SMD LED 17-21/GVC-AMPB/3T 数据手册 - 2.0x1.25x0.8mm - 绿色 (568nm) - 20mA - 英文技术文档

1. 产品概述

17-21 SMD LED 是一款紧凑型表面贴装器件，专为需要可靠指示灯和背光功能的现代电子应用而设计。该元件采用 AlGaInP（铝镓铟磷）半导体技术，可发出典型峰值波长为 568nm 的绿光。其主要优势在于其微型封装尺寸，这使得在印刷电路板 (PCB) 上能够实现更高的封装密度，减少所需的存储空间，并有助于终端设备的整体小型化。其轻量化结构进一步使其成为便携式和空间受限应用的理想选择。

This LED is packaged on 8mm tape wound onto a 7-inch diameter reel, making it fully compatible with high-speed automatic pick-and-place assembly equipment. It is designed for use with standard infrared (IR) and vapor phase reflow soldering processes, ensuring seamless integration into modern manufacturing lines. The product is compliant with key environmental and safety regulations, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, and Br+Cl < 1500 ppm).

2. 技术参数深度分析

2.1 绝对最大额定值

器件的运行极限值在特定环境条件下（Ta=25°C）定义。超过这些额定值可能导致永久性损坏。

• 反向电压 (VR): 5V。这是一个关键参数；施加超过5V的反向电压可能导致LED的PN结击穿。
• 连续正向电流（IF）： 25 mA。这是为确保长期可靠性并防止热失控而推荐的持续运行最大直流电流。
• 峰值正向电流（IFP）： 60 mA。此额定值适用于占空比为1/10、频率为1 kHz的脉冲条件。它允许实现短时间的高亮度，但不可用于直流操作。
• 功耗 (Pd): 60 mW。这表示封装能够以热量形式耗散的最大功率。超过此限制会提高结温，从而降低性能和使用寿命。
• 静电放电人体模型： 2000V。该等级表明具备中等水平的ESD防护能力。在组装和操作过程中，仍需采取标准的ESD防护措施。
• 工作温度： -40°C 至 +85°C。该LED额定工作于此宽广的工业温度范围。
• 存储温度 (Tstg): -40°C 至 +90°C。
• 焊接温度 (Tsol): 本器件可承受峰值温度为260°C的回流焊接，最长持续10秒。对于手工焊接，烙铁头温度不应超过350°C，每个引脚最长持续3秒。

2.2 光电特性

这些参数是在标准测试条件 IF=20mA、Ta=25°C 下测得的。它们定义了核心光输出和电气性能。

• 发光强度 (Iv): 范围从最小值18.00 mcd到最大值72.00 mcd。典型值取决于具体的分档代码（M, N, P）。这是衡量感知亮度的指标。
• 视角 (2θ1/2): 通常为140度。这种宽广的视角使得LED适用于需要从大范围位置都能看到光线的应用。
• 峰值波长 (λp): 通常为568 nm。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
• 主波长 (λd): 范围从563.50 nm到571.50 nm，被分入特定代码（C13至C16）。这是人眼感知的单一波长，对颜色一致性至关重要。
• 光谱带宽 (Δλ): 通常为20纳米。这定义了发射光谱在峰值波长附近的展宽范围。
• 正向电压 (VF): 在20mA电流下，范围从1.75V到2.35V，并分档为代码（0, 1, 2）。该参数对于设计驱动电路中的限流电阻至关重要。
• 反向电流 (IR): 施加5V反向电压时，最大值为10 μA。数据手册明确指出该器件并非为反向工作而设计。

重要说明： 数据手册规定了关键参数的容差：发光强度 (±11%)、主波长 (±1nm) 和正向电压 (±0.1V)。这些容差适用于每个分档内，对于设计余量计算至关重要。

3. Binning System 说明

为确保大规模生产的一致性，LED会根据实测性能进行分档。这使得设计人员能够选择满足特定应用在亮度、颜色和电压方面要求的器件。

3.1 光强分档

分档依据IF=20mA时的最小和最大光强值定义。

• M档： 18.00 mcd (最小值) 至 28.50 mcd (最大值)
• Bin N: 28.50 mcd (最小值) 至 45.00 mcd (最大值)
• Bin P: 45.00 mcd (最小值) 至 72.00 mcd (最大值)

