目录
1. 产品概述
17-215 是一款表面贴装器件（SMD）LED，专为通用指示灯和背光应用而设计。它采用 AIGaInP（铝镓铟磷）芯片，可产生亮红色的光输出。该元件的特点是尺寸紧凑，有助于在印刷电路板（PCB）上实现更高的封装密度，并使得最终用户设备的设计可以更小巧。该器件以 8mm 载带形式提供，卷绕在 7 英寸直径的卷盘上，完全兼容标准的自动化贴片组装设备。
1.1 核心特性与合规性
该 LED 具有多项符合现代制造和环保标准的关键特性。它兼容红外和汽相回流焊接工艺，这两种工艺在大批量电子组装中很常见。产品采用无铅材料制造，设计符合 RoHS（有害物质限制）指令。它还符合欧盟 REACH 法规，并满足无卤要求，溴（Br）和氯（Cl）含量均低于 900 ppm，且总和低于 1500 ppm。
1.2 目标应用
该 LED 的主要应用领域包括仪表盘、开关和符号的背光。它也适用于电话和传真机等通信设备中的状态指示和键盘背光。此外，它还可用于 LCD 的平面背光，以及需要小型、可靠红色光源的通用指示灯应用。
2. 技术规格与客观解读
本节根据规格书，对器件的电气、光学和热学参数进行详细、客观的分析。理解这些限制对于可靠的电路设计至关重要。
2.1 绝对最大额定值
绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。这些并非正常工作条件。
- 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。可以持续施加的最大直流电流。
- 峰值正向电流（IFP）：60 mA。此电流仅在占空比为 1/10、频率为 1 kHz 的脉冲条件下允许。它允许在短时间内实现更高的亮度。
- 功耗（Pd）：60 mW。封装可以耗散的最大功率，计算公式为正向电压（VF）* 正向电流（IF）。
- 静电放电（ESD）：2000 V（人体模型）。此等级表明器件具有中等水平的 ESD 敏感性；需要采取适当的操作程序。
- 工作温度（Topr）：-40°C 至 +85°C。器件被指定可工作的环境温度范围。
- 储存温度（Tstg）：-40°C 至 +90°C。
- 焊接温度：该器件可承受峰值温度为 260°C、最长 10 秒的回流焊接，或每个引脚在 350°C 下、最长 3 秒的手工焊接。
2.2 光电特性
光电特性是在结温（Tj）为 25°C、正向电流（IF）为 20 mA 的标准测试条件下规定的。
- 发光强度（Iv）：范围从最小 72.00 mcd 到最大 180.00 mcd，并提供典型值。实际交付的强度存在 ±11% 的容差，并进一步分为不同档位（见第 3 节）。
- 视角（2θ1/2）：130 度（典型值）。这种宽视角使得 LED 适用于离轴角度可见性很重要的应用。
- 峰值波长（λp）：632 nm（典型值）。光输出功率最大的波长。
- 主波长（λd）：范围从 617.50 nm 到 633.50 nm，容差为 ±1 nm。这是人眼感知到的单一波长，定义了颜色。
- 光谱带宽（Δλ）：20 nm（典型值）。在最大强度一半处（半高宽）的发射光谱宽度。
- 正向电压（VF）：在 20 mA 电流下，范围从 1.75 V 到 2.35 V，容差为 ±0.1 V。此参数对于计算限流电阻值至关重要。
- 反向电流（IR）：在反向电压（VR）为 5 V 时，最大为 10 μA。
3. 分档系统说明
为确保生产一致性，LED 根据关键参数被分类到性能档位中。17-215 使用三码分档系统（例如，部件号中的 /R6C）。
3.1 发光强度分档
发光强度分为四个档位：Q1、Q2、R1 和 R2。每个档位定义了在 IF=20mA 条件下，以毫坎德拉（mcd）为单位测量的特定最小和最大强度值范围。例如，Q1 档覆盖 72.00-90.00 mcd，而 R2 档覆盖 140.00-180.00 mcd。这使得设计人员可以为他们的应用选择具有保证亮度水平的 LED。
3.2 主波长分档
颜色（主波长）被分为四组：E4、E5、E6 和 E7。每个档位覆盖 4 nm 的范围，从 E4（617.50-621.50 nm）到 E7（629.50-633.50 nm）。这种严格控制确保了整个生产批次中红色色调的一致性。
3.3 正向电压分档
正向电压分为三组：0、1 和 2。0 档覆盖 1.75-1.95 V，1 档覆盖 1.95-2.15 V，2 档覆盖 2.15-2.35 V，均在 IF=20mA 下测量。了解 VF 档位有助于设计更精确的驱动电路和预测功耗。
4. 机械与封装信息
17-215 是标准的 \"SMD B\" 封装。规格书包含详细的尺寸图。关键的机械特征包括总长、宽和高，以及焊盘布局和极性标记。阴极通常由封装上的绿色标记或凹口表示。除非另有说明，所有尺寸的标准公差为 ±0.1 mm。紧凑的封装尺寸是其主要优势，可实现高密度 PCB 布局。
5. 焊接与组装指南
正确的操作和焊接对于可靠性至关重要。
5.1 储存与湿度敏感性
LED 包装在带有干燥剂的防潮袋中。在准备使用元件之前，不应打开袋子。打开前，储存条件应为 30°C 或更低，相对湿度 90% 或更低。打开后，如果在 30°C/60% RH 或更低的条件下储存，元件具有 1 年的 \"车间寿命\"。如果超过储存时间或干燥剂显示吸湿，建议在回流焊接前进行 60 ±5°C、24 小时的烘烤处理。
5.2 回流焊接温度曲线
