SMD LED 19-217/Y5C-AP1Q2/3T 数据手册 - 亮黄色 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 25mA - 英文技术文档

1. 产品概述

19-217/Y5C-AP1Q2/3T是一款表面贴装器件（SMD）LED，专为高密度电子组装而设计。该元件采用AlGaInP（铝镓铟磷）半导体技术，可产生明亮的黄光输出。其紧凑的外形尺寸能显著减小印刷电路板（PCB）尺寸和整体设备体积，是空间受限应用的理想选择。

1.1 核心优势

• 小型化： SMD封装尺寸显著小于传统的引线框架LED，可在PCB上实现更高的元件组装密度。
• 轻量化： 质量减轻有利于便携式和微型电子设备。
• 兼容性： 设计兼容标准自动化贴片组装设备，可简化制造流程。
• 环保合规： The product is Pb-free, compliant with RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• 焊接： 适用于红外回流焊和气相回流焊工艺。

1.2 目标应用

此LED适用于多种指示灯和背光功能，包括：

• 汽车和工业控制设备中的仪表盘和开关背光。
• 电信设备（电话、传真机）中的状态指示灯和键盘背光。
• 用于液晶显示器（LCD）、开关和符号的平面背光。
• 通用指示灯在消费电子和工业电子领域的应用。

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性损坏的极限。不保证在此条件下运行。

• 反向电压 (V_R): 5 V。反向偏置时超过此电压可能导致结击穿。
• 连续正向电流 (I_F): 25 mA。长期可靠运行的最大直流电流。
• 峰值正向电流 (I_FP): 60 mA (占空比 1/10 @ 1 kHz)。仅适用于脉冲操作。
• 功耗 (P_d): 60 mW。在环境温度Ta=25°C时，封装可耗散的最大功率。
• 静电放电 (ESD): 人体模型 (HBM) 2000 V。表示具有中等ESD敏感性；需要采取适当的操作程序。
• 工作温度 (T_opr): -40 至 +85 °C。正常工作的环境温度范围。
• 存储温度 (T_stg): -40 至 +90 °C。
• 焊接温度： 回流焊：峰值温度 260°C，最长 10 秒。手工焊接：每个端子最高 350°C，最长 3 秒。

2.2 光电特性

在正向电流 (I_F为20 mA，环境温度（T_a为25°C，除非另有说明。这些是关键性能参数。

• 发光强度（I_v): 45.0 至 112.0 mcd（毫坎德拉）。LED的感知亮度。通过分档管理这一宽范围（参见第3节）。
• 视角（2θ_1/2): 120度（典型值）。这种宽视角使LED适用于需要宽范围可见性的应用。
• 峰值波长（λ_p): 591 nm（典型值）。光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长（λ_d): 585.5 至 594.5 nm。该波长与感知颜色（亮黄色）的关联最为密切。
• 光谱带宽 (Δλ): 15 nm（典型值）。在最大强度一半处的发射光谱宽度（半高宽，FWHM）。
• 正向电压 (V_F): 1.70 至 2.40 V（在 I_F=20mA 条件下）。LED 工作时的正向压降。必须使用限流电阻。
• 反向电流 (I_R): 10 µA 最大值（在 V_R=5V 条件下）。反向偏置时的小漏电流。该器件不适用于反向工作。

3. Binning System 说明

为确保批量生产中亮度和颜色的一致性，LED 会被分档。部件号 19-217/Y5C-AP1第二季度/3T 表示特定的分档选择。

3.1 光强分档

分档由在 I=20mA 条件下测得的最小和最大发光强度值定义。_F容差为 ±11%。

• P1: 45.0 – 57.0 mcd
• P2: 57.0 – 72.0 毫坎德拉
• Q1: 72.0 – 90.0 毫坎德拉
• Q2: 90.0 – 112.0 毫坎德拉 (此分档在型号中指定)

3.2 主波长分档

分档确保颜色一致性。容差为 ±1 纳米。

• D3: 585.5 – 588.5 nm
• D4: 588.5 – 591.5 nm
• D5: 591.5 – 594.5 nm

4. 性能曲线分析

虽然提供的文本中未详述具体图表，但此类LED典型的光电特性曲线通常包括：

• I-V (电流-电压) 特性曲线： 显示了正向电压与电流之间的指数关系。对于AlGaInP黄色LED，其正向导通电压约为1.8-2.0V。
• 光强-正向电流关系： 光强通常随电流线性增加，直至某一点，之后因发热效应可能导致效率下降。
• 光强-环境温度关系： 输出光强通常随温度升高而降低。降额系数在高温应用中至关重要。
• 光谱分布： 一条以峰值波长（591 nm）为中心的钟形曲线，其典型半高宽为15 nm。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用标准SMD封装。关键尺寸（除非另有说明，公差为±0.1 mm）包括：

• 封装占位面积适合高密度贴装。
• 透明树脂封装体，以实现最佳光提取效率。
• 阳极和阴极引脚标识清晰，便于正确的PCB布局。

5.2 极性标识

正确的极性至关重要。封装上包含一个标记（例如凹口、圆点或切角）来标识阴极引脚。PCB封装设计必须与此方向保持一致。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接曲线（无铅）

确保可靠组装的关键工艺：

• 预热： 在150至200°C下保持60至120秒，以最小化热冲击。
• 液相线以上时间 (TAL): >217\u00b0C for 60\u2013150 seconds.
• 峰值温度: 最高260°C，最多保持10秒。
• 加热速率: 最高6°C/秒，直至255°C。
• 冷却速率: 最大升温速率3°C/秒。
• 回流焊限制： 组件不应经历超过两次的回流焊接。

6.2 手工焊接

If necessary, use a soldering iron with a tip temperature <350\u00b0C, applied for <3 seconds per terminal. Use a low-power iron (<25W) and allow a cooling interval of >2 seconds between terminals. Avoid mechanical stress on the package during soldering.

6.3 存储与湿度敏感性

本产品采用内含干燥剂的防潮袋包装。

• 使用前： 准备组装前请勿打开防潮袋。
• 开封后： 请在168小时（7天）内使用。未使用的部件请储存在温度≤30°C、相对湿度≤60%的环境中。
• 重新烘烤： 若超过暴露时间或干燥剂已饱和，使用前请在60 ± 5°C下烘烤24小时。

7. 包装与订购信息

7.1 标准包装

LED采用8mm载带包装，卷盘直径为7英寸，适用于自动化设备。每盘包含3000件。

7.2 标签说明

卷盘标签包含用于追溯和正确应用的关键信息：

• P/N： 产品编号（例如：19-217/Y5C-AP1Q2/3T）。
• CAT： 发光强度等级（例如，Q2）。
• 色调： Chromaticity Coordinates & 主波长 Rank.
• 参考： 正向电压等级。
• 批号： 用于质量追溯的生产批号。

8. 应用设计注意事项

8.1 限流是强制要求

LED是电流驱动器件。必须始终使用一个串联电阻来将正向电流限制在期望值（例如，20 mA）。电阻值根据欧姆定律计算：R = (V_supply - V_F) / I_F。如果没有此电阻，电源电压的微小增加就可能导致电流大幅、破坏性地增加。

8.2 热管理

尽管功耗较低，但将结温维持在限定范围内对于使用寿命和稳定的光输出至关重要。如果在高环境温度或接近最大电流下工作，需确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔。

8.3 光学设计

120度视角提供了宽广的发光范围。对于需要聚焦光的应用，可能需要次级光学元件（透镜、导光管）。水晶透明树脂可将封装内部的光吸收降至最低。

9. 技术对比与差异化

与旧式直插LED或其他SMD封装相比：

• 尺寸优势： 19-217封装占板面积极小，相比更大的SMD LED（如3528、5050）或直插式器件，可实现更紧凑的设计。
• 材料技术： 与旧技术相比，使用AlGaInP半导体材料可在黄/橙/红光谱范围内实现高效率和优异的色彩纯度。
• 工艺兼容性： 其与标准SMT组装线的完全兼容性，相比手工插入通孔元件，在制造成本和可靠性方面具有显著优势。

10. 常见问题解答 (FAQ)

10.1 对于5V电源，我应该使用多大的电阻值？

使用典型的V_F 为2.0V，目标I_F 为20 mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。一个标准的150 Ω电阻是合适的。请始终基于最大V_F 根据数据手册确保在最坏情况下电流不超过限值。

10.2 如果我使用恒流源，是否可以不用限流电阻来驱动这个LED？

是的，设置为20 mA的恒流驱动器是电阻的绝佳替代方案，能在电压和温度变化下提供更稳定的性能。电阻只是最常见且最具成本效益的方法。

10.3 为什么开袋后的存储时间限制为7天？

SMD封装会从大气中吸收湿气。在回流焊接过程中，这些被截留的湿气会迅速汽化，导致内部分层或“爆米花”效应，从而损坏器件。7天的车间寿命是针对此敏感等级的湿敏器件的标准预防措施。

10.4 料号中的“Q2/3T”代表什么含义？

这是分档代码。“Q2”指定了发光强度档（90-112 mcd）。“3T”很可能指的是特定的正向电压档或其他内部分类。设计人员应指定完整的部件编号，以确保获得具有所需亮度和颜色特性的组件。

11. 实际设计与应用示例

11.1 仪表盘照明集群

在汽车仪表盘中，可以使用多个19-217 LED来为仪表和警告符号提供背光。其小巧的尺寸使其可以直接放置在薄型PCB上的图标遮罩后方。宽广的视角确保了从不同驾驶员位置观察时，符号都能被均匀照亮。来自车辆车身控制模块的PWM（脉宽调制）信号可用于在夜间驾驶时调暗LED。

11.2 家用电器状态指示灯

对于咖啡机或路由器，单个19-217 LED可以用作"电源开启"或"网络活动"指示灯。设计涉及一个简单的电路：主板的3.3V电源轨、一个68Ω的限流电阻（用于在典型V_F下提供约20mA电流），以及放置在导光管附近的LED，该导光管将光线引导至前面板。其低功耗和高可靠性使其成为此类常开应用的理想选择。

12. 工作原理

19-217 LED 基于半导体 p-n 结的电致发光原理工作。当施加超过结内建电势的正向电压时，来自 n 型 AlGaInP 层的电子被注入到 p 型层，而空穴则沿相反方向注入。这些电荷载流子在结附近的有源区复合。在 AlGaInP 材料中，这种复合释放的能量主要以光子（光）的形式存在，其波长对应于材料的能带隙，经过设计可产生明亮的黄光（约 591 nm）。水清环氧树脂封装材料用于保护半导体芯片，并作为透镜来塑造光输出。

13. 技术趋势

诸如 19-217 这类 SMD LED 的发展遵循更广泛的行业趋势：

• 效率提升： 在外延生长和芯片设计方面的持续研究，不断提高 AlGaInP LED 的流明每瓦（光效），从而在相同光输出下降低功耗。
• 小型化： 对更小器件的追求推动封装尺寸进一步缩小（例如 0402、0201 公制封装），尽管这可能需要在光学性能和功率处理能力上做出一些权衡。
• 色彩一致性改进： 晶圆制造和分档算法的进步使得对主波长和发光强度的控制更为严格，为设计者提供了跨生产批次更一致的结果。
• 集成化： 一种将多个LED芯片（RGB或多色温白光）集成到单个封装内，或将LED与驱动IC相结合的趋势，以创造功能更丰富、更易使用的光源。