选择更高档的Bin（例如P档）可保证更高的最低亮度，但可能需要支付溢价成本。

3.2 主波长分档

此分档确保颜色一致性。主波长按2纳米步长进行分选。

• 分档 C13： 563.50 nm 至 565.50 nm
• Bin C14: 565.50 nm 至 567.50 nm
• Bin C15: 567.50 纳米 至 569.50 纳米
• Bin C16: 569.50 纳米 至 571.50 纳米

在对特定绿色色调要求严格的应用中，指定精确的波长分档至关重要。

3.3 正向电压分档

电压分档有助于设计出更可预测、更高效的驱动电路，尤其是在多个LED串联连接时。

• 分档0： 1.75V至1.95V
• 分档1： 1.95V 至 2.15V
• 等级2： 2.15V 至 2.35V

使用来自相同电压分档的LED可最大程度减少并联配置中的电流不平衡。

4. 性能曲线分析

数据手册引用了典型的光电特性曲线。虽然提供的文本中未详述具体图表，但此类LED的标准曲线通常包括：

• 相对发光强度与正向电流关系曲线（I-V曲线）： 显示光输出如何随电流增加，通常在较高电流下因热效应呈亚线性增长。
• 正向电压与正向电流关系曲线： 展示了指数关系，这对于热管理和驱动设计至关重要。
• 相对发光强度与环境温度： 显示了随着结温升高，光输出的降额情况。AlGaInP LED 通常随着温度升高，输出会显著下降。
• 光谱分布： 一幅相对强度与波长的关系图，显示峰值在~568nm处，带宽约为~20nm。
• 视角分布图： 一幅极坐标图展示了光强度的角分布，证实了140度的视角。

这些曲线对于预测非标准条件（不同电流、温度）下的实际性能至关重要。

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，除非另有说明，公差为±0.1mm）包括：

• 总长度：2.0 mm
• 总宽度：1.25 mm
• 总高度：0.8 mm
• 引脚（端子）尺寸和间距已规定，用于PCB焊盘布局设计。

封装上清晰标示有阴极标记，以便在组装时正确识别极性方向。推荐的PCB焊盘图形（焊盘设计）应遵循这些尺寸，以确保良好的焊接效果和机械稳定性。

5.2 卷盘、载带与包装

本器件采用防潮器件（MSD）包装，符合IPC/JEDEC标准的3级要求。

• 载带： 宽度为8毫米，带有容纳LED的凹槽。提供了载带、凹槽和盖带的尺寸，以确保与送料器的兼容性。
• 卷盘： 7英寸直径卷盘。卷盘尺寸（轴心直径、法兰直径、宽度）已指定，适用于自动化处理设备。
• 包装数量： 每卷3000件。
• 防潮袋： 卷盘密封在铝箔复合防潮袋内，袋中附有湿度指示卡和干燥剂，以保护LED在存储和运输过程中免受环境湿气影响。

标签说明： 卷盘标签包含用于追溯和正确应用的关键信息：客户产品编号（CPN）、制造商零件编号（P/N）、数量（QTY），以及光强（CAT）、主波长/色调（HUE）和正向电压（REF）的具体分档代码，连同批号（LOT No）。

6. 焊接与组装指南

正确的处理和焊接对可靠性至关重要。

6.1 存储与操作

• 在准备使用前，请勿打开防潮屏障袋。
• 开封后，未使用的LED必须在温度≤30°C、相对湿度≤60%的条件下储存。
• 防潮袋开封后的“车间寿命”为168小时（7天）。若超出此期限，或干燥剂指示剂显示已激活，则在使用前必须将LED在60°C ±5°C下烘烤24小时，以去除吸收的湿气，防止回流焊时发生“爆米花”现象。

6.2 回流焊接温度曲线

规定采用无铅回流焊接温度曲线：

• 预热： 在60-120秒内从环境温度升温至150-200°C。
• 保温/预热： 保持在150-200°C之间。
• 液相时间： 温度高于217°C的持续时间应为60-150秒。
• 峰值温度： 最高260°C。
• 峰值时间： 在260°C下不应超过10秒。
• 升温速率： 最大6°C/秒。
• 降温速率： 最大3°C/秒。
• 关键规则： 同一颗LED上不应进行超过两次的回流焊接。

