目录
1. 产品概述
19-217 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 AlGaInP 芯片，可发出亮红色光。其紧凑的 SMD 封装在现代电子设计中具有显著优势，包括减少电路板空间、提高元件组装密度以及最终设备的整体小型化。该器件符合关键的环境和安全标准，包括 RoHS、REACH 和无卤要求。
1.1 核心优势与目标市场
该 LED 的主要优势源于其微型 SMD 外形。与传统引线框架 LED 相比，它允许更小的印刷电路板 (PCB) 设计、减少存储空间需求并减轻最终产品重量。这使其特别适用于空间和重量是关键限制因素的应用。该器件面向广泛的市场，包括消费电子产品、电信设备（例如电话、传真机）、汽车仪表板和开关背光，以及需要可靠、紧凑红色光源的通用指示灯应用。
2. 深入技术参数分析
本节对规格书中定义的关键电气、光学和热参数进行详细、客观的解读。理解这些极限值和典型值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。这些不是工作条件。
- 反向电压 (VR): 5V- 施加超过 5V 的反向偏置电压可能导致结击穿。
- 正向电流 (IF): 25mA- 可连续通过 LED 的最大直流电流。
- 峰值正向电流 (IFP): 60mA- 用于短暂高强度闪光的脉冲电流限制（1/10 占空比，1kHz）。在没有适当脉冲的情况下超过连续电流额定值将导致过热。
- 功耗 (Pd): 60mW- 封装可以以热量形式耗散的最大功率，计算公式为正向电压 (VF) * 正向电流 (IF)。
- ESD (HBM): 2000V- 该 LED 的人体模型静电放电等级为 2kV。组装过程中需要采取适当的 ESD 处理预防措施。
- 工作与存储温度: -40°C 至 +85°C / -40°C 至 +90°C- 指定了使用和非工作存储的完整环境范围。
- 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，或每个端子 350°C、最长 3 秒的手工焊接。
2.2 光电特性
除非另有说明，这些参数均在 Ta=25°C 和 IF=20mA 的标准测试条件下测量。它们定义了 LED 的典型性能。
- 发光强度 (Iv): 45.0 - 112 mcd (典型值未指定)- 发射的可见光量。宽范围表明使用了分档系统（见第 3 节）。测试电流为 20mA。
- 视角 (2θ1/2): 120° (典型值)- 发光强度为 0°（轴向）强度一半时的角度。这是一个非常宽的视角，适用于需要广泛可见性的应用。
- 峰值波长 (λp): 632 nm (典型值)- 光输出功率最大的波长。对于 AlGaInP 红色 LED，这通常落在橙红色到红色区域。
- 主波长 (λd): 624 nm (典型值)- 人眼感知到的与 LED 光颜色匹配的单一波长。对于红色 LED，它通常略短于峰值波长。
- 光谱带宽 (Δλ): 20 nm (典型值)- 最大功率一半处（半高宽）的发射光谱宽度。20nm 的值表示颜色相对纯净。
- 正向电压 (VF): 1.7V - 2.4V (典型值 2.0V)- 在 20mA 驱动下 LED 两端的压降。设计人员必须使用此值来计算所需的限流电阻值。2.0V 的典型值是一个关键的设计参数。
- 反向电流 (IR): 最大 10 μA- 施加指定反向电压 (5V) 时流过的小漏电流。
3. 分档系统说明
规格书概述了发光强度分档系统，以确保生产应用中亮度的一致性。部件号中的特定器件代码 "P1Q2" 指的是其分档。
- 分档代码 P1:发光强度从 45.0 mcd 到 57.0 mcd。
- 分档代码 P2:发光强度从 57.0 mcd 到 72.0 mcd。
- 分档代码 Q1:发光强度从 72.0 mcd 到 90.0 mcd。
- 分档代码 Q2:发光强度从 90.0 mcd 到 112 mcd。
部件号后缀 "P1Q2/3T" 表示此特定器件属于发光强度的 Q2 分档。设计人员可以根据其应用所需的亮度水平选择合适的分档。规格书还指出，同一分档内发光强度的一般容差为 ±11%。
4. 性能曲线分析
虽然 PDF 引用了 "典型光电特性曲线"，但文本中未提供具体图表。基于标准 LED 行为，这些曲线通常包括：
