目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 技术参数详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 3.3 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 手工焊接
- 6.3 存储与防潮
- 6.4 返修
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 卷盘与载带规格
- 7.2 标签说明
- 8. 应用建议与设计考量
- 8.1 必须限流
- 8.2 热管理
- 8.3 ESD 保护
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(基于技术参数)
- 答:这是对主波长范围 570-574.5 nm 所定义颜色的描述性名称。它位于纯绿色 (~555 nm) 和纯黄色 (~585 nm) 之间。
- )。LED 以 0.1 英寸 (2.54mm) 的中心距放置,使得所有 10 个 LED 可以排成一排,长度仅为 25.4mm。140° 的宽视角确保了即使从侧面观看面板,指示灯也清晰可见。兼容贴片机的载带和卷盘包装实现了全自动组装,降低了制造成本和时间。
- 这款 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,电子和空穴被注入有源区,在那里复合并以光子(光)的形式释放能量。晶格中铝、镓和铟的特定比例决定了带隙能量,这直接定义了发射光的波长(颜色)。对于这款亮黄绿色 LED,其成分被调整以产生波长集中在约 575 nm 的光子。水色透明环氧树脂封装料保护半导体芯片,充当透镜以塑造光输出光束,并提供机械稳定性。
1. 产品概述
17-21/G6C-FP1Q1B/3T 是一款采用 AlGaInP 芯片技术的表面贴装器件(SMD)LED,可发出亮黄绿色光。该元件专为空间和重量是关键限制因素的高密度 PCB 应用而设计。其紧凑的 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm 封装尺寸,相比传统的引线框架 LED,能显著减小电路板尺寸和设备体积。
该 LED 以 8mm 载带包装,卷绕在直径为 7 英寸的卷盘上,完全兼容自动化贴片组装设备。它适用于标准的红外和汽相回流焊接工艺。该器件为单色类型,采用水色透明树脂透镜封装。产品为无铅制造,并符合 RoHS、欧盟 REACH 和无卤素标准(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)等关键环保法规。
1.1 核心优势与目标市场
这款 LED 的主要优势在于其微型尺寸,这直接转化为 PCB 上更高的封装密度、更低的存储空间需求,并最终有助于开发更小的终端用户设备。其轻量化结构进一步使其成为便携式和微型电子应用的理想选择。
目标应用多种多样,主要集中在指示灯和背光功能。关键市场包括汽车内饰(例如仪表盘和开关背光)、通信设备(例如电话和传真机中的指示灯和背光),以及需要为 LCD、开关和符号提供平面背光的一般电子产品。
2. 技术参数详解
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应力极限。不保证在或超过这些极限下运行。
- 反向电压 (VR):5V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
- 正向电流 (IF):25 mA DC。连续工作电流不应超过此值。
- 峰值正向电流 (IFP):60 mA。仅在占空比为 1/10、频率为 1 kHz 的脉冲条件下允许。
- 功耗 (Pd):60 mW。这是在环境温度 (Ta) 为 25°C 时,封装可耗散的最大功率。
- 静电放电 (ESD):人体模型 (HBM) 等级为 2000V。必须遵循正确的 ESD 处理程序。
- 工作温度 (Topr):-40°C 至 +85°C。保证器件在此环境温度范围内正常工作。
- 存储温度 (Tstg):-40°C 至 +90°C。
- 焊接温度 (Tsol):对于回流焊,峰值温度规定为 260°C,最长 10 秒。对于手工焊接,烙铁头温度必须低于 350°C,每个端子最长 3 秒。
2.2 光电特性
这些参数在 Ta=25°C 下测量,定义了器件的典型性能。
