SMD LED 19-217/S2C-AL1M2VY/3T 数据手册 - 亮橙色 - 5mA - 1.7-2.2V - 英文技术文档

1. 产品概述

19-217/S2C-AL1M2VY/3T是一款表面贴装器件（SMD）LED，专为需要可靠、紧凑且高效指示照明的现代电子应用而设计。该元件采用AlGaInP（铝镓铟磷）半导体技术，可产生明亮的橙色光输出。其主要设计目标是小型化、兼容自动化组装工艺，并遵守严格的环境与安全标准。

该LED的核心优势源于其SMD封装。它比传统的引线框架型LED尺寸显著减小，从而能在印刷电路板（PCB）上实现更高的元件组装密度。这有助于减小整体电路板尺寸，最大限度地减少存储空间需求，并最终助力开发更小、更轻的终端用户设备。其封装重量轻的特性，使其特别适用于空间和重量是关键限制因素的微型及便携式应用。

该产品的目标市场广泛，涵盖通用电子、消费类设备和工业设备。其设计旨在满足寻求可靠、符合RoHS标准且无卤素的橙色指示解决方案的设计师的需求，该方案可通过标准的表面贴装技术（SMT）生产线进行集成。

技术规格详解

2.1 光电特性

电光性能指标基于环境温度（Ta）为25°C、正向电流（IF）为5mA的标准测试条件。关键参数定义了光输出和颜色质量。

• 发光强度（Iv）： 根据人眼敏感度调整后的辐射功率。其典型值并非单一数值；产品被分档（L1, L2, M1, M2），最小值为11.5 mcd至22.5 mcd。最高档（M2）的最大值为28.5 mcd。发光强度的容差为±11%。
• 视角（2θ1/2）： 这是光强为0度（轴向）光强一半时所对应的角度。该LED具有120度的极宽视角，适用于需要从广泛角度都能看到光线的应用场景。
• 峰值波长 (λp): 光谱辐射强度达到最大值时所对应的波长。典型值为611纳米 (nm)，这使其明确位于可见光谱的橙色区域。
• 主波长 (λd): 这是人眼感知到的光色所对应的单一波长。其范围在600.5 nm至612.5 nm之间，容差严格控制在±1 nm。主波长也进行了分档（D8至D11）。
• 光谱带宽 (Δλ): 在最大光功率一半处所测得的光谱宽度。典型值为17 nm，这表明其具有AlGaInP技术特有的相对纯净的色光发射特性。

2.2 电气参数

电气特性定义了确保可靠性能的工作极限和条件。

• 正向电压 (VF): 指LED在指定电流下工作时的压降。当IF=5mA时，其范围从最小值1.70V到最大值2.20V，容差为±0.05V。这种低正向电压对于低功耗和电池供电设备是有利的。该电压也进行了分档（代码19至23）。
• 反向电压 (VR): 指在不损坏器件的情况下可施加的最大反向电压。其绝对最大额定值为5V。
• 反向电流 (IR): 指施加最大反向电压（5V）时的漏电流。其最大值为10 µA。
• 正向电流 (IF): 推荐连续工作电流为 25 mA。
• 峰值正向电流 (IFP): 在脉冲工作条件下（占空比 1/10，频率 1 kHz），LED 可承受高达 60 mA 的峰值电流。

2.3 热性能与绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致永久性损坏的环境和应力极限。

• 功耗 (Pd): 最大允许功耗为 60 mW。
• 工作温度 (Topr): 可靠工作的环境温度范围为 -40°C 至 +85°C。
• 储存温度 (Tstg): 非工作状态下的储存温度范围为 -40°C 至 +90°C。
• 静电放电 (ESD): 该器件可承受人体模型 (HBM) 2000V 的静电放电，这是在静电防护环境下操作的标准防护等级。
• 焊接温度: 该封装兼容回流焊和手工焊接。
  • 回流焊接：最高峰值温度260°C，持续时间不超过10秒。
  • 手工焊接：烙铁头温度最高350°C，每个焊点最多持续3秒。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED会根据关键参数进行分档。这使得设计人员能够选择满足特定应用要求的器件。

3.1 发光强度分档

LED根据其在5mA电流下测得的发光强度被分为四个档位（L1, L2, M1, M2）。这允许为需要不同亮度水平的应用进行选择，同时保持可预测的性能。

3.2 主波长分档

颜色（色调）通过四个波长档（D8、D9、D10、D11）进行严格控制，每个档位覆盖从600.5nm到612.5nm的3nm范围。这确保了组件中多个单元之间的视觉颜色一致性。

3.3 正向电压分档

正向电压被分为五个档位（19至23），每个档位覆盖从1.70V到2.20V的0.1V范围。这对于需要精确管理电源设计和限流电阻计算的设计师尤其有用，特别是在压降可能成为问题的大型阵列中。

