SMD LED 19-21/G6C-FM1N2B/3T 规格书 - 尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 电压 1.75-2.35V - 颜色 亮黄绿 - 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和可靠性能的现代电子应用而设计。该LED采用AlGaInP芯片技术，可发出亮黄绿色的光。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PCB设计和更紧凑的终端产品。其轻量化结构也使其成为空间和重量是关键限制因素的微型及便携式应用的理想选择。

该元件完全符合RoHS、欧盟REACH及无卤指令，确保其适用于具有严格环保法规的全球市场。产品采用8mm载带包装，卷绕在7英寸直径的卷盘上，完全兼容高速自动化贴片组装设备，从而简化了制造流程。

1.1 核心特性与优势

• 微型化封装：SMD格式相比有引线元件，可实现更小的电路板尺寸和更高的封装密度。
• 自动化友好：采用卷带包装，兼容标准自动贴装设备。
• 焊接可靠：兼容红外回流焊和气相回流焊工艺。
• 环保合规：产品无铅，符合RoHS、REACH标准，且无卤（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。
• 单色类型：发出单一、一致的亮黄绿色光。

1.2 目标应用

这款LED用途广泛，适用于各种照明和指示用途，包括：

• 汽车仪表盘、开关和控制面板的背光。
• 电话、传真机等通信设备中的状态指示灯和键盘背光。
• LCD显示屏、开关面板和符号的平面背光单元。
• 消费电子、工业控制和仪器仪表中的通用指示灯。

2. 技术规格与客观解读

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。不保证在或超过这些极限下运行。

5V的反向电压额定值相对较低，强调此LED并非为反向偏压操作设计，在可能出现反向电压的电路中需要保护。25mA的正向电流额定值对于小型SMD LED是标准值。2000V（HBM）的ESD额定值表明应遵循标准防静电操作规范。宽泛的工作温度范围（-40°C至+85°C）使其适用于汽车和工业环境。2.2 光电特性

这些参数在正向电流（IF）为20mA、环境温度（Ta）为25°C的条件下测得，代表典型工作条件。

参数

发光强度范围较宽（18-45 mcd），通过分档系统进行管理（详见后文）。典型的100度视角提供了宽广的发射模式，适用于背光和漫射指示。主波长570-574.5 nm使输出光位于可见光谱的黄绿色区域。正向电压范围1.75V至2.35V相对较低，这是AlGaInP技术的典型特征，有助于降低功耗。备注明确指出该器件非为反向操作设计；VR额定值仅用于IR测试。3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED会根据性能进行分档。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

分档代码

包装标签上的CAT代码对应此分档。选择更高的分档（例如N2）可保证更高的最低亮度，这对于需要均匀面板亮度或远距离可见性的应用至关重要。3.2 主波长分档

分档代码

标签上的HUE代码指代此色度/波长分档。更严格的波长控制（更小的分档范围）对于多个LED间颜色一致性至关重要的应用（如多段显示器或颜色匹配的指示灯阵列）至关重要。3.3 正向电压分档

分档代码

REF代码表示电压分档。当多个LED并联时，使用相同电压分档的LED有助于确保更均匀的电流分配，防止某些LED过驱动。4. 性能曲线分析

规格书提供了几条典型特性曲线，说明了器件在不同条件下的行为。

4.1 相对发光强度 vs. 正向电流

该曲线显示光输出随正向电流增加而增加，但呈非线性关系。以超过推荐值20mA的电流驱动LED，可能带来亮度增益的边际效益递减，同时显著增加功耗和结温，可能缩短使用寿命。

4.2 相对发光强度 vs. 环境温度

该曲线展示了发光强度的负温度系数。随着环境温度升高，光输出降低。对于在高温环境下运行的设计，这是关键考虑因素；可能需要降额或热管理来维持所需的亮度水平。

4.3 正向电流降额曲线

此图定义了最大允许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，在高环境温度下运行时必须降低正向电流。遵循此曲线对于长期可靠性至关重要。

