SMD LED 19-218/GHC-YR1S2M/3T 规格书 - 亮绿色 - 20mA - 典型值3.2V - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款发射亮绿色光的表面贴装器件（SMD）LED的技术规格。该元件专为在印刷电路板（PCB）上进行高密度贴装而设计，在小型化和自动化组装工艺方面具有显著优势。

1.1 核心特性与优势

该LED以卷带形式供货，卷带宽度为8mm，缠绕在直径为7英寸的卷盘上，兼容标准自动化贴片设备。它适用于红外回流焊和气相回流焊工艺。此为单色型LED。产品符合环保法规：无铅（Pb-free），符合RoHS指令，遵守欧盟REACH法规，并满足无卤要求（溴<900 ppm，氯<900 ppm，溴+氯<1500 ppm）。

相比传统的引线框架元件，紧凑的SMD封装带来了显著的设计优势。这些优势包括：减少电路板占用空间、提高元件封装密度、降低存储要求，并最终实现终端产品设备小型化的潜力。封装本身的轻量化特性也使其成为微型和便携式应用的理想选择。

1.2 目标应用

此LED适用于多种指示灯和背光功能，包括：

• 汽车或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。
• 液晶显示器（LCD）、开关和符号的平面背光。
• 通用指示灯应用。

2. 技术规格

2.1 器件选型与材料

LED芯片采用氮化铟镓（InGaN）半导体材料制成，可产生亮绿色的发光颜色。封装树脂为无色透明。

2.2 绝对最大额定值

以下额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限条件。不保证在此条件下或超出此条件运行。

• 反向电压（V_R）：5 V
• 正向电流（I_F）：25 mA（连续）
• 峰值正向电流（I_FP）：100 mA（占空比 1/10 @ 1 kHz）
• 功耗（P_d）：110 mW
• 静电放电（ESD）人体模型（HBM）：150 V
• 工作温度（T_opr）：-40°C 至 +85°C
• 存储温度（T_stg）：-40°C 至 +90°C
• 焊接温度（T_sol）：
  • 回流焊：峰值温度260°C，最长10秒。
  • 手工焊：350°C，最长3秒。

2.3 电光特性

这些参数在环境温度25°C下规定，代表典型工作性能。

• 发光强度（I_v）：112 - 285 mcd（在 I_F= 20 mA 下测量）。容差为±11%。
• 视角（2θ_1/2）：120 度（典型值）。
• 峰值波长（λ_p）：518 nm（典型值）。
• 主波长（λ_d）：520 - 535 nm。容差为±1 nm。
• 光谱辐射带宽（Δλ）：20 nm（典型值）。
• 正向电压（V_F）：2.75 - 3.95 V（在 I_F= 20 mA 下）。容差为±0.05 V。
• 反向电流（I_R）：最大 50 μA（在 V_R= 5 V 下）。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据关键参数被分选到不同的档位中。这使得设计人员能够选择符合特定应用要求的元件。

3.1 发光强度分档

根据在20 mA下测得的发光强度，LED被分为四个档位（R1, R2, S1, S2）。

• R1：112 - 140 mcd
• R2：140 - 180 mcd
• S1：180 - 225 mcd
• S2：225 - 285 mcd

3.2 主波长分档

与感知颜色相关的主波长被分为三组（X, Y, Z）。

• X：520 - 525 nm
• Y：525 - 530 nm
• Z：530 - 535 nm

3.3 正向电压分档

正向电压在M组内分为四个代码（5, 6, 7, 8）。这对于限流电路设计非常重要。

• 5：2.75 - 3.05 V
• 6：3.05 - 3.35 V
• 7：3.35 - 3.65 V
• 8：3.65 - 3.95 V

4. 性能曲线分析

规格书提供了几条特性曲线，用以说明器件在不同条件下的行为。这些对于稳健的电路设计至关重要。

4.1 相对发光强度 vs. 环境温度

此曲线显示了光输出如何随着环境温度升高而降低。设计人员必须考虑这种热降额，尤其是在高温环境或高功率应用中，以确保维持足够的亮度。

4.2 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。随着温度升高，最大安全工作电流会降低，以防止过热并确保长期可靠性。25 mA的绝对最大值仅在环境温度等于或低于25°C时有效。

4.3 发光强度 vs. 正向电流

此曲线描绘了驱动电流与光输出之间的非线性关系。虽然增加电流会提高亮度，但也会增加功耗和结温，从而影响效率和寿命。

4.4 光谱分布

光谱输出曲线显示了在不同波长下发射的光强度，中心位于约518 nm的峰值波长附近。窄带宽是基于InGaN的绿色LED的特征。

4.5 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

这条基本曲线显示了二极管中电压与电流之间的指数关系。"拐点"电压是导通开始显著的地方。工作区域的斜率表示动态电阻。

4.6 辐射模式

极坐标图说明了光强度的空间分布。120度的视角表明其具有类似朗伯体的宽发射模式，适用于区域照明和宽视角指示灯。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

