目錄
1. 產品概覽
17-21 SMD LED 係一款細小嘅表面貼裝器件，專為需要超亮黃色光源嘅高密度應用而設計。佢嘅主要優勢在於，相比傳統引線框架LED，佢嘅佔用面積大幅減少，令到印刷電路板（PCB）設計可以更細、元件裝配密度更高，最終令到終端用戶設備更加緊湊。輕量化嘅結構進一步令佢成為微型同便攜式應用嘅理想選擇，呢啲應用對重量同空間有嚴格限制。
呢款LED係單色類型，發出超亮黃色光。佢採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料製造，呢種材料喺黃色至紅色光譜範圍內以高效率同高色彩純度而聞名。器件封裝喺水清樹脂入面，以實現最大光輸出。佢完全符合RoHS（有害物質限制）、歐盟REACH法規，並且係無鹵素，符合嚴格嘅環保標準（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。產品以8mm載帶包裝，捲盤直徑為7英寸，完全兼容自動貼片裝配設備以及標準紅外線或氣相回流焊接製程。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出呢啲極限嘅操作唔保證可靠，為咗確保穩定性能，應該避免。
- 反向電壓（VR）：5 V。反向偏壓下超過呢個電壓可能導致結擊穿。
- 連續正向電流（IF）：25 mA。可以持續施加嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流（IFP）：60 mA。呢個係最大脈衝正向電流，只允許喺1 kHz、佔空比1/10嘅條件下使用。呢個額定值適用於多路復用或短暫過流情況。
- 功耗（Pd）：60 mW。封裝可以散發嘅最大功率，計算方式為正向電壓（VF）乘以正向電流（IF）。
- 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：2000 V。呢個表示器件對靜電嘅敏感度。必須遵循正確嘅ESD處理程序。
- 工作溫度（Topr）：-40 至 +85 °C。器件指定可以操作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度（Tstg）：-40 至 +90 °C。
- 焊接溫度（Tsol）：對於回流焊接，指定峰值溫度為260°C，最長10秒。對於手動焊接，烙鐵頭溫度唔應該超過350°C，每個端子嘅接觸時間唔應該超過3秒。
2.2 電光特性
呢啲參數喺結溫（Tj）為25°C、正向電流為20 mA嘅標準測試條件下測量。
- 發光強度（Iv）：範圍從最小57.00 mcd到最大112.00 mcd。典型值喺呢個範圍內。發光強度嘅公差為±11%。
- 視角（2θ1/2）：半強度下嘅典型全視角為140度，提供寬廣嘅發光模式，適合背光同指示燈應用。
- 峰值波長（λp）：光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。典型值為591 nm，屬於超亮黃色區域。
- 主波長（λd）：範圍從585.50 nm到591.50 nm。呢個係人眼感知到嘅單一波長，與LED輸出嘅顏色相匹配。指定咗±1 nm嘅嚴格公差。
- 光譜帶寬（Δλ）：發射光譜嘅典型半高全寬（FWHM）為15 nm，表示相對窄同純淨嘅顏色發射。
- 正向電壓（VF）：喺20 mA下，範圍從1.75 V到2.35 V。指定公差為±0.1 V。呢個參數對於設計限流電路至關重要。
- 反向電流（IR）：施加5V反向電壓時，最大為10 µA。必須注意，呢款器件唔係為反向偏壓操作而設計；呢個測試條件僅用於特性表徵。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性，LED會根據關鍵性能參數進行分級。咁樣可以讓設計師選擇符合特定亮度、顏色同電氣特性要求嘅部件。
3.1 發光強度分級
喺IF=20mA下分級。定義咗三個級別：P2（57.00-72.00 mcd）、Q1（72.00-90.00 mcd）同Q2（90.00-112.00 mcd）。咁樣可以根據所需亮度水平進行選擇。