- 发光强度 (Iv):在正向电流 (IF) 为 20 mA 时,范围从 45.0 mcd(最小值)到 90.0 mcd(最大值)。典型值在此分档范围内。
- 视角 (2θ1/2):典型的宽视角为 140 度。
- 峰值波长 (λp):典型值为 575 nm。
- 主波长 (λd):范围从 570.0 nm(最小值)到 574.5 nm(最大值),定义了感知颜色为亮黄绿色。
- 光谱带宽 (Δλ):典型值为 20 nm,在半峰全宽 (FWHM) 处测量。
- 正向电压 (VF):在 IF=20 mA 时,范围从 1.75 V(最小值)到 2.35 V(最大值)。
- 反向电流 (IR):当施加 5V 反向电压 (VR) 时,最大为 10 μA。重要提示:该器件并非设计用于反向偏压工作;此测试条件仅用于表征漏电流。
公差:规格书规定了制造公差:发光强度 (±11%)、主波长 (±1 nm) 和正向电压 (±0.1 V)。
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。
3.1 发光强度分档
档位由代码 P1、P2 和 Q1 定义,在 IF=20 mA 下测量。
- P1:45.0 – 57.0 mcd
- P2:57.0 – 72.0 mcd
- Q1:72.0 – 90.0 mcd
3.2 主波长分档
档位由代码 CC2、CC3 和 CC4 定义,在 IF=20 mA 下测量。
- CC2:570.00 – 571.50 nm
- CC3:571.50 – 573.00 nm
- CC4:573.00 – 574.50 nm
3.3 正向电压分档
档位由代码 0、1 和 2 定义,在 IF=20 mA 下测量。
- 0:1.75 – 1.95 V
- 1:1.95 – 2.15 V
- 2:2.15 – 2.35 V
具体的部件号 17-21/G6C-FP1Q1B/3T 包含了这些分档代码,其中 "FP1Q1B" 很可能表示特定的发光强度(Q1)和其他特性档位。
4. 性能曲线分析
规格书引用了典型的光电特性曲线。虽然提供的文本中没有显示,但此类曲线通常包括:
- 相对发光强度 vs. 正向电流 (IF):显示光输出如何随电流增加,通常呈亚线性关系,在较高电流下趋于饱和。
- 正向电压 vs. 正向电流 (I-V 曲线):展示了指数关系,对于设计限流电路至关重要。
- 相对发光强度 vs. 环境温度:显示随着结温升高,光输出会下降,这是热管理的关键考虑因素。
- 光谱分布:相对强度与波长的关系图,显示峰值在约 575 nm,半峰全宽带宽约 20 nm。
这些曲线对于设计人员预测非标准条件(不同电流、温度)下的性能以及优化驱动电路至关重要。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
17-21 SMD LED 采用紧凑的矩形封装。关键尺寸(单位:mm,公差 ±0.1mm,除非另有说明)包括本体尺寸长约 1.6mm,宽约 0.8mm,高约 0.6mm。规格书包含详细的尺寸标注图,显示了焊盘布局、元件轮廓以及阴极标识标记的位置。
5.2 极性识别
封装图上标有清晰的阴极标记。组装时必须注意正确的极性,以防止反向偏压连接,这可能损坏 LED。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
规定了无铅回流焊温度曲线:
- 预热:150°C 至 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。
- 峰值温度 ±5°C 内时间:最长 10 秒。
- 升温速率:最大 6°C/秒。
- 255°C 以上时间:最长 30 秒。
- 冷却速率:最大 3°C/秒。
关键注意事项:回流焊不应超过两次。加热期间不得对 LED 施加机械应力。焊接后电路板不应翘曲。
6.2 手工焊接
如果必须进行手工焊接,请使用烙铁头温度低于 350°C、功率小于 25W 的烙铁。每个端子的接触时间不得超过 3 秒。焊接每个端子之间需间隔 2 秒以上。手工焊接存在较高的热损伤风险。
6.3 存储与防潮
产品包装在带有干燥剂的防潮袋中。
- 在使用前请勿打开袋子。
- 开封后,未使用的 LED 必须在 ≤ 30°C 和 ≤ 60% 相对湿度的条件下存储。
- 开封后的 "车间寿命" 为 168 小时(7 天)。
- 如果暴露时间超过规定或干燥剂指示剂已变色,则需要在回流焊前进行烘烤,条件为 60 ± 5°C,持续 24 小时。
6.4 返修
