函数的最大允许连续电流，以确保不超过功耗限制。

4.4 光谱分布与辐射模式

光谱分布曲线绘制了相对强度与波长的关系，确认了峰值波长和主波长值，并显示了发射光谱的形状。辐射图（极坐标图）直观地展示了120度的视角，显示了光强在空间中的分布情况。

5. 机械与封装信息

精确的机械数据对于PCB布局和组装是必需的。

5.1 封装尺寸

规格书提供了LED封装的详细尺寸图。所有未注公差为±0.1 mm。设计人员必须参考此图纸在PCB上创建正确的焊盘图案（封装），以确保正确的焊接和对齐。

6. 焊接与组装指南

正确的操作对于可靠性至关重要。本器件对湿气敏感，需要特定的焊接曲线。

6.1 存储与湿气敏感性

LED封装在带有干燥剂的防潮袋中。在准备使用元件之前，不得打开袋子。打开后，未使用的LED应储存在≤30°C且相对湿度≤60%的环境中。打开后的"车间寿命"为168小时（7天）。如果超过此时间或干燥剂指示剂显示饱和，则在使用前需要在60 ±5°C下烘烤24小时。

6.2 回流焊接曲线

规定了无铅（Pb-free）回流焊接曲线。关键参数包括：150-200°C之间的预热阶段，持续60-120秒；液相线以上（217°C）时间为60-150秒；峰值温度不超过260°C，保持时间最长10秒；以及受控的升温速率和冷却速率（分别最大为6°C/秒和3°C/秒）。回流焊接不应超过两次。必须避免加热期间对LED本体的应力以及焊接后电路板的翘曲。

6.3 手工焊接与维修

如果必须进行手工焊接，烙铁头温度必须低于350°C，每个引脚焊接时间不超过3秒。建议使用低功率烙铁（<25W），焊接每个引脚之间至少间隔2秒。不鼓励在初次焊接后进行维修。如果不可避免，应使用双头烙铁同时加热两个引脚，以最小化热应力。必须事先评估潜在的损坏风险。

7. 包装与订购信息

该器件采用行业标准包装供货，适用于自动化组装。

7.1 卷盘与载带规格

LED以8mm宽的载带形式供货，卷绕在7英寸直径的卷盘上。每卷包含3000片。提供了载带和卷盘的详细尺寸图，除非另有说明，标准公差为±0.1 mm。

7.2 标签说明

包装标签包含几个关键标识符：CPN（客户产品编号）、P/N（产品编号）、QTY（包装数量）、CAT（发光强度等级/档位）、HUE（色度坐标与主波长等级/档位）、REF（正向电压等级）和LOT No（批次号，用于追溯）。

8. 应用设计考量

8.1 电路保护

一个基本的设计规则是必须使用串联限流电阻。LED的正向电压具有负温度系数和生产差异。如果不由电阻或恒流驱动器限制，电源电压的轻微增加可能导致正向电流大幅、甚至可能破坏性的增加。

8.2 热管理

尽管是一个小型SMD元件，但仍需考虑功耗（最大60 mW）以及正向电流随环境温度的降额。在高温或大电流应用中，可能需要焊盘周围（如适用）有足够的PCB铜箔面积或整体板级散热，以维持性能和寿命。

8.3 光学设计

120度的宽视角使这款LED适用于需要宽范围照明或多角度可见性的应用。对于聚焦光，则需要次级光学元件（透镜）。无色透明树脂封装最适合需要真实芯片颜色而不需要扩散的应用。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：使用5V电源时，我应该用多大的电阻？

答：使用欧姆定律（R = (电源电压 - Vf) / If）和典型值（Vf=2.2V， If=20mA），R = (5 - 2.2) / 0.02 = 140 欧姆。一个标准的150欧姆电阻将是一个安全的起点，但应检查最小Vf（1.7V）以确保电流不超过最大额定值。

问：我可以用3.3V微控制器引脚驱动这个LED吗？

答：可以，但效率会较低。当Vf典型值=2.2V，电源电压3.3V时，电阻两端的压降仅为1.1V。要达到20mA，R = 1.1 / 0.02 = 55 欧姆。确保微控制器引脚能够提供/吸收所需电流。

问：为什么存储温度范围比工作温度范围更宽？

答：工作温度范围考虑了有源半导体行为、光输出以及在电气应力下的长期可靠性。存储范围适用于无源元件，此时只关注材料完整性和吸湿性，因此允许稍宽的温度窗口。

问："亮黄色"指的是什么颜色？

答：它描述了由AlGaInP半导体材料产生的特定色调，对应于585-592 nm范围内的主波长。与更宽光谱或荧光粉转换的黄色相比，它是一种饱和、纯净的黄色。

10. 设计与使用案例研究

场景：为消费电器设计状态指示面板。一位设计师需要在元件密集的PCB上使用多个明亮、一致的黄色指示灯。选择19-213 LED是因为其尺寸小、兼容自动贴装，以及清晰的光强分档（选择R1档以获得高亮度）和波长分档（选择D4档以获得一致的颜色）。PCB布局使用了规格书中精确的封装尺寸。由于有5V电源轨可用，因此每个LED串联一个150欧姆的0805电阻，该阻值基于典型Vf计算得出。指示组装厂遵循指定的回流焊接曲线，并且如果在使用前防潮袋已打开超过48小时，则需烘烤卷盘。宽广的视角确保了指示灯在最终产品中可从各个角度清晰可见。

11. 技术原理介绍

这款LED基于AlGaInP（铝镓铟磷）半导体芯片。当施加正向电压时，电子和空穴在半导体有源区复合，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）——在本例中为黄色（约591 nm）。芯片安装在表面贴装封装中，使用导电环氧树脂或焊料固定，并通过键合线连接到封装引脚。然后，芯片被封装在透明的环氧树脂或硅树脂中，以保护芯片，作为透镜塑造光输出，并提供机械稳定性。

12. 技术趋势与背景

像19-213这样的SMD LED代表了指示灯和背光应用的行业标准，由于制造效率和尺寸优势，已基本取代了通孔LED。AlGaInP材料的使用在红、橙、黄光谱范围内提供了高效率和色纯度。更广泛的LED行业当前趋势继续集中在提高发光效率（流明每瓦）、改善显色性、进一步小型化（例如芯片级封装）以及增强在更高温度和电流密度下的可靠性。对于标准指示灯应用，该技术已成熟，重点在于成本优化的制造、严格的分档以确保一致性，以及遵守不断发展的环保法规（无卤、低碳足迹）。