3.2 主波長分級
喺IF=20mA下分級。定義咗兩個級別：D3（585.50-588.50 nm）同D4（588.50-591.50 nm）。嚴格嘅控制確保應用中嘅顏色變化最小。
3.3 正向電壓分級
喺IF=20mA下分級。定義咗三個級別：0（1.75-1.95 V）、1（1.95-2.15 V）同2（2.15-2.35 V）。從相同電壓級別中選擇LED，可以幫助喺使用恆壓源驅動時實現更均勻嘅亮度，或者簡化限流電阻嘅計算。
4. 性能曲線分析
雖然提供嘅文本中冇詳細說明具體嘅圖形曲線，但呢類LED嘅典型電光特性會包括幾個關鍵關係。電流對電壓（I-V）曲線會顯示指數關係，正向電壓隨電流同溫度增加而增加。發光強度對正向電流（I-L）曲線通常喺工作範圍內幾乎係線性嘅，顯示光輸出與電流成正比。發光強度對環境溫度曲線會顯示輸出隨溫度升高而降低，呢個係所有LED嘅特性。光譜分佈圖會顯示一個圍繞591 nm嘅單一峰值，FWHM約為15 nm，確認窄帶黃色發射。理解呢啲曲線對於熱管理同驅動電路設計至關重要，以確保喺工作溫度範圍內保持穩定性能。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
17-21 SMD LED 有一個緊湊嘅表面貼裝封裝。關鍵尺寸（除非另有說明，標準公差為±0.1 mm）包括長度1.6 mm、寬度0.8 mm同高度0.6 mm。封裝有一個陰極標記，用於裝配期間正確識別極性。應該從詳細嘅尺寸圖中得出精確嘅焊盤圖案（佔位面積）建議，以確保正確焊接同對齊。
5.2 極性識別
正確極性對於器件操作至關重要。封裝包括一個明顯嘅陰極標記。將LED反向放置會令佢唔發光，而且如果反向電壓超過5V嘅絕對最大額定值，可能會導致永久損壞。
6. 焊接同裝配指南
6.1 回流焊接溫度曲線
器件兼容無鉛（Pb-free）回流焊接製程。推薦嘅溫度曲線包括：預熱階段150-200°C，持續60-120秒；液相線以上（217°C）時間60-150秒；峰值溫度唔超過260°C，最長保持10秒；最大升溫同降溫速率分別為6°C/秒同3°C/秒。回流焊接唔應該進行超過兩次。必須避免加熱期間對LED本體施加應力同焊接後PCB翹曲。
6.2 手動焊接
如果需要手動焊接，必須極度小心。烙鐵頭溫度應該低於350°C，每個端子嘅接觸時間唔應該超過3秒。建議使用低功率烙鐵（<25W）。焊接每個端子之間至少間隔2秒。手動焊接有較高嘅熱損壞風險。
6.3 儲存同濕度敏感性
LED包裝喺防潮屏障袋中，內含乾燥劑。喺準備使用元件之前，唔好打開個袋。打開後，未使用嘅LED應該儲存喺30°C或以下、相對濕度60%或以下嘅環境中。打開後嘅車間壽命為168小時（7日）。如果超過呢個時間，或者乾燥劑指示劑顯示飽和，喺使用前必須將元件喺60 ± 5°C下烘烤24小時，以去除吸收嘅水分，防止回流期間發生爆米花現象。
7. 包裝同訂購資訊
標準包裝為每捲3000件。指定咗載帶同捲盤尺寸，以確保與自動裝配設備兼容。包裝標籤包含用於追溯同正確應用嘅關鍵資訊：客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、包裝數量（QTY）、發光強度等級（CAT）、色度/主波長等級（HUE）、正向電壓等級（REF）同批號（LOT No）。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 背光：由於其寬視角同均勻光輸出，非常適合儀表板指示燈、開關背光同埋LCD同符號嘅平面背光。
- 通訊設備：適合用作電話同傳真機中嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
- 通用指示：可以用於各種需要明亮黃色指示燈嘅消費電子產品、工業控制同電器中。
8.2 設計考慮因素
