側視紅色SMD LED 57-21系列 - 封裝尺寸2.0x1.25x0.7mm - 正向電壓1.75-2.35V - 發光強度45-112mcd - 技術規格書

1. 產品概覽

57-21系列係一個側視表面貼裝器件（SMD）發光二極管（LED）系列。呢份文件詳細介紹咗紅色型號，佢採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片嚟產生鮮明紅光。呢款器件嘅特點係其超薄緊湊封裝，專為空間有限同需要側向發光嘅應用而設計。

1.1 核心優勢同產品定位

呢個LED系列嘅主要設計優勢嚟自其封裝結構。佢具備典型120度嘅超廣視角，呢個係透過優化內部反射器設計而達成。呢個特點令元件特別適合用於導光管或光管應用，因為呢啲應用需要高效耦合同均勻嘅側向照明。此外，器件喺低電流下運作，令佢非常適合用於電池供電嘅便攜式電子產品，以及其他需要關注功耗嘅應用。產品採用無鉛製造，並符合RoHS（有害物質限制）指令。

1.2 目標應用

側視外形、廣視角同低功耗要求呢個組合定義咗佢嘅目標市場。主要應用領域包括全彩色液晶顯示器（LCD）嘅背光，特別係用於手機、平板電腦同筆記本電腦等纖薄消費電子產品。佢亦適用於辦公室自動化（OA）設備嘅狀態指示器，以及作為各種電子設備中傳統微型燈泡嘅現代高效替代品。

2. 深入技術參數分析

呢部分根據標準測試條件（Ta=25°C），對器件嘅關鍵電氣、光學同熱參數提供詳細客觀解讀。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。佢哋唔適用於正常操作。

• 反向電壓（V_R）：5V。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能導致結擊穿。
• 正向電流（I_F）：25 mA 直流。允許嘅最大連續電流。
• 峰值正向電流（I_FP）：60 mA。呢個只允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，1 kHz頻率），適用於多路復用或短暫高亮度信號。
• 功耗（P_d）：60 mW。封裝可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 工作及儲存溫度：分別係-40°C至+85°C同-40°C至+100°C，表明適用於工業同擴展環境範圍。
• 靜電放電（ESD）：2000V（人體模型）。呢個係標準等級，組裝期間需要基本嘅ESD處理預防措施。
• 焊接溫度：規定回流焊接峰值溫度為260°C，持續10秒；或者手動焊接溫度為350°C，每個引腳最多3秒。呢啲定義咗PCB組裝嘅熱曲線極限。

2.2 電光特性

呢啲參數喺標準測試電流I_F= 10mA下測量，定義咗器件嘅性能。

• 發光強度（I_v）：範圍由45 mcd（最小）到112 mcd（最大），典型公差為±11%。呢個係紅光輸出嘅感知亮度。
• 視角（2θ_1/2）：120度（典型值）。呢個係發光強度下降到最大值一半時嘅全角，確認咗寬闊、漫射嘅發射模式。
• 主波長（λ_d）：介乎617.5 nm同633.5 nm之間。呢個定義咗紅光嘅感知顏色（色調）。為咗精確配色，規定公差為±1 nm。
• 峰值波長（λ_p）：典型值為632 nm，表示發射光嘅光譜峰值，可能同主波長有少少唔同。
• 光譜帶寬（Δλ）：典型值為20 nm，描述咗圍繞峰值波長嘅發射光譜寬度。
• 正向電壓（V_F）：喺10mA下介乎1.75V至2.35V之間，公差為±0.1V。呢個對於設計限流電路至關重要。
• 反向電流（I_R）：喺5V反向偏壓下最大為10 µA，表明結質量良好。

3. 分級系統說明

為確保批量生產嘅一致性，LED會根據性能分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定顏色同亮度要求嘅部件。

3.1 主波長分級

波長分級喺代碼A下分組，並分為四個子級（E4、E5、E6、E7），每個子級覆蓋從617.5 nm到633.5 nm嘅4 nm範圍。咁樣就可以選擇具有非常特定紅色色調嘅LED，對於需要多個單元顏色外觀一致嘅應用至關重要。

3.2 發光強度分級

亮度分為四組：P1（45-57 mcd）、P2（57-72 mcd）、Q1（72-90 mcd）同Q2（90-112 mcd）。咁樣就可以根據所需亮度水平進行選擇，可能優化功耗或滿足特定光度要求。

3.3 正向電壓分級

正向電壓喺代碼B下分組，有三個級別：0（1.75-1.95V）、1（1.95-2.15V）同2（2.15-2.35V）。了解V_F分級對於設計高效驅動電路好重要，特別係喺電池供電設備中，可以最小化電壓降同功率損耗。

4. 性能曲線分析

規格書包含幾條特性曲線，可以更深入了解器件喺唔同條件下嘅行為。

4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

呢條曲線顯示咗半導體二極管電流同電壓之間嘅指數關係。對於呢個LED，喺25°C時，電壓從極低電流下嘅大約1.6V上升到40mA時嘅約2.8V。呢條曲線對於確定工作點同設計合適嘅限流電阻或恆流驅動器至關重要。

4.2 相對發光強度 vs. 正向電流

呢個圖表表明光輸出隨電流增加而增加，但並非線性。喺較高電流下會趨向飽和。此外，佢顯示咗脈衝操作（1/10佔空比）嘅效果，可以使用更高嘅峰值電流來實現瞬間更高亮度，而唔超過平均功耗極限。

4.3 正向電流降額曲線

呢個係關鍵嘅熱管理圖表。佢顯示咗最大允許連續正向電流作為環境溫度（T_a）嘅函數。隨著溫度升高，必須降低最大電流以防止過熱。例如，喺85°C時，最大連續電流明顯低於25°C時嘅25mA額定值。

4.4 光譜分佈

光譜圖確認咗LED嘅單色性質，顯示出大約632 nm處嘅單一峰值，典型帶寬為20 nm。喺可見光譜嘅其他部分發射極少，呢個係高純度紅色AlGaInP LED嘅特徵。

4.5 輻射模式圖（極座標圖）

呢個圖表直觀地表示咗120度視角。強度繪製喺極座標圖上，顯示出寬闊、類似朗伯體嘅發射模式，強度喺0度（垂直於晶片）時最高，並從中心±60度處平滑下降到50%。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸同焊盤佈局

器件採用緊湊側視SMD封裝。關鍵尺寸包括主體長度約2.0 mm、寬度1.25 mm同高度0.7 mm。詳細機械圖紙指定咗所有關鍵尺寸，包括焊盤位置同公差（通常為±0.1mm），呢啲對於PCB佈局同確保正確焊接同對齊至關重要。

5.2 極性識別

陰極通常通過封裝上嘅標記角或凹口嚟識別。放置時必須注意正確極性以確保正常運作。

6. 焊接同組裝指引

6.1 回流焊接參數

元件適用於無鉛回流焊接工藝，峰值溫度為260°C，持續時間最多10秒。呢個符合標準IPC/JEDEC J-STD-020曲線。亦允許使用烙鐵喺350°C下進行手動焊接，每個引腳最多3秒，需要小心操作以避免熱損壞。

6.2 濕度敏感性同儲存

LED包裝喺防潮屏障袋中，並附有乾燥劑以防止吸濕，吸濕可能導致回流期間出現爆米花現象（封裝開裂）。一旦密封袋打開，應喺指定時間內（包裝雖未明確說明但暗示）使用元件，或者根據標準MSL（濕度敏感等級）程序喺焊接前進行烘烤。

7. 包裝同訂購資訊

7.1 載帶同捲盤規格

為咗自動化組裝，元件以凸版載帶形式供應，捲喺捲盤上。載帶寬度、口袋間距同捲盤尺寸均有規定，以兼容標準SMD貼片設備。每個捲盤包含500件。

7.2 標籤說明同零件編號

捲盤標籤包含用於追溯同正確應用嘅關鍵資訊：零件編號（PN）、客戶零件編號（CPN）、數量（QTY）、批號（LOT NO），以及發光強度（CAT）、主波長（HUE）同正向電壓（REF）嘅特定性能分級。零件編號57-21/R6C-AP1Q2B/BF可能編碼咗系列、顏色同特定分級代碼。

8. 可靠性同認證測試

產品經過一系列可靠性測試，置信水平為90%，批次容許不良率（LTPD）為10%。關鍵測試包括：

• 回流焊接：驗證器件喺組裝熱曲線下嘅生存能力。
• 溫度循環及熱衝擊：測試器件對抗-40°C至+100°C熱膨脹應力嘅穩健性。
• 高/低溫儲存：評估器件喺極端非工作條件下嘅長期穩定性。
• 直流工作壽命：喺20mA下進行1000小時壽命測試，以評估隨時間嘅性能退化。
• 高溫高濕（85°C/85% RH）：測試器件抗濕熱能力，濕熱可能導致腐蝕或其他故障。

9. 應用建議同設計考慮

9.1 典型應用電路

最常見嘅驅動方法係簡單嘅串聯電阻。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用最大V_F（2.35V）進行計算可以確保即使存在部件間差異，電流亦唔會超過所需水平。例如，使用5V電源同目標I_F為10mA：R = (5V - 2.35V) / 0.01A = 265 Ω。一個標準270 Ω電阻會係合適嘅。對於需要穩定亮度或從可變電壓源（如電池）運作嘅應用，建議使用恆流驅動器。

9.2 光管耦合設計

廣視角同封裝設計針對光管進行咗優化。為獲得最佳效果，LED應盡可能靠近導光管入口放置。光管嘅材料同表面處理（例如亞克力、聚碳酸酯）以及任何彎曲或特徵都會影響最終嘅光輸出均勻性同效率。對於複雜設計，通常需要進行光學模擬或製作原型。

9.3 熱管理考慮

雖然功耗低，但喺高環境溫度或高電流下連續運作需要注意。必須遵循降額曲線。確保PCB焊盤周圍有足夠嘅銅面積有助於散熱，並保持LED性能同壽命。

10. 技術比較同差異化

呢個側視LED系列嘅關鍵差異化因素係其屬性嘅特定組合：側向發光外形、集成反射器促成嘅120度超廣視角，以及使用AlGaInP技術實現高效紅光。同頂視LED相比，佢提供平行於PCB平面嘅照明，呢個對於側光式顯示器至關重要。同其他側視LED相比，其優化嘅內部反射器旨在實現更高嘅導光管耦合效率。AlGaInP晶片嘅低正向電壓相比一啲舊技術亦有助於提高整體電氣效率。

11. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以連續用20mA驅動呢個LED嗎？

答：可以，連續正向電流嘅絕對最大額定值係25mA，所以20mA喺安全工作區內，前提係環境溫度喺限制範圍內（請參考降額曲線）。

問：點解發光強度範圍咁闊（45-112 mcd）？

答：呢個係全生產範圍。通過分級系統（P1、P2、Q1、Q2），製造商同客戶可以喺更窄嘅亮度範圍內選擇部件，以確保其最終產品嘅一致性。

問：主波長同峰值波長有咩區別？

答：峰值波長（λ_p）係光譜功率最高嘅單一點。主波長（λ_d）係一個計算值，最能代表人眼感知嘅顏色，考慮咗整個發射光譜同人眼敏感度。λ_d對於顏色規格更相關。

問：係咪一定要有限流電阻？

答：係。LED係電流驅動器件。其正向電壓相對恆定，但電流會隨電壓小幅增加而快速上升。電阻或有源恆流電路對於防止熱失控同損壞LED至關重要。

12. 實際使用案例

場景：為便攜式醫療設備設計狀態指示器。

設備需要一個從側面可見嘅紅色待機/充電指示器。選擇咗57-21系列LED，亮度分級為Q1（72-90 mcd），以提供足夠可見度。設備由3.3V穩壓電源供電。為咗延長電池壽命，設定保守I_F為8mA，並使用最大V_F2.35V進行最壞情況計算：R = (3.3V - 2.35V) / 0.008A = 118.75 Ω。選擇咗120 Ω電阻。LED放置喺PCB邊緣，與成型亞克力光管對齊，將光線引導到設備外殼上嘅小窗口。廣視角確保即使從斜角觀看設備，指示器亦清晰可見。

13. 工作原理簡介

呢個LED嘅發光基於AlGaInP製成嘅半導體p-n結中嘅電致發光。當施加正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域，並喺度復合。復合期間釋放嘅能量以光子（光）形式發射。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（顏色），喺呢個案例中係紅色光譜（約632 nm）。內部反射器同透明環氧樹脂透鏡將光輸出塑造成所需嘅廣角模式。

14. 技術趨勢同背景

像57-21系列咁樣嘅側視SMD LED代表咗一種成熟且優化嘅解決方案，適用於空間受限嘅背光同指示。呢個領域嘅趨勢繼續朝向更細封裝尺寸（例如1.0mm高度或更薄）、更高效率（每瓦更多流明）同通過更嚴格分級改善顏色一致性。此外，正與其他組件集成，例如內置限流電阻或IC驅動器嘅LED。雖然Micro-LED同先進OLED等新技術正喺直接顯示應用中興起，但分立側視LED嘅簡單性、可靠性同成本效益確保咗佢哋喺可預見嘅未來，喺輔助照明同狀態指示角色中持續具有相關性。