目录
1. 产品概述
17-21 SMD LED是一款紧凑型表面贴装器件，专为需要亮黄色光源的高密度应用而设计。其主要优势在于，相比传统的引线框架LED，其占板面积显著减小，从而支持更小的印刷电路板（PCB）设计、更高的元件组装密度，并最终实现更紧凑的终端用户设备。其轻量化结构也使其成为对重量和空间有严格限制的微型及便携式应用的理想选择。
此LED为单色类型，发出亮黄色光。它采用AlGaInP（铝镓铟磷）半导体材料制成，该材料在黄光至红光光谱范围内以高效率和色纯度著称。器件封装在透明树脂中，以实现最大的光输出。它完全符合RoHS（有害物质限制）、欧盟REACH法规，且不含卤素，满足严格的环境标准（Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm）。产品以8mm载带、7英寸直径卷盘形式供应，完全兼容自动化贴片组装设备以及标准的红外或气相回流焊接工艺。
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损坏的应力极限。不保证在此极限或超出此极限下工作，为确保可靠性能，应避免此类操作。
- 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。可连续施加的最大直流电流。
- 峰值正向电流（IFP）：60 mA。此为最大脉冲正向电流，仅在1 kHz频率下占空比为1/10时允许。此额定值适用于多路复用或短暂的过流情况。
- 功耗（Pd）：60 mW。封装可耗散的最大功率，计算公式为正向电压（VF）乘以正向电流（IF）。
- 静电放电（ESD）人体模型（HBM）：2000 V。这表示器件对静电的敏感度。必须遵循正确的ESD操作程序。
- 工作温度（Topr）：-40 至 +85 °C。器件被指定可工作的环境温度范围。
- 储存温度（Tstg）：-40 至 +90 °C。
- 焊接温度（Tsol）：对于回流焊接，峰值温度规定为260°C，最长10秒。对于手工焊接，烙铁头温度不应超过350°C，每个焊端接触时间最长3秒。
2.2 光电特性
这些参数是在结温（Tj）为25°C、正向电流为20 mA的标准测试条件下测量的。
- 发光强度（Iv）：范围从最小值57.00 mcd到最大值112.00 mcd。典型值在此范围内。发光强度公差为±11%。
- 视角（2θ1/2）：半强度处的典型全视角为140度，提供适合背光和指示灯应用的宽发射模式。
- 峰值波长（λp）：光谱功率分布达到最大值时的波长。典型值为591 nm，位于亮黄色区域。
- 主波长（λd）：范围从585.50 nm到591.50 nm。这是人眼感知到的、与LED输出颜色相匹配的单波长。规定了±1 nm的严格公差。
- 光谱带宽（Δλ）：发射光谱的典型半高全宽（FWHM）为15 nm，表明其颜色发射相对较窄且纯净。
- 正向电压（VF）：在20 mA电流下，范围从1.75 V到2.35 V。规定了±0.1 V的公差。此参数对于设计限流电路至关重要。
- 反向电流（IR）：施加5V反向电压时，最大为10 µA。必须注意，此器件并非设计用于反向偏压工作；此测试条件仅用于表征。
3. 分档系统说明
为确保生产一致性，LED根据关键性能参数被分档。这使得设计人员可以选择满足特定亮度、颜色和电气特性要求的器件。
3.1 发光强度分档
在IF=20mA下分档。定义了三个档位：P2（57.00-72.00 mcd）、Q1（72.00-90.00 mcd）和Q2（90.00-112.00 mcd）。这允许根据所需的亮度水平进行选择。
3.2 主波长分档
在IF=20mA下分档。定义了两个档位：D3（585.50-588.50 nm）和D4（588.50-591.50 nm）。这种严格控制确保了应用内最小的颜色差异。
3.3 正向电压分档
在IF=20mA下分档。定义了三个档位：0（1.75-1.95 V）、1（1.95-2.15 V）和2（2.15-2.35 V）。从同一电压档位中选择LED，有助于在使用恒压源驱动时实现更均匀的亮度，或简化限流电阻的计算。
4. 性能曲线分析
虽然提供的文本中未详述具体的图形曲线，但此类LED的典型光电特性将包括几个关键关系。电流与电压（I-V）曲线将显示指数关系，正向电压随电流和温度增加而增加。发光强度与正向电流（I-L）曲线在工作范围内通常接近线性，表明光输出与电流成正比。发光强度与环境温度曲线将显示随着温度升高，输出会下降，这是所有LED的特性。光谱分布图将显示一个约591 nm的单峰，半高宽约为15 nm，证实了窄带黄色发射。理解这些曲线对于热管理和驱动电路设计至关重要，以在整个工作温度范围内保持一致的性能。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
17-21 SMD LED采用紧凑的表面贴装封装。关键尺寸（除非另有说明，标准公差为±0.1 mm）包括长度1.6 mm、宽度0.8 mm和高度0.6 mm。封装带有阴极标记，以便在组装时正确识别极性。应从详细的尺寸图中获取精确的焊盘图案（封装尺寸）建议，以确保正确的焊接和对齐。
5.2 极性识别
正确的极性对于器件工作至关重要。封装包含一个明显的阴极标记。将LED反向放置将导致其不发光，并且如果反向电压超过5V的绝对最大额定值，可能会造成永久性损坏。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊接温度曲线
该器件兼容无铅（Pb-free）回流焊接工艺。推荐的温度曲线包括：150-200°C之间的预热阶段，持续60-120秒；液相线（217°C）以上时间为60-150秒；峰值温度不超过260°C，最长保持10秒；最大升温速率和冷却速率分别为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本体施加应力以及焊接后PCB翘曲。