6.3 手工焊接与返修

• Use a soldering iron with a tip temperature <350°C and power <25W.
• 每个端子的焊接时间限制在≤3秒。
• 焊接端子之间需留有≥2秒的冷却间隔。
• 加热过程中避免对LED本体施加机械应力。
• 强烈不建议在焊接后进行修复。如不可避免，必须使用专用双头烙铁同时加热两个端子，并需验证其对LED特性的影响。
• 焊接后请勿使PCB板翘曲。

7. 应用建议与设计考量

7.1 典型应用场景

• 背光照明： 非常适合为仪表盘、控制面板和消费电子产品上的符号、开关及小区域提供背光照明。
• 状态指示灯： 非常适合电信设备（电话、传真）、计算机外设和工业控制中的电源、连接和功能状态指示。
• 通用指示灯： 任何需要小型、明亮、可靠的绿色光源的应用。

7.2 设计考量

• 电流限制： 外部限流电阻是 强制性的正向电压具有负温度系数，这意味着它会随着温度升高而降低。如果没有电阻，电压的微小增加会导致电流大幅且可能具有破坏性的增加（热失控）。电阻值通过公式 R = (Vsupply - VF) / IF 计算得出。
• 热管理： 尽管封装尺寸较小，但仍需考虑功耗（最高可达60mW），尤其是在高环境温度或密闭空间中。焊盘周围足够的PCB铜箔面积可充当散热器。
• ESD保护： 在组装区域实施标准ESD控制措施。尽管器件额定值为2000V HBM，但在高风险环境中，PCB上可能仍需添加额外的保护二极管。
• 光学设计： 140度宽视角提供了良好的离轴可见性。对于聚焦光，可能需要外部透镜或导光件。

8. 应用限制与可靠性说明

数据手册包含一项重要免责声明。此标准商用级LED 未经认证或不建议用于高可靠性或安全关键型应用 未经事先咨询和专门认证。此范围明确包括：

• Military and Aerospace systems
• 汽车安全与安保系统（例如，安全气囊指示灯、刹车灯）
• 医疗生命支持或诊断设备

本规格书仅保证产品在规定限值内作为独立组件时的性能。设计者有责任确保产品不超出这些规格使用，并确保其适用于目标应用的生命周期和环境条件。

9. 技术对比与差异化分析

17-21封装在尺寸和性能之间取得了平衡。与更大的引线式LED（例如3mm或5mm）相比，它能显著节省空间，更适合自动化组装。与更小的芯片级封装（CSP）相比，17-21封装因其带金属引线的模塑封装而更易于处理、可采用标准焊接工艺，并且通常具有更好的散热性能。在绿光应用上，采用AlGaInP技术相比GaP等旧技术能提供更高的效率和更好的色彩饱和度，尤其是在绿光光谱范围内。

10. 常见问题解答 (FAQ)

问：对于5V电源，我应该使用多大阻值的电阻？
答：为留出安全裕量，采用最大正向电压VF (2.35V) 进行计算，设IF=20mA：R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 欧姆。选用标准的130或150欧姆电阻是合适的。请务必根据您所用LED分档的实际VF值来验证电流。

问：我能否以30mA驱动这颗LED以获得更高亮度？
答：不可以。连续正向电流（IF）的绝对最大额定值为25mA。以30mA工作会超出此额定值，这将降低可靠性和使用寿命，并可能导致立即失效。

问：我的袋子在10天前被打开了。里面的LED还能使用吗？
A: 首先，检查湿度指示卡。若显示已受潮（如颜色变化），使用前必须将LED在60°C下烘烤24小时，以驱除湿气，防止回流焊时焊点损坏。

Q: 如何解读标签上的分档代码？
A: 标签上显示CAT（光强分档，如N）、HUE（波长分档，如C14）和REF（电压分档，如1）。这标示了该卷带上LED的具体性能范围。

Q: 为什么反向电压额定值仅为5V？
A> LEDs are not designed to be operated in reverse bias. The 5V rating is a withstand voltage for protection against accidental reverse connection during testing or assembly. For circuit protection against transient reverse voltages, an external diode in parallel (cathode to anode) is recommended.