规定了无铅回流温度曲线。关键参数包括：150-200°C 之间的预热阶段，持续 60-120 秒；液相线以上（217°C）的时间为 60-150 秒；峰值温度不超过 260°C，最长 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。应避免加热期间对 LED 本体施加应力，并且焊接后 PCB 不应翘曲。
5.3 手工焊接与返修
如果必须进行手工焊接，烙铁头温度应低于 350°C，每个引脚施加时间不超过 3 秒，使用容量为 25W 或更低的烙铁。引脚之间应至少间隔 2 秒的冷却时间。强烈不建议在初次焊接后进行返修。如果不可避免，应使用双头烙铁同时加热两个引脚，以防止焊点和 LED 封装受到机械应力。
6. 包装与订购信息
产品以载带形式提供在 7 英寸卷盘上。每卷包含 3000 片。包装标签上注明了关键信息：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）。此标签系统确保了可追溯性和正确的部件识别。
7. 应用设计注意事项
7.1 限流与电路保护
LED 是电流驱动器件。必须串联一个限流电阻以防止损坏。即使正向电压的微小增加也可能导致电流大幅、可能具有破坏性的增加。电阻值（R）可以使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - VF) / IF，其中 VF 是规格书中的正向电压（为保守设计使用最大值），IF 是所需的正向电流（不得超过 25 mA 直流）。
7.2 热管理
虽然这是一个低功耗器件，但在最大正向电流或接近该电流下工作会产生热量。功耗（Pd = VF * IF）不得超过 60 mW。热焊盘周围足够的 PCB 铜面积有助于散热并维持较低的结温，这对长期可靠性和光输出稳定性有益。
7.3 应用限制
本产品设计用于通用商业和工业应用。它未针对高可靠性应用（如军事/航空航天、汽车安全/安保系统（例如，安全气囊、制动）或生命攸关的医疗设备）进行专门认证或保证。对于此类应用，需要具有不同规格和认证等级的元件。
8. 技术对比与差异化
基于 AIGaInP 技术的 17-215 SMD LED 在红光发射方面具有优势。与 GaAsP 等旧技术相比，AIGaInP LED 通常提供更高的发光效率，从而在相同驱动电流下实现更亮的输出，以及更好的色纯度（饱和红色）。SMD 封装相对于直插式 LED 具有显著优势：封装尺寸小得多，适合自动化组装，并且由于没有在振动下可能失效的引线键合，可靠性更好。130 度的宽视角是与窄视角 LED 的关键区别，使其成为需要从各个角度观察的面板指示灯的理想选择。
9. 常见问题解答（基于技术参数）
问：对于 5V 电源，我需要多大的电阻？
答：使用最大 VF 2.35V 和目标 IF 20mA：R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 欧姆。标准的 130 或 150 欧姆电阻是合适的。请务必在您的电路中验证实际电流。
问：我可以用 3.3V 电源驱动这个 LED 吗？
答：可以。使用典型 VF 约 2.0V 进行相同计算：R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 欧姆。68 欧姆是常见的阻值。确保电源能提供所需的电流。
问：为什么要有分档系统？
答：制造差异会导致性能略有不同。分档将 LED 分类到参数（亮度、颜色、电压）严格控制的分组中，使设计人员能够通过指定所需的分档代码，在其产品中获得一致的结果。
问：如何识别阴极？
答：阴极通常有标记。请参考规格书中的封装尺寸图，图中显示了元件本体一侧的绿色标记或凹口。正确的极性对于正常工作至关重要。
10. 设计与使用案例研究
场景：为网络路由器设计状态指示灯面板。该面板需要多个亮红色的 \"电源\" 和 \"活动\" LED，从前部和侧面都可见。由于其 130 度的宽视角，17-215 是一个绝佳的选择。设计人员选择 R1 发光强度档（112-140 mcd）和 E6 主波长档（625.5-629.5 nm），以确保所有指示灯具有均匀、足够明亮且一致的颜色。PCB 布局为 LED 提供了足够的间距，并为每个 LED 使用计算出的限流电阻，连接到 3.3V 微控制器 GPIO 引脚。SMD 封装允许紧凑、低矮的面板设计。元件使用指定的回流温度曲线进行组装，并且在生产运行前才打开防潮袋，以防止与湿气相关的焊接缺陷。
11. 工作原理
该 LED 的光发射基于 AIGaInP 材料制成的半导体 p-n 结中的电致发光。当施加超过结内建电势的正向电压时，来自 n 型区域的电子和来自 p 型区域的空穴被注入到有源区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。AIGaInP 合金的具体成分决定了带隙能量，这直接定义了发射光的波长（颜色）——在本例中，是大约 632 nm 的红色光谱。环氧树脂透镜封装芯片，提供机械保护，并塑造光输出光束。
12. 技术趋势与背景
像 17-215 这样的 SMD LED 代表了一项成熟且被广泛采用的技术。行业趋势继续朝着更高效率（每瓦更多流明）发展，这使得在相同电流下实现更亮的输出，或在相同亮度下实现更低的功耗。同时，小型化也是趋势，更小的封装尺寸正变得普遍。此外，荧光粉技术和芯片设计的进步正在扩大色域并改善白光 LED 的显色性，尽管对于单色红光 LED，AIGaInP 仍然是主导的高效技术。强调环境合规性（RoHS、REACH、无卤）是元件规格和制造中一个永久且关键的方面。
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。 |