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1. 产品概述
16-213/T3D-AP1Q2QY/3T 是一款紧凑型表面贴装器件 (SMD) LED，专为需要微型化和高可靠性的现代电子应用而设计。这款单色纯白 LED 采用 InGaN 芯片技术，封装在黄色漫射树脂中。其主要优势在于，与传统引线框架 LED 相比，其占板面积显著减小，从而能够在印刷电路板 (PCB) 上实现更高的元件组装密度，降低存储要求，并最终有助于开发更小、更轻的终端用户设备。其轻量化结构使其特别适合空间受限和便携式设备。
2. 主要特性与合规性
此 LED 以 8mm 载带形式供应，卷绕在 7 英寸直径的卷盘上，完全兼容标准自动化贴片组装设备，从而简化大批量生产。它设计用于红外 (IR) 和气相回流焊接工艺，确保生产线的灵活性。该器件采用环保材料制造：无铅 (Pb-free)，符合欧盟 RoHS（有害物质限制）指令，并满足 REACH（化学品注册、评估、授权和限制）要求。此外，它被归类为无卤素产品，溴 (Br) 和氯 (Cl) 含量均低于 900 ppm，且其总和低于 1500 ppm。
3. 绝对最大额定值
器件的操作极限定义在环境温度 (Ta) 为 25°C 的条件下。超过这些额定值可能导致永久性损坏。
- 反向电压 (VR):5 V
- 连续正向电流 (IF):25 mA
- 峰值正向电流 (IFP):100 mA (占空比 1/10，频率 1 kHz 条件下)
- 功耗 (Pd):110 mW
- 静电放电 (ESD) 人体模型:150 V
- 工作温度范围 (Topr):-40°C 至 +85°C
- 存储温度范围 (Tstg):-40°C 至 +90°C
- 焊接温度 (Tsol):回流焊：最高 260°C，持续 10 秒；手工焊接：最高 350°C，持续 3 秒。
4. 光电特性
除非另有说明，所有特性均在环境温度 25°C 和标准测试电流 (IF) 5 mA 下测量。
- 发光强度 (Iv):最小值 45 mcd，典型值未指定，最大值 112 mcd。发光强度容差为 ±11%。
- 视角 (2θ1/2):120 度（典型值）。此宽广视角确保了从各个角度均有良好的可见性，非常适合指示灯和背光应用。
- 正向电压 (VF):最小值 2.7 V，典型值未指定，最大值 3.2 V。正向电压容差为 ±0.05V。
- 反向电流 (IR):当施加 5V 反向电压 (VR) 时，最大值为 50 μA。
关于容差的说明:主波长容差为 ±1 nm。
5. 分档与分级系统
LED 根据性能进行分档，以确保批次间的一致性。这使得设计人员能够选择满足特定亮度和电气要求的部件。
5.1 发光强度分档范围
在 IF= 5mA 条件下分档。容差：±11%。
- P1:45 mcd (最小) 至 57 mcd (最大)
- P2:57 mcd 至 72 mcd
- Q1:72 mcd 至 90 mcd
- Q2:90 mcd 至 112 mcd
5.2 正向电压分档范围
在 IF= 5mA 条件下分档。容差：±0.1V。
- 29:2.7 V 至 2.8 V
- 30:2.8 V 至 2.9 V
- 31:2.9 V 至 3.0 V
- 32:3.0 V 至 3.1 V
- 33:3.1 V 至 3.2 V
5.3 色度坐标分级
白色色点由 CIE 1931 色度图上的色度坐标 (CIE_x, CIE_y) 定义，容差为 ±0.01。产品被分级为组 (A) 和档 (1-6)，每个档在色度图上定义一个四边形区域，以确保颜色一致性。规格书中提供了档 1 至 6 的具体坐标范围，定义了白点的允许变化范围。
6. 性能曲线分析
规格书包含多条对电路设计和热管理至关重要的特性曲线。
- 正向电流降额曲线:显示了最大允许连续正向电流随环境温度变化的函数关系。为防止过热，电流必须随温度升高而降低。
- 相对发光强度 vs. 环境温度:说明了光输出如何随结温升高而降低。这对于在宽温度范围内运行的应用至关重要。
- 发光强度 vs. 正向电流:展示了驱动电流与光输出之间的非线性关系。
- 正向电压 vs. 正向电流 (I-V 曲线):对于设计限流电路至关重要。该曲线显示了 LED 在不同电流下的典型压降。
- 光谱分布:描绘了所发射白光的光谱功率分布，显示了各波长的相对强度。
- 辐射图:一个极坐标图，直观地表示了 120 度视角和光强的空间分布。
7. 机械与封装信息
该 LED 采用标准 SMD 封装。封装图纸显示了关键尺寸，包括长度、宽度、高度和焊盘间距。除非另有说明，所有公差均为 ±0.1mm。提供了用于 PCB 设计的建议焊盘布局以供参考，但建议设计人员根据其特定的制造工艺和热要求进行修改。图纸还清晰地标明了阴极（负极）和阳极（正极）端子，以便在组装时正确确定方向。
8. 焊接与组装指南
8.1 焊接工艺