强烈不建议在焊接后进行返修。如果绝对不可避免,必须使用双头烙铁同时加热两个端子以避免热应力。必须事先验证对 LED 特性的影响。
7. 包装与订购信息
7.1 卷盘与载带规格
LED 以凸起式载带包装在直径为 7 英寸的卷盘上供应。每卷包含 3000 片。提供了载带凹槽和卷盘的详细尺寸图,确保与自动送料器兼容。
7.2 标签说明
卷盘标签包含几个关键字段:客户产品号 (CPN)、制造商产品号 (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)。
8. 应用建议与设计考量
8.1 必须限流
LED 是电流驱动器件。绝对需要一个串联的限流电阻(或恒流驱动器)。正向电压具有负温度系数和制造公差。如果没有电流调节,电源电压的轻微增加可能导致正向电流大幅、甚至可能破坏性的增加。
8.2 热管理
虽然封装很小,但在高环境温度或大电流应用中,必须考虑功耗(最大 60mW)以及发光强度随温度的降额。为 LED 焊盘提供足够的 PCB 铜箔面积可以充当散热片。
8.3 ESD 保护
尽管额定为 2000V HBM,在与 LED 阳极/阴极连接的敏感信号线上实施 ESD 保护二极管是良好的做法,尤其是在手持或频繁接口的设备中。
9. 技术对比与差异化
17-21 封装相比传统的 3mm 或 5mm 圆形 LED(例如,1.6x0.8mm 对比 5mm 直径)提供了显著更小的占位面积。与 0402 或 0603 等其他 SMD LED 相比,17-21 可能因其封装内潜在的更大芯片尺寸而提供更高的光输出。采用 AlGaInP 技术相比旧技术在黄绿光谱区域提供了高效率。其符合无卤素和 REACH 法规,使其适用于现代电子产品中所需的环保设计。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:对于 5V 电源,我应该使用多大的电阻值?
答:使用欧姆定律:R = (V电源- VF) / IF。对于 20mA 下典型的 VF为 2.0V 的情况:R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω。始终使用分档中的最大 VF(2.35V) 来计算最小电阻值,以确保电流不超过 20mA:Rmin= (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 Ω(使用 150 Ω 或 180 Ω 标准值)。
问:我可以用 3.3V 电源驱动它吗?
答:可以,因为典型的 VF(1.75-2.35V) 低于 3.3V。电阻的计算公式为:R = (3.3 - VF) / IF.
。
问:为什么视角这么宽 (140°)?
答:水色透明树脂圆顶充当透镜。芯片放置和圆顶形状的设计旨在提供宽广的、类似朗伯体的发射模式,非常适合需要从宽角度可见的指示灯应用。
问:"亮黄绿色" 在色度方面意味着什么?
答:这是对主波长范围 570-574.5 nm 所定义颜色的描述性名称。它位于纯绿色 (~555 nm) 和纯黄色 (~585 nm) 之间。
11. 设计与使用案例研究
场景:为网络设备设计状态指示灯面板。F该面板需要在正面 PCB 上非常有限的空间内安装 10 个独立的状态 LED(电源、链路、活动等)。使用 5mm 圆形 LED 是不可能的。因此选择了 17-21 SMD LED。设计人员根据规格书的封装图创建了焊盘图形。电路板上有一个 5V 电源轨。微控制器 GPIO 引脚可以提供 20mA 电流。设计人员为每个 LED 计算了一个 150Ω 的限流电阻(基于最坏情况的 V
)。LED 以 0.1 英寸 (2.54mm) 的中心距放置,使得所有 10 个 LED 可以排成一排,长度仅为 25.4mm。140° 的宽视角确保了即使从侧面观看面板,指示灯也清晰可见。兼容贴片机的载带和卷盘包装实现了全自动组装,降低了制造成本和时间。
12. 技术原理介绍
这款 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,电子和空穴被注入有源区,在那里复合并以光子(光)的形式释放能量。晶格中铝、镓和铟的特定比例决定了带隙能量,这直接定义了发射光的波长(颜色)。对于这款亮黄绿色 LED,其成分被调整以产生波长集中在约 575 nm 的光子。水色透明环氧树脂封装料保护半导体芯片,充当透镜以塑造光输出光束,并提供机械稳定性。
13. 技术趋势
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。 |