迷你頂視LED 65-21系列規格書 - SMT封裝 - 最高2.35V - 鮮明黃綠色 - 60mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

65-21系列係一個專為表面貼裝技術（SMT）應用而設計嘅迷你頂視發光二極管（LED）家族。呢款特定型號，由表示其分級嘅部件號後綴識別，會發出鮮明嘅黃綠光。核心設計理念集中喺一種由上而下嘅安裝配置，光線會透過印刷電路板（PCB）射出。呢種獨特嘅架構，結合咗集成嘅內部反射器，旨在優化光輸出耦合，令呢啲元件特別適合用於光管或導光板嘅應用。

封裝係一個緊湊嘅白色表面貼裝器件。一個關鍵性能特點係其異常寬廣嘅視角，特徵為120度（半峰全寬，2θ1/2）。呢種寬廣嘅發射輪廓確保咗從唔同角度都有高可見度，對於指示燈應用嚟講係一個關鍵因素。產品符合主要嘅環境同安全指令，包括RoHS（有害物質限制）、歐盟REACH法規，並且以無鹵素（溴<900ppm，氯<900ppm，總和<1500ppm）製造。佢以帶裝同捲盤形式供應，兼容自動貼片組裝流程。

1.1 核心優勢同目標市場

65-21系列嘅主要優勢源於其機械同光學設計。頂視、穿透PCB發光係其定義性特徵，能夠無需側射或直角安裝即可高效耦合到光管中。封裝內嘅集成反射器增強咗光提取同方向性。寬廣嘅120度視角提供咗出色嘅全方位可見度。SMT封裝允許高密度PCB佈局，並且兼容標準嘅回流焊接流程。

目標應用多樣化，集中喺緊湊尺寸、可靠指示同高效導光至關重要嘅領域。包括：消費電子產品同工業設備上嘅光學狀態指示器；液晶顯示器（LCD）、鍵盤、開關同儀錶板嘅背光；廣告同標牌嘅一般照明；以及汽車內部照明，例如儀錶板背光。該元件根據JEDEC J-STD-020D Level 3標準進行預處理，表明其對典型商業焊接流程嘅穩健性。

2. 技術參數分析

本節對規格書中定義嘅關鍵電氣、光學同熱參數提供詳細、客觀嘅解讀。理解呢啲限制同特性對於可靠嘅電路設計同確保LED長期性能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗可能導致LED永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係正常操作條件。

• 反向電壓（V_R）：12V。喺反向偏壓方向上超過此電壓可能導致結擊穿。
• 連續正向電流（I_F）：25mA。呢個係可以連續施加嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（I_FP）：60mA。呢個只允許喺脈衝條件下（1kHz下佔空比10%）使用，唔可以用於直流操作。
• 功耗（P_d）：60mW。封裝可以作為熱量散發嘅最大功率，計算公式為正向電壓（V_F）× 正向電流（I_F）。
• 結溫（T_j）：115°C。半導體芯片本身嘅最高允許溫度。
• 工作同儲存溫度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（儲存）。
• 靜電放電（ESD）：2000V（人體模型）。需要適當嘅ESD處理程序。
• 焊接溫度：對於回流焊，指定峰值為260°C，最多10秒。對於手工焊接，允許每個端子350°C，最多3秒。

2.2 電光特性

呢啲參數喺標準測試條件下測量，環境溫度為25°C，正向電流（I_F）為20mA，除非另有說明。

• 發光強度（I_V）：範圍從最小36毫坎德拉（mcd）到最大90 mcd。由於部件已分級，典型值未指定。適用±11%嘅公差。
• 視角（2θ_1/2）：120度。呢個係發光強度至少為0度（軸上）測得嘅峰值強度一半時嘅角度寬度。
• 峰值波長（λ_p）：約575納米（nm）。呢個係光譜功率分佈最大時嘅波長。
• 主波長（λ_d）：範圍從569.5 nm到577.5 nm。呢個係人眼對LED顏色嘅單一波長感知，係顏色分級嘅關鍵參數。公差為±1nm。
• 光譜帶寬（Δλ）：約20 nm。呢個表示光譜純度；較小嘅帶寬意味著更單色嘅顏色。
• 正向電壓（V_F）：喺20mA時範圍從1.75V到2.35V。公差為±0.1V。呢個對於設計與LED串聯嘅限流電阻至關重要。
• 反向電流（I_R）：當施加12V反向偏壓時，最大為10微安培（μA）。