该器件兼容无铅回流焊接。提供了推荐的温度曲线：在 150-200°C 之间预热 60-120 秒，液相线以上 (217°C) 时间 60-150 秒，峰值温度不超过 260°C，最长 10 秒。最大升温速率应为 6°C/秒，冷却速率应为 3°C/秒。回流焊接不应超过两次。加热期间不应对 LED 本体施加应力，焊接后 PCB 不应翘曲。
8.2 存储与防潮要求
LED 包装在带有干燥剂的防潮袋中。开封前，应存储在 ≤30°C 和 ≤90% 相对湿度的环境中。开封后，"车间寿命"（元件可暴露在工厂环境条件下的时间）在 ≤30°C 和 ≤60% 相对湿度下为 1 年。未使用的部件应重新密封。如果干燥剂指示剂变色或超过存储时间，使用前需要在 60±5°C 下烘烤 24 小时，以去除吸收的水分，防止回流焊时发生"爆米花"效应。
8.3 电路保护
关键提示:必须始终使用一个外部限流电阻与 LED 串联。正向电压有一个范围 (2.7-3.2V)，如果未正确限流，电源电压的微小变化可能导致正向电流发生巨大且可能具有破坏性的变化。
9. 包装与订购信息
LED 以载带形式供应，载带尺寸在规格书中指定。每卷包含 3000 片。还提供了卷盘尺寸，以便自动化处理设备使用。卷盘标签包含关键信息：客户零件号 (CPN)、产品编号 (P/N)、包装数量 (QTY)、发光强度等级 (CAT)、色度与波长等级 (HUE)、正向电压等级 (REF) 和批号 (LOT No)。
10. 应用建议
10.1 典型应用
- 背光照明:非常适合仪表盘指示灯、开关背光，以及为 LCD 面板和符号提供平面背光。
- 通信设备:电话和传真机中的状态指示灯和键盘背光。
- 通用指示灯:任何需要小型、明亮、广角白色指示灯的应用。
10.2 设计考量
- 电流驱动:始终使用恒流源或带串联电阻的电压源。根据电源电压 (Vsupply)、LED 的最大正向电压 (VFmax) 和所需的正向电流 (IF) 计算电阻值：R = (Vsupply- VFmax) / IF。使用最坏情况下的 VF以确保电流永远不会超过最大额定值。
- 热管理:尽管功耗较低，但如果在高环境温度或接近最大电流下工作，应确保 LED 焊盘下有足够的 PCB 铜箔面积或散热过孔，因为热量会降低光输出和寿命。
- ESD 防护:该器件对静电放电敏感 (150V HBM)。在组装过程中应采取标准的 ESD 处理预防措施。
11. 技术对比与优势
与老式通孔 LED 相比，16-213 SMD LED 具有显著优势：占板面积小得多，有利于微型化；适合自动化组装，降低人工成本；以及更宽的视角 (120°)，提供更好的可见性。其无卤素和 RoHS 合规性使其适用于具有严格环保法规的全球市场。详细的分档系统为设计人员提供了可预测的性能，确保批量生产产品中亮度和颜色的一致性。
12. 常见问题解答 (FAQ)
问：分档代码 (P1, Q2, 29, 31 等) 的目的是什么？
答：分档代码确保电气和光学性能的一致性。发光强度档 (P1, Q1 等) 保证最低亮度。正向电压档 (29, 31 等) 确保可预测的功耗。色度档确保一致的白色。设计人员可以指定分档以满足其应用需求。
问：为什么限流电阻是绝对必要的？
答：LED 是电流驱动器件。其 V-I 特性是指数型的。电压略微超过标称 VF会导致电流急剧增加，可能立即损坏 LED。电阻（或恒流驱动器）提供了稳定、安全的工作电流。
问：我可以在户外使用这款 LED 吗？
答：其工作温度范围为 -40°C 至 +85°C，涵盖了大多数户外条件。然而，该封装并未专门针对防水或抗紫外线进行评级。对于直接户外暴露，需要额外的环境保护（如三防漆、透镜）。
问："无铅"和"无卤素"对我的设计意味着什么？
答："无铅"指焊料和镀层中不含铅，符合环保法规。"无卤素"意味着溴和氯含量降低，如果器件暴露在极端高温或火灾中，可以最大限度地减少有毒烟雾的排放，从而提高安全性和环保性。
13. 工作原理
该 LED 基于氮化铟镓 (InGaN) 半导体芯片。当施加超过二极管阈值电压的正向电压时，电子和空穴在半导体有源区内复合，以光子（光）的形式释放能量。InGaN 层的特定成分决定了发射光的主波长。为了产生白光，芯片通常发射蓝光，然后激发黄色荧光粉层（包含在黄色漫射树脂封装内）。来自芯片的蓝光与来自荧光粉的黄光相结合，在人眼中产生白光的感知。漫射树脂有助于散射光线，从而形成 120 度的宽广视角。
14. 行业趋势与背景
16-213 LED 代表了在电子设备微型化和高效化这一更广泛趋势中的一个成熟产品类别。从通孔封装转向 SMD 封装是过去几十年的主导趋势，其驱动力来自于对更小、更轻、更易于自动化组装的元件的需求。当前行业的发展重点在于更高的效率（每瓦更多流明）、改进白光 LED 的显色指数 (CRI) 以及更严格的颜色一致性。同时，业界也在大力推动更高的可靠性和更长的使用寿命，特别是对于汽车和工业应用。此外，对无卤素和低释气材料的重视，符合全球对消费电子和专业电子产品日益严格的环境和安全标准。
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。 |