限流：外部限流電阻絕對係必須嘅。LED係電流驅動器件，正向電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化，可能導致熱失控同故障。電阻值（R）可以使用歐姆定律計算：R = （電源電壓 - VF） / IF，其中VF係LED喺所需電流IF下嘅正向電壓。始終按照最大指定VF進行設計，以確保電流唔超過極限。熱管理：雖然功耗低，但保持低結溫係長期可靠性同穩定光輸出嘅關鍵。如果喺高環境溫度或接近最大電流下操作，請確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔。ESD保護：由於器件額定為2000V HBM，請喺電路中同處理期間實施適當嘅ESD保護措施。
9. 技術比較同差異化
17-21 LED嘅主要差異在於佢將非常細小嘅外形尺寸（1.6x0.8mm）同AlGaInP技術嘅性能特點結合埋一齊。相比舊式通孔黃色LED，佢大幅減少咗電路板空間同重量。相比其他SMD黃色LED，佢針對發光強度（P2、Q1、Q2）、主波長（D3、D4）同正向電壓（0、1、2）嘅特定分級結構，為設計師提供咗高度控制其終端產品視覺同電氣性能一致性嘅能力。寬廣嘅140度視角係背光應用相比窄角器件嘅一個關鍵優勢。
10. 常見問題（FAQs）
問：應用中LED故障嘅主要原因係咩？
答：最常見嘅原因係過流，由於限流電路不足或缺失，或者從未穩壓電源驅動LED。過度焊接熱量或高環境溫度操作導致嘅熱過應力係另一個主要因素。
問：我可以直接從3.3V或5V邏輯電源驅動呢款LED嗎？
答：唔可以。你必須始終使用串聯限流電阻。例如，使用5V電源，20mA下典型VF為2.0V，所需電阻為（5V - 2.0V） / 0.02A = 150歐姆。始終按照最大VF計算，以確保安全電流。
問：點解儲存同烘烤資訊咁重要？
答：SMD封裝會從空氣中吸收水分。喺高溫回流焊接過程中，呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致環氧樹脂封裝破裂（爆米花現象），導致立即或潛在故障。
問：我點樣解讀標籤上嘅分級代碼？
答：CAT代碼對應發光強度級別（例如Q1），HUE代碼對應主波長級別（例如D4），REF代碼對應正向電壓級別（例如1）。從相同分級代碼中選擇部件，可以確保生產批次內嘅變化最小。
11. 實用設計同使用案例
案例：設計一個亮度均勻嘅狀態指示燈面板。一位設計師正在創建一個有20個黃色LED指示燈嘅控制面板。為確保所有LED看起來一樣亮，佢指定來自相同發光強度級別嘅LED（例如全部來自Q1級別：72-90 mcd）。為簡化驅動電路設計並確保電流一致，佢亦指定來自相同正向電壓級別嘅LED（例如全部來自級別1：1.95-2.15V）。佢使用該級別嘅最大VF（2.15V）計算單個限流電阻值，以保證即使電源電壓有公差，都冇LED會超過20mA。寬廣嘅140度視角確保指示燈可以從唔同操作員位置睇到。細小嘅17-21封裝允許佢哋將指示燈非常緊密地放置喺密集嘅PCB上。
12. 工作原理介紹
發光二極管（LED）係通過電致發光發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，來自n型材料嘅電子會同來自p型材料嘅空穴喺有源區復合。對於呢款特定嘅超亮黃色LED，半導體材料係AlGaInP。呢種化合物半導體嘅能帶隙決定咗發射光子嘅波長（顏色）。喺呢個情況下，能帶隙經過設計，產生波長中心約為591 nm嘅光子，人眼感知為超亮黃色。水清環氧樹脂封裝劑保護半導體芯片，並充當透鏡，將光輸出塑造成指定嘅140度視角。
13. 技術趨勢
指示燈同背光LED嘅趨勢繼續朝向更高效率（每單位電功率更多光輸出）、更細封裝尺寸以實現更緊湊嘅設備，以及喺溫度同壽命期間改善顏色一致性同穩定性。仲有強勁嘅驅動力推動更廣泛採用環保材料同製造工藝，呢款產品符合RoHS、REACH同無鹵素要求就係證明。集成，例如將限流電阻或保護二極管整合到LED封裝本身內部，係另一個持續嘅趨勢，以簡化電路設計同節省電路板空間。對於黃色LED，AlGaInP仍然係主導嘅高性能材料技術，其外延生長工藝不斷改進，以產生更好嘅效率同更嚴格嘅波長控制。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |