SMD LED 19-213 亮黄色规格书 - 封装 2.0x1.25x0.8mm - 电压 1.7-2.3V - 功率 60mW - 中文技术文档

1. 产品概述

19-213/Y2C-CP1Q2L/3T 是一款专为高密度电子组装设计的表面贴装器件（SMD）LED。它是一种发出亮黄色光的单色LED，采用AlGaInP半导体材料，并封装在透明树脂中。该元件的主要优势在于其紧凑的尺寸，相比传统的引线框架LED，可显著减小PCB占用面积、存储空间和整体设备尺寸。其轻量化结构使其非常适合微型化和便携式应用。

1.1 核心特性与合规性

• 采用8mm载带包装于7英寸直径卷盘，适用于自动化贴装。
• 兼容红外和汽相回流焊接工艺。
• 采用无铅材料制造。
• 符合RoHS、欧盟REACH及无卤标准（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。

1.2 目标应用

此LED适用于多种指示灯和背光功能，包括：

• 汽车和工业控制设备中的仪表盘和开关背光。
• 电话、传真机等通信设备中的状态指示灯和键盘背光。
• LCD面板、开关和符号的平面背光。
• 通用指示灯应用。

2. 技术规格详解

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极限。操作应始终维持在这些界限之内。

• 反向电压 (VR)：5 V - 超过此反向偏压可能导致结击穿。
• 连续正向电流 (IF)：25 mA - 可靠工作的最大直流电流。
• 峰值正向电流 (IFP)：60 mA (占空比 1/10 @1KHz) - 适用于脉冲操作，允许短时峰值。
• 功耗 (Pd)：60 mW - 封装可耗散的最大功率，计算公式为 VF * IF。
• 静电放电 (ESD) HBM：2000 V - 人体模型等级，表明对静电的敏感度。
• 工作温度 (Topr)：-40°C 至 +85°C - 正常工作的环境温度范围。
• 存储温度 (Tstg)：-40°C 至 +90°C。
• 焊接温度 (Tsol)：回流焊：最高260°C，最长10秒；手工焊：每引脚最高350°C，最长3秒。

2.2 光电特性

在Ta=25°C、IF=20mA条件下测量，此为典型性能参数。

• 发光强度 (Iv)：45.0 - 112.0 mcd (毫坎德拉)。实际输出已分档（见第3节）。
• 视角 (2θ1/2)：120° (典型值)。此宽视角提供了良好的离轴可见性。
• 峰值波长 (λp)：591 nm (典型值)。光谱发射最强的波长。
• 主波长 (λd)：585.5 - 591.5 nm。这定义了感知颜色（亮黄色），也已分档。
• 光谱带宽 (Δλ)：15 nm (典型值)。峰值强度一半处的发射光谱宽度。
• 正向电压 (VF)：1.70 - 2.30 V。LED在20mA电流下的压降，已分档。
• 反向电流 (IR)：在VR=5V时最大10 μA。该器件并非为反向工作设计；此参数仅用于漏电流测试。

重要说明：公差规定为：发光强度±11%，主波长±1nm，正向电压±0.05V。反向电压额定值仅适用于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被分类到不同的档位。料号19-213/Y2C-CP1Q2L/3T包含了这些分档代码。

3.1 发光强度分档

在IF=20mA条件下分档。料号中的代码（例如Q2）表示输出范围。

• P1：45.0 - 57.0 mcd
• P2：57.0 - 72.0 mcd
• Q1：72.0 - 90.0 mcd
• Q2：90.0 - 112.0 mcd

3.2 主波长分档

在IF=20mA条件下分档。定义色坐标点。

• D3：585.5 - 588.5 nm
• D4：588.5 - 591.5 nm

3.3 正向电压分档

在IF=20mA条件下分档。对于限流电阻计算和电源设计很重要。

• 19：1.7 - 1.8 V
• 20：1.8 - 1.9 V
• 21：1.9 - 2.0 V
• 22：2.0 - 2.1 V
• 23：2.1 - 2.2 V
• 24：2.2 - 2.3 V

4. 性能曲线分析

规格书提供了几条对设计至关重要的特性曲线。

4.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V 曲线)

这条非线性曲线显示了电流与电压的关系。电压超过阈值后的微小增加会导致电流大幅增加，这突显了使用限流电阻或恒流驱动器的必要性。

4.2 相对发光强度 vs. 正向电流

光输出随电流增加而增加，但可能并非完全线性，尤其是在较高电流下。在最大额定值附近工作可能收益递减并增加热应力。

4.3 相对发光强度 vs. 环境温度

LED效率随结温升高而降低。此曲线通常显示输出随环境温度从-40°C升至+85°C而下降。PCB上适当的热管理对于保持亮度一致性至关重要。

4.4 正向电流降额曲线

此图规定了最大允许正向电流与环境温度的函数关系。随着温度升高，最大安全电流降低，以防止超过功耗限制并导致热失控。

4.5 辐射模式图

显示光强角度分布的极坐标图，确认了120°视角，具有典型的朗伯或侧发射模式。

4.6 光谱分布图

相对强度与波长（约550-700 nm）的关系图，显示峰值在591 nm（黄色）附近，典型带宽为15 nm，这是AlGaInP材料的特征。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

LED采用紧凑的SMD封装。关键尺寸（除非另有说明，公差为±0.1mm）为：

• 长度：2.0 mm
• 宽度：1.25 mm
• 高度：0.8 mm
• 提供了焊盘尺寸和间距，用于PCB焊盘图案设计。

5.2 极性标识

阴极通常有标记，例如通过缺口、绿点或封装底部不同的焊盘尺寸来标识。正确的方向对于电路工作至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线 (无铅)

确保可靠组装的关键工艺。

• 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。

重要提示：回流焊次数不应超过两次。加热期间避免对LED施加机械应力，焊接后不要使PCB翘曲。

6.2 手工焊接

如需手动维修：

• 使用烙铁头温度 < 350°C的烙铁。
• 对每个引脚加热 < 3秒。
• 使用额定功率 < 25W的烙铁。
• 焊接每个引脚之间间隔 > 2秒，以防止过热。
• 需格外小心，因为手工焊接时最容易造成损坏。

6.3 存储与防潮要求

元件包装在防潮袋中。

• 在使用前请勿打开防潮袋。
• 开封后，未使用的LED必须存储在≤30°C且相对湿度≤60%的环境中。
• 开封后的"车间寿命"为168小时（7天）。
• 如果超过车间寿命或干燥剂指示剂变色，则需要进行烘烤：在回流焊前，于60 ±5°C下烘烤24小时。

7. 包装与订购信息

7.1 卷带与载带规格

• 载带宽度：8 mm。
• 卷盘直径：7英寸。
• 每卷数量：3000片。
• 提供了详细的卷盘、载带和口袋尺寸，公差为±0.1mm。

7.2 标签说明

包装标签包括：

• CPN：客户产品编号
• P/N：产品编号（例如，19-213/Y2C-CP1Q2L/3T）
• QTY：包装数量
• CAT：发光强度等级（例如，Q2）
• HUE：色度/主波长等级（例如，C，与D3/D4相关）
• REF：正向电压等级（例如，1Q2L，与电压分档相关）
• LOT No：可追溯批号

8. 应用笔记与设计考量

8.1 必须使用限流措施

LED是电流驱动器件。必须串联使用外部限流电阻或恒流驱动器。陡峭的I-V曲线意味着微小的电压变化会导致巨大的电流变化，这可能立即损坏LED（"烧毁"）。电阻值使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - VF) / IF，其中VF是来自相应分档的正向电压。