4.4 正向电压 vs. 正向电流

IV曲线显示了典型的二极管指数关系。正向电压随电流增加而增加。工作区域内曲线的斜率决定了所需的驱动电压，并有助于计算用于限流的串联电阻值。

4.5 光谱分布与辐射模式

光谱图证实了其单色特性，峰值波长约575nm，典型带宽20nm。辐射模式图展示了类似朗伯分布的发射轮廓，以及100度视角，显示了强度如何随偏离中心轴的角度变化。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

19-21封装的标称尺寸为2.0mm（长）x 1.25mm（宽）x 0.8mm（高）。图纸规定了公差为±0.1mm（除非另有说明）。封装上标有清晰的阴极标记，这对于组装时的正确方向至关重要。PCB上的推荐焊盘图形（封装）应根据这些尺寸设计，以确保正确的焊接和机械稳定性。

5.2 极性识别

正确的极性对于LED工作至关重要。封装上有一个明显的标记（通常是凹口、圆点或切角）来标识阴极端子。设计人员必须确保PCB丝印和组装文件清晰地反映此方向，以防止反向安装。

6. 焊接与组装指南

正确的处理和焊接对于保持LED性能和可靠性至关重要。

6.1 存储与湿度敏感性

使用前：

• 在准备组装前，请勿打开防潮屏障袋。开封后：
• 请在168小时（7天）内使用。未使用的部件应存储在≤30°C且≤60% RH的环境中。重新烘烤：
• 如果超过存储时间或干燥剂指示受潮，使用前应在60±5°C下烘烤24小时。6.2 回流焊曲线（无铅）

推荐的温度曲线对于形成可靠的焊点而不损坏LED至关重要。

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，保持时间不超过10秒。升温速率：
• 最高6°C/秒，直至255°C。冷却速率：
• 最高3°C/秒。限制：
• 回流焊次数不应超过两次。6.3 手工焊接注意事项

如果必须进行手工焊接，需要格外小心：

使用烙铁头温度<350°C的烙铁。

• 每个端子的接触时间限制在≤3秒。
• 使用功率≤25W的烙铁。
• 焊接每个端子之间至少间隔2秒。
• 6.4 电流保护与维修

限流：

必须使用外部串联电阻。LED的指数型IV特性意味着微小的电压增加可能导致电流急剧上升，从而导致立即失效。电阻值必须根据电源电压和LED在所需工作电流下的正向电压计算。维修：
不建议在焊接后进行维修。如果绝对必要，请使用双头烙铁同时加热两个端子，并避免机械应力。维修后务必验证功能。7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED采用防潮包装提供：

载带：

• 宽度8mm。卷盘：
• 直径7英寸（178mm）。每卷数量：
• 3000片。包装：
• 元件密封在带有干燥剂和湿度指示卡的铝箔防潮袋中。7.2 标签说明

卷盘标签包含定义所装LED具体分档的代码：

P/N：

• 产品编号（例如，19-21/G6C-FM1N2B/3T）。CAT：
• 发光强度等级（例如，M1， N2）。HUE：
• 色度坐标与主波长等级（例如，CC3）。REF：
• 正向电压等级（例如，1）。LOT No：
• 可追溯的生产批号。8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用电路

最常见的驱动方式是恒流源或带串联限流电阻的电压源。对于电源电压V_supply，电阻值R的计算公式为：R = (V_supply - V_F) / I_F，其中V_F是LED在所需电流I_F（通常为20mA）下的正向电压。务必使用规格书或分档中的最大V_F值，以确保在最坏情况下电流不超过极限。

8.2 热管理

虽然封装很小，但功耗（最高60mW）仍可能导致温升。对于在高环境温度或高电流下运行的应用，应确保LED焊盘周围有足够的PCB铜箔面积（散热焊盘），以充当散热器并将热量从结区传导出去。

8.3 光学设计

100度视角提供了宽广的漫射光。对于聚焦或定向光，可能需要外部透镜或导光件。LED封装的水晶透明树脂适合与光导管配合使用。

9. 技术对比与差异化

基于AlGaInP技术的19-21 LED在黄绿色发光方面具有显著优势：

与传统引线LED对比：

• 主要优势在于SMD格式，可实现自动化组装、减小尺寸和重量。与其他SMD颜色对比：
• 相比旧技术，AlGaInP LED在黄/琥珀/绿光谱范围内通常具有更高的发光效率，从而在相同电流下实现更亮的输出。与白光LED对比：
• 对于纯色指示（例如状态灯），像这样的单色LED比荧光粉转换的白光LED效率更高、色彩饱和度更好。10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 为什么串联电阻是绝对必要的？