- IV 曲线（电流 vs. 电压）:显示正向电压与正向电流之间的指数关系。"拐点"电压大约在典型 VF 值 2.0V 附近。此曲线对于设计驱动电路至关重要。
- 发光强度 vs. 正向电流:展示光输出如何随电流增加，通常在正常工作范围内呈近线性关系，在极高电流下由于发热导致效率下降。
- 发光强度 vs. 环境温度:显示随着结温升高，光输出的降额情况。对于大多数 LED，输出随温度升高而降低。
- 光谱分布:相对强度与波长的关系图，显示峰值在 ~632nm 和 ~20nm 的带宽。
设计人员应查阅制造商提供的完整图形规格书以获取这些详细曲线，从而在温度和驱动条件下优化性能。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该 LED 封装在标准的 SMD 封装中。规格书中的图纸提供了关键尺寸，包括本体长度、宽度、高度以及阴极/阳极端子的位置。阴极通常通过封装上的视觉标记（如凹口、绿点或切角）来识别。除非另有说明，尺寸公差通常为 ±0.1mm。精确的焊盘布局对于成功的自动拾取和焊接是必要的。
5.2 极性识别
正确的极性对于 LED 工作至关重要。规格书的封装图将清楚地指示阴极（负极）端子。将 LED 反向偏置安装将阻止其发光，并且如果超过反向电压额定值，可能会损坏器件。
6. 焊接与组装指南
正确处理对于保持可靠性至关重要。规格书提供了详细说明。
6.1 存储与湿度敏感性
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。如果袋子已打开且元件未立即使用，它们在受控条件（≤30°C，≤60% RH）下具有 1 年的 "车间寿命"。如果超过此时间或干燥剂指示剂变色，在回流焊之前需要进行烘烤处理（60±5°C，24 小时），以防止湿气蒸发造成的 "爆米花" 损坏。
6.2 回流焊温度曲线
指定了无铅回流焊曲线：
- 预热:150-200°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，保持不超过 10 秒。
- 升温速率:最大 6°C/秒。
- 降温速率:最大 3°C/秒。
6.3 手工焊接与返修
如果必须进行手工焊接，烙铁头温度必须低于 350°C，每个端子施加时间不超过 3 秒。建议使用低功率烙铁（≤25W）。焊接每个端子之间应至少留出 2 秒的冷却间隔。强烈不建议返修，但如果不可避免，应使用专用的双头烙铁同时加热两个端子，避免对焊点施加机械应力。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED 以行业标准的 8mm 宽压纹载带提供，卷绕在 7 英寸直径的卷盘上。每卷包含 3000 片。规格书中提供了卷盘、载带和盖带的尺寸，以确保与自动组装设备的兼容性。
7.2 标签说明
卷盘标签包含几个关键字段：
- P/N:产品编号（例如，19-217/R6C-P1Q2/3T）。
- QTY:包装数量（3000 片）。
- CAT:发光强度等级（例如，Q2）。
- HUE:色度坐标与主波长等级。
- REF:正向电压等级。
- LOT No:生产批号，用于追溯。
8. 应用设计建议
8.1 典型应用电路
最常见的驱动方法是简单的串联电阻。电阻值 (R) 使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - VF) / IF。例如，使用 5V 电源，典型 VF 为 2.0V，所需 IF 为 20mA：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。电阻的额定功率应至少为 (电源电压 - VF) * IF = 0.06W；1/8W 或 1/10W 的电阻就足够了。这个电阻是必需的，以防止过流，因为 LED 的指数 IV 特性意味着电压的小幅增加会导致电流大幅激增，从而可能立即损坏器件。
8.2 设计注意事项
- 电流驱动:始终使用恒流源或带串联电阻的电压源驱动。切勿直接连接到电压源。
- 热管理:虽然封装很小，但确保散热焊盘（如果有）周围有足够的 PCB 铜面积或良好的板级通风有助于维持较低的结温，从而保持光输出和寿命。
- ESD 保护:如果 LED 位于用户可接触的位置，请在输入线上实施 ESD 保护，并在组装过程中遵循 ESD 安全处理程序。
9. 技术对比与差异化
19-217 的主要差异化在于其结合了非常宽的 120 度视角和源自 AlGaInP 材料系统的特定亮红色色点（λd ~624nm）。与旧技术或窄视角 LED 相比，它提供了更均匀的离轴可见性，这对于观察者可能不直接在设备正前方的面板指示灯和背光应用是有利的。其符合现代环境标准（RoHS、无卤）也是大多数当代电子产品制造的关键要求。
10. 常见问题解答 (FAQ)
问：我可以用 30mA 驱动这个 LED 以获得更高亮度吗？
答：不可以。连续正向电流的绝对最大额定值为 25mA。超过此额定值有过热和过早失效的风险。如需更高亮度，请选择更高发光强度分档（例如 Q2）的 LED 或额定电流更高的不同产品。
问：规格书显示典型 VF 为 2.0V，但我的电路测量值为 2.2V。这正常吗？
答：正常。正向电压的规定范围为 1.7V 至 2.4V。2.2V 的值完全在最大限制范围内，并且由于制造差异是正常的。您的限流电阻计算应使用最大 VF (2.4V)，以确保在最坏情况下电流永远不会超过 25mA。
问：如果袋子已经打开一周，我需要烘烤 LED 吗？
答：这取决于存储环境。如果它们存储在满足车间寿命条件（≤30°C，≤60% RH）的受控环境中，可能不需要烘烤。但是，如果存储条件未知或潮湿，执行建议的烘烤（60°C，24 小时）是防止焊接缺陷的安全做法。
11. 实际设计与使用案例
场景：设计一个带多个红色 LED 的状态指示灯面板。
一位设计人员正在创建一个需要 10 个均匀红色状态指示灯的控制面板。他们选择 19-217/Q2 分档 LED 以确保亮度一致。面板由 3.3V 电源轨供电。使用最大 VF 2.4V 以确保在所有条件下安全运行，他们计算串联电阻：R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω。最接近的标准值是 47 Ω。在典型 VF 为 2.0V 时，实际电流约为 27.7mA，略高于绝对最大值。因此，为了在所有条件下都保持在 25mA 限制内，他们应该使用更大的电阻。使用最大 VF 下 20mA 的目标重新计算：R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω。在典型 VF (2.0V) 下，电流为 (3.3V-2.0V)/47Ω = 27.7mA，这太高了。更好的方法是针对典型情况设计，但验证最大电流：选择 R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω（使用 68 Ω）。在 VF_min (1.7V) 时的最大电流 = (3.3V-1.7V)/68Ω = 23.5mA（安全）。此案例突显了在电阻计算中考虑完整 VF 范围的重要性。
12. 工作原理简介
发光二极管 (LED) 是通过电致发光发光的半导体器件。当正向电压施加在 p-n 结上时，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。当这些电荷载流子（电子和空穴）复合时，它们会释放能量。在像 19-217 这样的 AlGaInP（铝镓铟磷）LED 中，这种能量主要以可见光谱红色部分的光子（光）形式释放。特定波长（峰值 632nm，主波长 624nm）由半导体材料的精确带隙能量决定，这是在晶体生长过程中设计的。120 度的宽视角是通过封装半导体芯片的环氧树脂透镜的形状和材料实现的。
13. 技术趋势与发展
SMD 指示灯 LED 的趋势继续朝着更高效率、更小封装尺寸和更高可靠性发展。虽然 19-217 使用成熟的 AlGaInP 技术来产生红光，但新材料和芯片设计可以提供更高的发光效率（每瓦电产生更多光输出）。同时，越来越强调更严格的颜色和强度分档公差，以满足需要高均匀性的应用需求，例如全彩显示器和汽车照明集群。此外，小型化的驱动力持续存在，推动封装尺寸小于传统的 2.0mm x 1.25mm 焊盘。本规格书中强调的环境合规标准（无卤、REACH）现在几乎是全球销售的所有电子元件的基本要求。
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。 |