规格书包含LED封装的详细尺寸图。关键尺寸包括本体长度、宽度、高度以及阴极/阳极端子的位置。所有未注公差为±0.1 mm。

提供了PCB的建议焊盘图形，以确保可靠的焊接和机械稳定性。推荐的焊盘尺寸仅供参考；设计人员应根据其特定的PCB制造工艺和热要求进行修改。

6. 标签与包装信息

6.1 标签说明

卷盘标签包含多个用于追溯和识别的代码：

CPN：

• 客户产品编号。P/N：
• 制造商产品编号（例如，19-218/GHC-YR1S2M/3T）。QTY：
• 包装数量。CAT：
• 发光强度等级（例如，R1, S2）。HUE：
• 色度坐标与主波长等级（例如，X, Y, Z）。REF：
• 正向电压等级（例如，5, 6, 7, 8）。LOT No：
• 生产批号，用于追溯。6.2 卷盘与载带尺寸

规定了载带和7英寸直径卷盘的尺寸。标准装载量为每卷3000片。

6.3 防潮包装

LED采用防潮袋（铝箔防潮袋）包装，并附有干燥剂以吸收环境湿气。袋上的标签标明了湿度敏感等级（MSL）和操作说明。对于在回流焊过程中易受湿气损伤（"爆米花"效应）的元件，这种包装至关重要。

7. 焊接与组装指南

7.1 关键注意事项

过流保护：

LED是电流驱动器件。必须串联使用外部限流电阻。正向电压的微小变化可能导致电流的巨大变化，可能立即导致故障（烧毁）。7.2 存储与操作在准备使用元件之前，请勿打开防潮袋。打开前：存储在≤30°C且相对湿度（RH）≤90%的环境中。

打开后："车间寿命"（元件可暴露在工厂环境空气中的时间）在≤30°C且≤60% RH条件下为1年。未使用的部件应重新密封在带有干燥剂的防潮包装中。

• 如果干燥剂指示剂变色或存储时间超过规定，则需要进行烘烤处理：60 ±5°C，24小时。
• 7.3 焊接条件
• 回流焊曲线（无铅）：
• 预热：150-200°C，60-120秒。

液相线以上时间（217°C）：60-150秒。

峰值温度：最高260°C。

• 峰值温度±5°C内时间：最长10秒。
• 升温速率：最大3°C/秒（从预热到峰值）。
• 冷却速率：最大6°C/秒。
• 回流焊不应超过两次。加热期间避免对LED施加机械应力，焊接后不要弯曲PCB。
• 手工焊接：
• 使用烙铁头温度<350°C的烙铁，每个端子焊接时间不超过3秒。烙铁功率应为25W或更低。焊接每个端子之间至少间隔2秒。手工焊接存在较高的热损伤风险。

不建议在焊接后进行返修。如果不可避免，请使用双头烙铁同时加热两个端子并均匀抬起元件，以避免损坏焊盘或LED本身。任何返修后都应验证器件功能。8. 应用说明与设计考量

8.1 电路设计务必使用串联电阻来限制正向电流。使用欧姆定律计算电阻值：R = (V

电源

- V

) / I_{。使用分档或规格书中的最大V}值，以确保在最坏情况下电流不超过限制。考虑电阻的额定功率（P = I_F* R）。对于驱动多个LED，串联配置有利于电流匹配，但需要更高的电源电压。并联配置需要为每个LED配备独立的限流电阻，以防止电流不均。_F8.2 热管理_F尽管是小型SMD元件，热管理对于寿命和稳定性能至关重要。降额曲线清楚地显示了性能随温度的损失。确保足够的PCB铜箔面积（散热焊盘）以散热，尤其是在接近最大额定电流或高环境温度下工作时。避免将LED放置在靠近其他发热元件的位置。_F²8.3 光学集成

120度的宽视角使该LED适用于需要宽泛照明的应用。对于更定向的光线，可能需要外部透镜或导光板。无色透明树脂为LED与滤色片或扩散片配合使用的应用提供了中性的基色。