8.2 热管理

尽管功率较低（最大60mW），LED的性能和寿命仍与温度密切相关。确保PCB提供足够的散热路径，尤其是在使用多个LED或环境温度较高的情况下。请参考降额曲线。

8.3 静电防护注意事项

此器件的ESD HBM等级为2000V，具有中等敏感度。在组装和维修过程中，请遵循防静电安全程序（佩戴腕带、使用接地工作站、导电泡沫）进行操作。

9. 技术对比与差异化

基于AlGaInP技术的19-213 LED在黄色发光方面具有显著优势：

• 与传统黄色LED（例如GaAsP）相比：AlGaInP提供更高的发光效率和更好的色彩饱和度（更亮、更纯的黄色），从而在相同电流下实现更亮的输出。
• 与荧光粉转换的白光/黄光LED相比：作为直接半导体发光体，它没有荧光粉随时间衰减的问题，可能提供更好的长期色彩稳定性。其光谱也更窄，这对于特定的滤色应用是可取的。
• 与较大的引线式LED相比：SMD封装支持自动化组装、更高的板载密度并减少寄生电感，这对高速开关应用有益。

10. 常见问题解答 (FAQ)

10.1 如何选择正确的限流电阻？

为进行保守设计，请使用您订单代码中指定的电压分档的最大正向电压（例如，分档24：最大2.3V）。对于5V电源和20mA目标电流：R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135欧姆。使用下一个标准值（例如，150欧姆）并计算实际电流：I = (5V - 2.1V_典型值) / 150 = ~19.3mA，这是安全的。

10.2 能否使用恒压电源而不接电阻驱动此LED？

No.这几乎肯定会损坏LED。正向电压存在公差且随温度变化。如果设置为典型VF（例如2.0V）的恒压源遇到实际VF较低的LED，可能会提供过大的电流。

10.3 为什么存储和烘烤过程如此重要？

SMD封装会吸收空气中的湿气。在高温回流焊接过程中，这些被困的湿气会迅速汽化，导致内部分层或"爆米花"效应，使封装开裂。防潮袋和烘烤程序可防止这种失效模式。

10.4 料号中的 "Y2C" 代表什么？

这是制造商特定的代码，封装了发光强度（CAT）、主波长（HUE）和正向电压（REF）的分档信息，允许精确选择性能特性。

11. 设计与应用案例研究

11.1 低功耗状态指示面板

场景：设计一个带有20个黄色状态指示灯的紧凑型控制面板。

设计选择：

1. 驱动电路：有一个5V电源轨可用。为简化设计和降低成本，选择为每个LED串联一个电阻。对于Q2档（90-112 mcd）和电压21档（1.9-2.0V），为每个LED选择150欧姆电阻，提供约20mA电流和明亮、一致的指示。
2. PCB布局：2.0x1.25mm的封装尺寸允许紧密排列。连接到地平面的小型散热连接有助于耗散每个LED约40mW（2V * 20mA）的功率。
3. 工艺：元件订购在8mm载带上，用于自动化贴片机。开封后，整卷在一个班次内用完，以避免受潮问题。
4. 结果：得益于19-213 LED的小尺寸和一致的分档，实现了一个可靠、高密度、颜色和亮度均匀的指示灯阵列。

12. 工作原理

19-213 LED是一种半导体光子器件。它采用在衬底上生长的铝镓铟磷（AlGaInP）外延层制造。当施加超过材料带隙能量（约1.7-2.3V）的正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，并在那里复合。这种复合过程以光子（光）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——在本例中为亮黄色（~591 nm）。透明树脂封装保护半导体芯片并充当透镜，塑造了120度的辐射模式。

13. 技术趋势

像19-213这样的表面贴装LED因其与自动化制造的兼容性而成为现代电子组件的标准。该领域的发展趋势包括：

• 效率提升：持续的材料科学改进旨在从AlGaInP和其他化合物半导体中产生更高的发光效率（每瓦电能产生更多光输出）。
• 微型化：封装尺寸持续减小（例如从2.0mm到1.6mm或更小），以实现PCB上更高的密度。
• 可靠性增强：封装材料和芯片贴装技术的改进，以承受更高的焊接温度和更恶劣的环境条件。
• 分档更精细：先进的分类和测试技术允许更窄的性能分档，使设计人员能够更精确地控制产品中的颜色和亮度均匀性。
• 集成化：趋势是向在同一封装内集成限流电阻或IC驱动器的LED发展，从而简化电路设计。