4. 性能曲线分析

虽然数据手册中引用了具体的图形曲线，但可以根据标准LED行为和所提供的参数来描述其含义。

该 电流-电压 (I-V) 特性曲线 将呈现典型的二极管指数关系。指定的正向电压范围（5mA时为1.7-2.2V）指示了该曲线的“拐点”。在远高于5mA的电流下工作将需要更高的正向电压，即沿着指数斜率上移。这强调了使用限流电阻或恒流驱动器的重要性，因为电压的微小增加可能导致电流大幅、甚至具有破坏性的增长。

该 光强-正向电流 (L-I) 特性曲线 在一定范围内通常是线性的。在最大连续电流（25mA）下工作会比在测试电流5mA时产生显著更高的光输出，但也会增加功耗和结温，这必须通过适当的PCB热设计来管理。

该 温度依赖性 特性至关重要。对于AlGaInP LED，光强通常随结温升高而降低。虽然没有提供精确的降额曲线，但宽广的工作温度范围（-40°C 至 +85°C）证实了器件的鲁棒性。设计者必须考虑高温环境下的光强衰减。正向电压也具有负温度系数，这意味着它会随温度升高而略微下降。

该 光谱分布 曲线将显示一个以611nm（典型值）为中心的相对狭窄的单峰，其17nm的带宽定义了峰的宽度。这证实了输出的单色性，适用于需要特定饱和橙色的应用。

5. 机械与封装信息

19-217 LED采用标准SMD封装。除非另有说明，其精确尺寸在数据手册的详细图纸中提供，标准公差为±0.1mm。主要机械特性包括：

• 封装外形： 图纸规定了LED本体的长、宽、高，以及可焊端子（焊盘）的尺寸和间距。
• 焊盘设计： PCB上的焊盘布局必须与推荐的焊盘设计相匹配，以确保良好的焊接、机械稳定性以及可能的部分散热。
• 极性标识： 数据手册图纸明确标明了阳极和阴极端子。正确的极性对器件工作至关重要。通常，其中一个焊盘可能通过不同标记或形状（例如LED封装本身的凹口或斜角）来指示阴极。
• 材料： 透镜（树脂）颜色指定为“无色透明”，这意味着橙光是通过透明的封装材料发出的，这有助于实现120度的宽视角。

6. 焊接与组装指南

正确的操作和焊接对可靠性至关重要。LED采用防潮包装（卷带式）提供，兼容自动贴装设备。

6.1 回流焊参数

推荐使用无铅回流焊接曲线。该曲线包括：

• 预热： 在60-120秒内从环境温度升温至150-200°C。
• 浸润/回流： 液相线（217°C）以上的时间应为60-150秒。峰值温度不得超过260°C，且达到或高于255°C的时间必须限制在最多30秒。
• 冷却： 最大冷却速率应为每秒6°C。

重要提示： 同一LED组件的回流焊接不应超过两次，以避免热应力损伤。

6.2 存储与湿度敏感性

组件采用带有干燥剂的防潮袋包装。

• 开封前： 储存条件为温度≤30°C，相对湿度≤90%。
• 开封后： 在≤30°C和≤60%相对湿度的条件下，其“车间寿命”（组件可暴露于工厂环境空气中的时间）为1年。未使用的部件应重新密封于防潮包装中。
• 烘烤： 如果干燥剂显示已饱和或储存时间超期，则需要在回流焊接前，以60±5°C的温度烘烤24小时，以防止焊接过程中发生“爆米花”式开裂。

6.3 手工焊接与返修

如必须进行手工焊接：

• 使用烙铁头温度≤350°C的烙铁。
• 每个焊点的接触时间限制在≤3秒。
• 使用额定功率≤25W的烙铁。
• 焊接每个焊点之间至少间隔2秒。

强烈不建议进行返修。 如果绝对无法避免，必须使用专用的双头烙铁同时加热两个端子并抬起元件，且不施加机械应力。任何返工后都必须验证对LED特性的影响。

7. 封装与订购信息

标准运输包装为缠绕在7英寸直径卷盘上的8毫米宽载带。每卷包含3000件。

卷盘和载带具有数据手册图纸中提供的特定尺寸，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：

• CPN： Customer's Product Number (if assigned).
• P/N： 制造商零件编号 (19-217/S2C-AL1M2VY/3T)。
• 数量： 包装数量 (3000 个/卷)。
• 类别： 光强度分级代码 (例如，L1, M2)。
• 色调： 主波长分级代码 (例如，D9, D11)。
• 参考： 正向电压分档代码（例如：20、22）。
• 批号： 用于追溯的生产批号。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 背光： 非常适合用于仪表盘图标、薄膜开关和控制面板的背光，这些应用得益于其宽广的视角。
• Telecommunication Equipment: 在电话、传真机和网络硬件中用作状态指示灯、留言等待灯或键盘背光灯。
• LCD面板背光： 可用于小型单色LCD显示屏的平面、侧入式背光，或用于照亮特定符号。
• 通用指示灯用途： 广泛应用于各类消费及工业电子产品中，作为电源开启指示灯、模式选择器、报警信号灯和状态指示灯。