9. 技术对比与定位

这款基于InGaN的绿色LED为SMD指示灯LED市场提供了一个典型的解决方案。其主要差异化在于其符合现代环保标准（无卤、REACH）以及其针对无铅回流工艺的规格。提供的分档信息提供了对于多LED阵列或显示器非常重要的颜色和亮度一致性水平。相对较高的发光强度（20mA下高达285 mcd）与标准SMD封装尺寸的结合，使其成为指示灯和低亮度背光任务的通用选择。设计人员应将正向电压分档和发光强度分档与应用特定的电压裕量和亮度均匀性要求进行比较。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：分档代码的目的是什么？

答：分档确保了电气和光学特性的一致性。例如，使用来自相同V

档位的LED可以确保在使用公共限流电阻驱动时亮度均匀。使用来自相同波长档位的LED可以确保颜色匹配。

问：如果我的电源电压正好是3.2V，我可以不用限流电阻驱动这个LED吗？

答：不行。正向电压有一个范围（2.75V-3.95V）。3.2V的电源电压可能导致低V_F的LED电流过大，从而导致故障。对于恒压驱动，串联电阻始终是强制要求的。

问：如何理解"峰值正向电流"额定值100mA？

答：这是一个脉冲电流额定值（1kHz下占空比1/10）。它不能用于连续工作。连续直流电流不得超过25mA。_F问：为什么防潮包装很重要？

答：塑料封装吸收的湿气在高温回流焊过程中会迅速汽化，导致内部分层、开裂或"爆米花"效应，从而损坏元件。

11. 设计用例示例

场景：设计一个有10个亮度均匀的绿色LED的状态指示灯面板。

电流设定：

选择驱动电流。为了平衡亮度和寿命，选择I

= 20 mA。

1. 电压档位选择：为确保使用单一限流电阻值时亮度均匀，指定使用来自相同正向电压档位的LED（例如，档位6：3.05-3.35V）。使用该档位的最大V_F值（3.35V）进行最坏情况下的电阻计算。
2. 亮度档位选择：指定所需的发光强度档位（例如，S1：180-225 mcd）以保证最低亮度水平。_F电路设计：
3. 使用5V电源（V电源
4. ），计算串联电阻：R = (5V - 3.35V) / 0.020A = 82.5Ω。使用最接近的标准值82Ω。电阻功率：P = (0.020A)* 82Ω = 0.0328W。标准的1/10W（0.1W）电阻足够。_布局：使用推荐的焊盘布局将LED放置在PCB上。将所有LED并联连接，每个LED串联一个82Ω电阻以防止电流不平衡。²组装：
5. 遵循回流焊曲线指南。如果未立即使用，将打开的卷盘存放在干燥柜中。12. 工作原理
6. 此LED是一种半导体光子器件。其核心是由InGaN（氮化铟镓）材料制成的芯片，形成一个p-n结。当施加超过结阈值电压的正向电压时，电子和空穴被注入到结区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。InGaN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）——在本例中为亮绿色（约518-535 nm）。无色透明环氧树脂封装芯片，提供机械保护，塑造辐射模式，并作为折射介质。13. 技术趋势

此类SMD LED的发展受到电子设备小型化、自动化和能效趋势的推动。业界持续追求更高的发光效率（每瓦电能产生更多的光输出），这提高了系统效率并降低了热负荷。荧光粉技术和芯片设计的进步正在扩大LED的色域和显色能力。此外，集成是一个关键趋势，多芯片封装（RGB、白光）甚至驱动IC被组合到单个模块中。对环保合规性（无卤、REACH）以及汽车和工业应用高可靠性制造工艺的重视，持续影响着元件的规格和测试要求。

This LED is a semiconductor photonic device. Its core is a chip made of InGaN (Indium Gallium Nitride) materials, forming a p-n junction. When a forward voltage exceeding the junction's threshold is applied, electrons and holes are injected across the junction. When these charge carriers recombine, they release energy in the form of photons (light). The specific composition of the InGaN alloy determines the bandgap energy, which directly corresponds to the wavelength (color) of the emitted light—in this case, brilliant green (~518-535 nm). The water-clear epoxy resin encapsulates the chip, providing mechanical protection, shaping the radiation pattern, and acting as a refractive medium.

. Technology Trends

The development of SMD LEDs like this one is driven by trends in electronics miniaturization, automation, and energy efficiency. There is a continuous push for higher luminous efficacy (more light output per electrical watt), which improves system efficiency and reduces thermal load. Advancements in phosphor technology and chip design are expanding the color gamut and color rendering capabilities of LEDs. Furthermore, integration is a key trend, with multi-chip packages (RGB, white) and even driver ICs being combined into single modules. The emphasis on environmental compliance (Halogen-Free, REACH) and high-reliability manufacturing processes for automotive and industrial applications continues to shape component specifications and testing requirements.