6.2 手工焊接
如果必须进行手工焊接，则必须格外小心。烙铁头温度应低于350°C，与每个焊端的接触时间不应超过3秒。建议使用低功率烙铁（<25W）。焊接每个焊端之间至少间隔2秒。手工焊接存在较高的热损伤风险。
6.3 储存与防潮敏感性
LED包装在带有干燥剂的防潮屏障袋中。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或以下、相对湿度60%或以下的环境中。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，则在使用前必须将元件在60 ± 5°C下烘烤24小时，以去除吸收的水分，防止回流焊接过程中出现“爆米花”现象。
7. 包装与订购信息
标准包装为每卷3000片。载带和卷盘尺寸有明确规定，以确保与自动化组装设备的兼容性。包装标签包含用于追溯和正确应用的关键信息：客户产品编号（CPN）、产品编号（P/N）、包装数量（QTY）、发光强度等级（CAT）、色度/主波长等级（HUE）、正向电压等级（REF）和批号（LOT No）。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
- 背光：凭借其宽视角和均匀的光输出，非常适合仪表板指示灯、开关背光以及LCD和符号的平面背光。
- 通信设备：适用于电话和传真机中的状态指示灯和键盘背光。
- 通用指示：可用于各种需要亮黄色指示灯的消费电子产品、工业控制设备和家用电器。
8.2 设计注意事项
限流：外部限流电阻是绝对必需的。LED是电流驱动器件，正向电压的微小变化会导致电流的巨大变化，可能引发热失控和故障。电阻值（R）可使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - VF) / IF，其中VF是LED在所需电流IF下的正向电压。始终按最大规定的VF进行设计，以确保电流不超过极限。热管理：虽然功耗较低，但保持较低的结温是长期可靠性和稳定光输出的关键。如果在高环境温度或接近最大电流下工作，请确保足够的PCB铜面积或散热过孔。ESD保护：由于该器件的HBM额定值为2000V，请在电路中和操作过程中实施适当的ESD保护措施。
9. 技术对比与差异化
17-21 LED的主要差异化在于其将极小的外形尺寸（1.6x0.8mm）与AlGaInP技术的性能特点相结合。与老式的通孔黄色LED相比，它大幅减少了电路板空间和重量。与其他SMD黄色LED相比，其针对发光强度（P2, Q1, Q2）、主波长（D3, D4）和正向电压（0, 1, 2）的特定分档结构，为设计人员提供了对其最终产品视觉和电气性能一致性的高度控制。140度的宽视角是其相对于窄视角器件在背光应用中的关键优势。
10. 常见问题解答（FAQ）
问：应用中LED失效的主要原因是什么？
答：最常见的原因是因限流电路不足或缺失，或使用未稳压电压源驱动LED导致的过流。焊接热量过高或高环境温度工作导致的热过应力是另一个主要因素。
问：我可以直接用3.3V或5V逻辑电源驱动此LED吗？
答：不可以。您必须始终使用串联限流电阻。例如，使用5V电源，在20mA下典型VF为2.0V，所需电阻为（5V - 2.0V）/ 0.02A = 150欧姆。始终按最大VF计算以确保电流安全。
问：为什么储存和烘烤信息如此重要？
答：SMD封装会从空气中吸收水分。在高温回流焊接过程中，这些被困住的水分会迅速汽化，产生内部压力，可能导致环氧树脂封装开裂（“爆米花”现象），从而引发立即或潜在的故障。
问：如何解读标签上的分档代码？
答：CAT代码对应发光强度档位（例如Q1），HUE代码对应主波长档位（例如D4），REF代码对应正向电压档位（例如1）。选择相同分档代码的器件可确保生产批次内的差异最小。
11. 实际设计与使用案例
案例：设计具有均匀亮度的状态指示灯面板。一位设计师正在创建一个带有20个黄色LED指示灯的控制面板。为确保所有LED看起来亮度一致，他们指定来自同一发光强度档位的LED（例如，全部来自Q1档位：72-90 mcd）。为简化驱动电路设计并确保电流一致，他们还指定来自同一正向电压档位的LED（例如，全部来自档位1：1.95-2.15V）。他们使用该档位的最大VF（2.15V）计算单个限流电阻值，以保证即使电源电压存在公差，也没有LED会超过20mA。140度的宽视角确保指示灯可以从不同的操作员位置看到。小巧的17-21封装允许他们将指示灯非常紧密地放置在密集的PCB上。
12. 工作原理简介
发光二极管（LED）是通过电致发光发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，来自n型材料的电子与来自p型材料的空穴在有源区复合。对于这款特定的亮黄色LED，半导体材料是AlGaInP。这种化合物半导体的能带隙决定了发射光子的波长（颜色）。在本例中，能带隙经过设计，以产生波长中心约591 nm的光子，人眼将其感知为亮黄色。透明的环氧树脂封装料保护半导体芯片并充当透镜，将光输出塑造成指定的140度视角。
13. 技术趋势
指示灯和背光LED的趋势继续朝着更高效率（每单位电功率产生更多光输出）、更小封装尺寸以实现更紧凑的设备，以及改善颜色在温度和寿命范围内的稳定性和一致性发展。同时，环保材料和制造工艺的广泛采用也是一个强劲的驱动力，正如本产品符合RoHS、REACH和无卤素要求所证明的那样。集成化，例如将限流电阻或保护二极管集成到LED封装本身内部，是另一个持续的趋势，旨在简化电路设计并节省电路板空间。对于黄色LED，AlGaInP仍然是主导的高性能材料技术，其外延生长工艺不断改进，以产生更高的效率和更严格的波长控制。
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。 |