2.3 熱特性

雖然未明確列喺單獨嘅表格中，但熱管理通過功耗（P_d）同結溫（T_j）額定值暗示。正向電流降額曲線圖形化顯示咗，為咗防止超過115°C結溫限制，當環境溫度升高超過25°C時，必須降低最大允許連續正向電流。對於高電流或高環境溫度應用，需要具有足夠散熱嘅有效PCB佈局。

3. 分級系統解釋

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會被分級。65-21系列對發光強度同主波長使用獨立嘅分級。

3.1 發光強度分級

當喺I_F= 20mA下測量時，發光強度被分為四個唔同嘅級別（N2, P1, P2, Q1）。每個級別覆蓋特定範圍：

- N2：36 mcd 至 45 mcd

- P1：45 mcd 至 57 mcd

- P2：57 mcd 至 72 mcd

- Q1：72 mcd 至 90 mcd

部件號（例如，G6C-AN2Q1/3T）包含指定器件屬於邊個強度同波長級別嘅代碼，允許設計師為其應用選擇具有嚴格性能公差嘅部件。

3.2 主波長分級

定義感知黃綠色嘅主波長，喺A組內分級。佢分為四個代碼（C16至C19），每個跨越2nm範圍：

- C16：569.5 nm 至 571.5 nm

- C17：571.5 nm 至 573.5 nm

- C18：573.5 nm 至 575.5 nm

- C19：575.5 nm 至 577.5 nm

呢種精確嘅分級確保單個組裝中LED之間嘅顏色變化最小，對於多LED背光或指示燈陣列等應用至關重要。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，說明LED喺唔同條件下嘅行為。呢啲對於高級設計考慮至關重要。

4.1 相對發光強度 vs. 正向電流

呢條曲線顯示發光強度與正向電流唔成線性比例。雖然強度隨電流增加而增加，但喺較高電流下，由於結溫升高同效率下降，關係趨於次線性。喺顯著高於推薦嘅20mA測試電流下操作，可能會導致亮度收益遞減並加速老化。

4.2 相對發光強度 vs. 環境溫度

呢個圖表展示咗光輸出嘅負溫度係數。隨著環境溫度升高，LED嘅光輸出會降低。呢個係半導體光源嘅基本特性。該曲線允許設計師估算高溫環境下嘅亮度損失，並在必要時進行補償。

4.3 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

I-V曲線本質上係指數型，典型嘅二極管特性。正向電壓嘅微小增加會導致正向電流嘅大幅增加。呢個突顯咗當由電壓源供電時，使用限流器件（幾乎總係電阻）與LED串聯嘅極端重要性。用恆定電壓驅動LED會導致熱失控同損壞。

4.4 光譜分佈

光譜分佈圖顯示咗跨波長發射嘅相對光功率。對於呢款鮮明黃綠色LED，峰值約為575nm，典型半峰全寬（FWHM）為20nm。呢個圖對於對特定光譜內容敏感嘅應用非常有用。

4.5 輻射模式

極座標輻射圖直觀地確認咗寬廣嘅120度視角。該模式可能係朗伯型或接近朗伯型，意味著強度大致與視角嘅餘弦成正比。呢種模式對於廣域照明同光管耦合係理想嘅。

5. 機械同封裝信息

5.1 封裝尺寸同焊盤圖案

規格書包含LED封裝嘅詳細尺寸圖。關鍵尺寸包括總長度、寬度同高度，以及引腳（端子）間距同尺寸。亦提供咗PCB嘅推薦焊盤佈局（焊盤圖案）。遵守呢個推薦圖案對於實現可靠嘅焊點、確保回流期間正確對齊同管理熱應力至關重要。圖紙指定公差為±0.1mm，除非另有說明。

5.2 極性識別

必須注意極性以確保正確操作。規格書圖紙指示咗陽極同陰極端子。通常，陰極可以通過封裝體上嘅標記識別，例如點、凹口或綠色標記，或者通過唔同嘅引腳形狀（例如，較短嘅引腳）。焊接期間錯誤嘅極性連接將導致LED喺正向偏壓時無法發光。

6. 焊接同組裝指南

正確處理同焊接對於防止損壞呢啲SMT元件至關重要。

6.1 回流焊接溫度曲線

提供咗特定嘅無鉛回流溫度曲線。通常包括：預熱斜坡（例如，150-200°C，持續60-120秒）、受控升至峰值溫度、液相線以上時間（例如，高於217°C，持續60-150秒）、峰值溫度唔超過260°C，最多10秒，以及受控冷卻階段。該曲線強調最小化熱衝擊同極端溫度暴露。

6.2 關鍵注意事項

• 限流：必須使用外部串聯電阻。冇咗佢，即使電源電壓嘅微小增加都可能導致電流嘅大幅、破壞性增加。
• 回流次數：LED唔應該進行超過兩次嘅回流焊接，以避免對封裝同鍵合線造成過度熱應力。
• 機械應力：避免喺加熱（焊接）期間對LED施加物理應力，或者喺組裝後因PCB翹曲而施加應力。
• 手工焊接：如有必要，使用烙鐵頭溫度<350°C嘅烙鐵，對每個端子加熱≤3秒，並允許端子之間有≥2秒嘅冷卻間隔。使用低功率烙鐵（≤25W）。
• 維修：唔建議喺焊接後進行維修。如果不可避免，應使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以防止因抬起一個焊盤而產生機械應力。

7. 包裝同訂購信息

7.1 濕度敏感性同儲存

元件包裝喺防潮屏障袋中，內有乾燥劑同濕度指示卡。該袋應僅喺使用前立即喺受控環境（<30°C同<60%相對濕度）中打開。如果指示卡顯示過度濕度暴露，則必須喺使用前將元件喺60°C ±5°C下烘烤24小時，以去除吸收嘅水分並防止回流期間出現\"爆米花\"現象。

7.2 帶裝同捲盤規格

LED以載帶纏繞喺捲盤上供應，用於自動組裝。關鍵規格包括：捲盤尺寸（直徑、寬度、軸心尺寸）、載帶凹槽尺寸同間距（凹槽之間嘅距離）。標準裝載數量為每捲3000件。規格書中提供咗捲盤、載帶同防潮袋包裝流程嘅詳細圖紙。

7.3 標籤解釋

捲盤標籤包含幾個代碼：

- P/N：完整產品編號。

- CAT：發光強度分級代碼（例如，Q1）。

- HUE：主波長分級代碼（例如，C18）。

- REF：正向電壓等級。

- LOT No：可追溯批號。

8. 應用設計考慮

8.1 典型應用電路

最基本同必不可少嘅電路係一個電壓源（V_CC）、一個限流電阻（R_S）同串聯嘅LED。電阻值使用歐姆定律計算：R_S= (V_CC- V_F) / I_F，其中V_F同I_F係期望嘅工作點。為咗最壞情況設計，始終使用規格書中嘅最大V_F（2.35V），以確保電流唔超過限制。例如，使用5V電源同目標I_F為20mA：R_S= (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω。標準130Ω或150Ω電阻係合適嘅，額定功率P = I_F²× R_S.

。

8.2 光管同導光板耦合

對於光管應用，透過PCB嘅頂視發光係理想嘅。LED應直接放置喺光管輸入表面下方。寬廣嘅視角有助於將大部分發射光捕獲到光管中。應最小化LED圓頂同光管之間嘅間隙，並且可以使用光學耦合材料（例如，矽膠、透明粘合劑）來減少氣隙處嘅菲涅爾反射損失。

8.3 PCB佈局中嘅熱管理

雖然係一個小信號器件，但熱管理可以提高壽命。使用推薦嘅焊盤尺寸。將散熱焊盤（如果存在）或陰極/陽極焊盤連接到PCB上較大嘅銅區域有助於散熱。封裝下方嘅熱通孔可以將熱量傳遞到內層或底層。避免將LED放置喺其他發熱元件附近。

9. 技術比較同差異化65-21系列主要通過其頂視、穿透PCB光路

來實現差異化。與標準側視或直角LED相比，呢種設計簡化咗與光管嘅機械集成，消除咗導光板中複雜彎曲或90度轉彎嘅需要。集成嘅內部反射器係一個旨在提高光學效率嘅特點，專門針對呢種耦合方法。120度視角對於頂視封裝嚟講異常寬廣，提供比許多競爭對手更好嘅離軸可見度。其符合最新無鹵素同高溫（無鉛）焊接標準，使其適合現代、注重環保嘅電子製造。

10. 常見問題解答（FAQ）

Q1：我可以直接從3.3V或5V微控制器引腳驅動呢個LED嗎？

A：唔可以。你必須始終使用串聯限流電阻。I-V曲線顯示電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化。微控制器引腳嘅輸出電壓可能會變化，直接連接LED可能會損壞佢。

Q2：點解我喺高溫環境中使用LED時，佢比預期暗？

A：呢個係正常行為。請參考\"相對發光強度 vs. 環境溫度\"曲線。LED光輸出隨溫度升高而降低。你可能需要選擇更高亮度級別（例如，Q1）或稍微增加驅動電流（喺絕對限制內）來補償，同時確保唔超過熱限制。

Q3：個袋琴日打開咗。今日我可以用剩低嘅LED而唔烘烤嗎？

A：視乎工廠環境條件同元件嘅濕度敏感等級（MSL），呢個由烘烤說明暗示。如果環境受控（<30°C/60% RH）且暴露時間短（可能少於指定嘅MSL車間壽命，例如MSL 3嘅168小時），咁可能係安全嘅。如果有疑問，或者濕度指示卡顯示警告級別，請按規定烘烤元件。

Q4：峰值波長同主波長有咩區別？_pA：峰值波長（λ_d）係LED發射最多光功率嘅物理波長。主波長（λ_d）係一個計算出嘅單一波長，人眼會感知為與LED嘅寬光譜具有相同顏色。λ

對於視覺應用中嘅顏色匹配更相關。

11. 設計案例研究

1. 場景：為工業控制器設計帶光管嘅狀態指示燈面板。要求：

2. 多個黃綠色狀態LED需要透過獨立光管從前面板可見。元件選擇：

3. 選擇65-21系列係因為其頂視發光，簡化咗機械設計。光管可以係一個直嘅、垂直嘅元件，直接坐喺PCB上嘅LED上方。分級：

4. 為確保整個面板亮度均勻，指定使用相同發光強度級別（例如，全部P2或Q1）嘅LED。為確保顏色均勻，指定使用相同主波長級別（例如，全部C18）嘅LED。電路設計：_F使用公共5V電源軌。使用最大V_F2.35V同目標I

5. 20mA，為每個LED選擇150Ω串聯電阻，每個電阻消耗60mW（0.06W）。1/8W或1/10W電阻足夠。PCB佈局：

6. 根據光管位置放置LED。使用推薦嘅焊盤圖案。焊盤上使用小型散熱連接，以幫助焊接，同時保持與地/電源層嘅一定熱傳導。結果：

一個乾淨、可靠嘅指示系統，具有一致嘅亮度同顏色，得益於65-21 LED嘅特定光學耦合優勢。

12. 工作原理

LED基於AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體芯片。當施加超過二極管開啟電壓（約1.8-2.0V）嘅正向電壓時，電子同空穴被注入半導體嘅有源區。呢啲電荷載流子復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。AlGaInP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而決定發射光嘅波長，喺呢種情況下，係喺黃綠光譜（約575nm）。芯片被封裝喺一個白色、反光嘅塑料封裝中，帶有透明環氧樹脂圓頂。白色塑料將側面發射嘅光向上反射，圓頂充當透鏡，塑造輻射模式並提供環境保護。

13. 技術趨勢