LED是电流驱动器件。其正向电压具有负温度系数和生产公差。没有电流限制的电压源会因LED发热而导致电流失控，从而迅速失效。串联电阻提供了一种简单、线性的电流限制。

10.2 我可以用PWM信号驱动此LED进行调光吗？

可以，脉宽调制（PWM）是调光LED的有效方法。它通过快速开关LED来实现。感知亮度与占空比成正比。此方法避免了模拟（电流减小）调光可能出现的颜色偏移。确保PWM频率足够高（通常>100Hz）以避免可见闪烁。

10.3 分档代码是什么意思，我该如何选择？

分档代码根据性能对LED进行分类。例如，如果您的设计要求整个面板亮度均匀，您应指定一个严格的发光强度分档（例如，仅N1）。如果颜色一致性至关重要，则指定一个严格的波长分档（例如，仅CC3）。请与您的供应商确认特定分档组合的可用性。

10.4 我可以对此LED进行多少次回流焊？

规格书规定最多可进行两次回流焊循环。每个热循环都会对内部芯片粘接和引线键合产生应力。超过两次循环会显著增加潜在失效或性能下降的风险。

11. 实际设计与使用示例

11.1 仪表盘开关背光

在汽车仪表盘中，多个19-21 LED可以放置在透明开关帽后面。其小巧尺寸使其能够安装在狭窄空间内。使用相同发光强度和波长分档的LED可确保所有开关具有均匀的颜色和亮度。宽广的视角可在开关表面提供均匀的照明。工作温度范围完全覆盖汽车内部环境。

11.2 PCB状态指示灯阵列

在网络路由器或工业控制器上，一排这样的LED可以指示电源、网络活动和系统故障。其低正向电压可最大限度地降低系统逻辑电源轨（例如3.3V）的功耗。通过将它们排列成网格并指定一致的电压分档，设计人员可以为多个并联的LED使用单一的限流电阻值，从而简化物料清单。

12. 技术原理介绍

19-21 LED基于AlGaInP（铝镓铟磷）半导体材料。这种材料体系在产生黄、橙、红和绿光谱区域的光方面特别高效。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴复合，以光子的形式释放能量。AlGaInP层的具体成分决定了发射光的波长（颜色）。在此器件中，成分被调整以产生主波长在570nm至574.5nm之间的光子，人眼感知为亮黄绿色。水晶透明的环氧树脂封装料保护半导体芯片，并充当主透镜，塑造光输出光束。

13. 行业趋势与发展

指示灯和背光LED的趋势继续朝着更高效率、更小封装和更高集成度发展。虽然19-21代表了一种成熟可靠的封装尺寸，但对于空间受限的应用，像1.6x0.8mm甚至更小的新型封装正变得越来越普遍。通过先进的外延生长和分选技术，在制造层面提高颜色一致性和减小分档范围的重视程度也在不断提高。此外，汽车和工业应用对更高可靠性的追求推动了在高温高湿条件下性能的改进。基础的AlGaInP技术仍然是饱和色彩的主力，尽管针对特定性能目标，使用其他材料体系（如InGaN）的荧光粉转换和直接发射绿光LED技术也在不断发展。

The trend in indicator and backlight LEDs continues toward higher efficiency, smaller packages, and greater integration. While the 19-21 represents a mature and reliable package size, newer packages like 1.6x0.8mm or even smaller are becoming common for space-constrained applications. There is also a growing emphasis on improving color consistency and reducing bin spread at the manufacturing level through advanced epitaxial growth and sorting technologies. Furthermore, the drive for higher reliability in automotive and industrial applications pushes for improved performance under high-temperature and high-humidity conditions. The underlying AlGaInP technology remains a workhorse for saturated colors, though advancements in phosphor-converted and direct-emission green LEDs using other material systems (like InGaN) continue to evolve for specific performance targets.