8.2 关键设计考量

1. 必须进行电流限制： 必须始终使用一个外部限流电阻与LED串联。正向电压存在容差且具有负温度系数。如果未进行适当限制，电源电压的轻微升高或由于发热导致的VF下降都可能引发巨大的、具有破坏性的电流浪涌。电阻值(R)的计算公式为：R = (电源电压 - LED正向电压) / 期望电流。
2. 热管理： 尽管封装尺寸小，但必须遵守60mW的最大功耗限制。在高电流（例如25mA）下工作会产生热量。PCB布局应在LED焊盘周围提供足够的铜箔面积以充当散热器，尤其是在高环境温度环境或多个LED密集排列的情况下。
3. ESD预防措施： 尽管其ESD等级为2000V HBM，但在组装和操作过程中仍应遵循标准的ESD处理程序，以防止潜在损伤。
4. 光学设计： 120度的视角提供了非常宽广、扩散的发射模式。对于需要更聚焦光束的应用，可能需要使用外部透镜或导光件。
5. 脉冲工作波形： 若在脉冲模式下使用峰值正向电流（60mA），请确保占空比不超过10%且频率为1kHz，符合规格要求。平均电流仍须在25mA的连续额定值范围内。

9. 合规性与环境标准

本产品旨在满足全球主要环境与安全法规，这对市场准入是一大优势。

• RoHS 合规： 根据欧盟《限制有害物质指令》，本产品不含受限有害物质。
• 无铅： 焊接涂层及材料均不含铅。
• 欧盟 REACH 合规： 符合《化学品注册、评估、授权和限制法规》（REACH）的要求。
• 无卤： Meets strict limits on bromine (Br) and chlorine (Cl) content: Br < 900 ppm, Cl < 900 ppm, and Br+Cl < 1500 ppm. This is important for reducing toxic emissions in case of fire.

10. 应用限制与可靠性说明

特此声明，未经事先咨询，本数据手册中规定的本产品不适用于高可靠性或安全关键型应用。这包括：

• 军事和航空航天系统。
• 汽车安全或安保系统（例如，安全气囊控制器、刹车灯）。
• 医疗生命支持或关键诊断设备。

对于此类应用，可能需要具有更广泛测试、更宽温度范围和更长寿命保证的不同产品等级。该规格书保证了LED作为独立组件在规定测试条件下的质量和性能。在规定的限值之外使用产品将使此保证失效。

11. 技术原理介绍

19-217 LED基于在衬底上生长的AlGaInP（铝镓铟磷）半导体材料。当施加正向电压时，电子和空穴被注入到半导体结的有源区。它们的复合以光子（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（颜色）。在本例中，通过调整成分以产生橙色光谱（约611 nm）的光子。"水透明"环氧树脂封装保护半导体芯片，充当透镜以塑造光输出（实现120度光型），并提供机械和环境保护。该表面贴装封装具有两个金属端子（阳极和阴极），可直接焊接到PCB上，无需通孔和引线。

12. 基于技术参数的常见问题

1. Q: 对于5V电源，我需要多大的电阻？ A: 使用最坏情况下的最大正向电压VF=2.2V和期望电流5mA：R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560 欧姆。使用标准的560Ω电阻，实际电流范围约为5mA（如果VF=2.2V）到约5.9mA（如果VF=1.7V）。470Ω电阻也很常用，它能提供稍高的亮度，同时确保即使VF为最小值时电流也低于25mA。
2. Q: 我可以用微控制器引脚直接驱动它吗？ A: 有可能，但需谨慎。典型的MCU引脚可提供/吸收20-25mA电流，这正好处于LED的绝对最大极限值。这没有留出任何余量，会给MCU和LED都带来压力。更好的做法总是使用MCU引脚驱动一个晶体管（例如MOSFET），再由晶体管来控制LED电流。
3. Q: 为什么视角如此之宽？ A: “水透明”的半球形封装材料起到透镜的作用，将来自微小半导体芯片的光线折射到非常宽广的区域。这对于需要从多角度观察LED的指示灯应用来说是理想特性。
4. Q: 分档代码“S2C-AL1M2VY/3T”是什么意思？ A: 这是制造商内部的产品代码。它可能编码了特定属性，如封装类型（SMD）、芯片技术（AlGaInP）、颜色（橙色/黄色）、亮度分档以及其他制造变体。确切的解码方式是专有的，但关键性能参数已在数据手册的表格中明确定义。
5. Q: LED的使用寿命有多长？ A: 虽然这份数据手册没有提供具体的L70/L50寿命（亮度降至初始值70%或50%的小时数），但众所周知，AlGaInP LED在规定的电气和热限值内工作时，具有非常长的使用寿命（通常为数万小时）。主要的寿命衰减机制是由于半导体材料和封装在高温和高电流应力下产生缺陷，导致光输出逐渐下降。