目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同產品定位
- 2. 技術規格同深入解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統解釋
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 3.3 正向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 光譜分佈
- 4.2 相對發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 相對發光強度 vs. 環境溫度
- 4.4 正向電流降額曲線
- 4.5 正向電壓 vs. 正向電流 (I-V 曲線)
- 4.6 輻射模式
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 限流
- 6.2 儲存同濕度敏感性
- 6.3 回流焊接溫度曲線
- 6.4 手動焊接同返修
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 捲帶同膠盤規格
- 7.2 標籤解釋
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (FAQs)
- 11. 實用設計案例分析
- 12. 技術原理介紹
- 13. 行業趨勢同發展
1. 產品概覽
19-21/S2C-AL2M2VY/3T 係一款採用AlGaInP晶片技術嘅表面貼裝器件 (SMD) LED，能夠發出亮橙色光。呢個元件專為現代、緊湊嘅電子組裝而設計，喺電路板空間利用同自動化製造流程方面提供顯著優勢。
1.1 核心優勢同產品定位
呢款LED嘅主要優勢係佢微型嘅佔位面積。比起傳統嘅引線框架型LED細好多，佢可以設計出更細嘅印刷電路板 (PCB)、更高嘅元件封裝密度、減少儲存空間需求，最終製造出更緊湊嘅終端用戶設備。佢輕量化嘅結構，令佢成為尺寸同重量係關鍵限制因素嘅應用嘅理想選擇。
呢款LED係單色類型，無鉛 (Pb-free)，並且符合主要嘅環保同安全法規，包括RoHS、歐盟REACH同埋無鹵素標準 (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)。佢以8mm膠帶包裝喺7吋直徑嘅膠盤上供應，完全兼容大批量電子製造中使用嘅標準自動貼片設備。呢個元件亦兼容紅外線同氣相回流焊接製程。
2. 技術規格同深入解讀
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極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 反向電壓 (VR):5V。喺反向偏壓下超過呢個電壓會導致結擊穿。
- 正向電流 (IF):25mA (連續)。
- 峰值正向電流 (IFP):60mA (喺佔空比1/10同頻率1kHz下)。呢個額定值僅適用於脈衝操作。
- 功耗 (Pd):60mW。呢個係封裝喺唔超過其熱極限情況下可以散發嘅最大功率。
- 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM):2000V。呢個表示中等程度嘅ESD敏感性；需要適當嘅ESD處理程序。
- 工作溫度 (Topr):-40°C 至 +85°C。呢個器件適用於工業溫度範圍應用。
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +90°C。
- 焊接溫度: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，每個端子最長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 (Ta) 為25°C，正向電流 (IF) 為5mA，除非另有說明。
- 發光強度 (Iv):範圍由最小14.5 mcd到最大28.5 mcd。典型值喺呢個範圍內。公差為±11%。
- 視角 (2θ1/2):半強度角通常為100度，表示寬廣嘅視覺模式。
- 峰值波長 (λp):通常為611 nm。
- 主波長 (λd):範圍由600.5 nm到612.5 nm，公差為±1 nm。呢個參數定義咗感知嘅顏色。
- 光譜帶寬 (Δλ):通常為17 nm，喺峰值強度一半處測量 (半高全寬)。
- 正向電壓 (VF):喺IF=5mA時，範圍由1.70V到2.20V，公差為±0.05V。
- 反向電流 (IR):當施加反向電壓 (VR) 5V時，最大值為10 μA。重要注意:呢個器件唔係設計用於反向偏壓操作；呢個測試條件僅用於漏電流特性表徵。
3. 分級系統解釋
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會根據關鍵參數分級。
3.1 發光強度分級
喺IF= 5mA下分級。
- L2:14.5 mcd 至 18.0 mcd
- M1:18.0 mcd 至 22.5 mcd
- M2:22.5 mcd 至 28.5 mcd
3.2 主波長分級
喺IF= 5mA下分級。
- D8:600.5 nm 至 603.5 nm
- D9:603.5 nm 至 606.5 nm
- D10:606.5 nm 至 609.5 nm
- D11:609.5 nm 至 612.5 nm
3.3 正向電壓分級
喺IF= 5mA下分級。
- 19:1.70V 至 1.80V
- 20:1.80V 至 1.90V
- 21:1.90V 至 2.00V
- 22:2.00V 至 2.10V
- 23:2.10V 至 2.20V
零件編號中嘅 "19-21" 可能參考咗呢啲類別中嘅特定分級 (例如，VF分級 19-21)。
4. 性能曲線分析
規格書提供咗幾條典型特性曲線，對設計至關重要。
4.1 光譜分佈
曲線顯示一個單一嘅主峰，中心大約喺611 nm，呢個係基於AlGaInP嘅橙色LED嘅特徵。窄帶寬 (通常17 nm) 產生飽和、純淨嘅橙色。
4.2 相對發光強度 vs. 正向電流
呢條曲線喺較低電流時通常係線性嘅，但隨著電流增加會顯示飽和效應。對於確定達到所需亮度水平所需嘅驅動電流至關重要。
4.3 相對發光強度 vs. 環境溫度
發光強度隨著環境溫度升高而降低。呢條曲線對於喺寬溫度範圍內操作嘅應用至關重要，因為佢允許設計師降低預期輸出或喺驅動電路中進行補償。
4.4 正向電流降額曲線
呢個圖表顯示最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數。隨著溫度升高，必須降低最大電流以保持喺器件嘅功耗極限內，並防止熱失控。
4.5 正向電壓 vs. 正向電流 (I-V 曲線)
呢條標準二極管曲線顯示指數關係。正向電壓具有負溫度係數，意味著佢隨著結溫升高而輕微降低。
4.6 輻射模式
極座標圖確認咗寬廣、類似朗伯體嘅發射模式，具有典型100度視角，喺廣闊區域提供均勻照明。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
19-21 SMD LED 具有緊湊嘅矩形封裝。關鍵尺寸 (單位mm，除非指定，公差±0.1mm) 包括本體長度約2.0mm，寬度約1.25mm，高度約0.8mm。詳細圖紙指定咗焊盤位置、離板高度同陰極識別標記嘅位置。
5.2 極性識別
封裝同尺寸圖上標示咗清晰嘅陰極標記。組裝期間必須觀察正確極性，以防止反向偏壓損壞。
6. 焊接同組裝指引
6.1 限流
強制要求:必須始終使用外部限流電阻或恆流驅動器同LED串聯。LED嘅正向電壓有一個急劇嘅拐點；電源電壓嘅微小增加會導致電流大幅、可能具破壞性嘅增加。
6.2 儲存同濕度敏感性
LED包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮屏障袋中。
- 準備使用前請勿打開袋子。
- 打開後，未使用嘅LED應儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度下。
- 開袋後嘅 "車間壽命" 為168小時 (7日)。
- 如果超過暴露時間或乾燥劑指示劑已變色，必須喺回流焊接前將元件喺60°C ±5°C下烘烤24小時，以防止 "爆米花" 損壞。
6.3 回流焊接溫度曲線
指定咗無鉛 (Pb-free) 回流曲線:
- 預熱:150-200°C，持續60-120秒。
- 液相線以上時間 (TAL):高於217°C，持續60-150秒。
- 峰值溫度:最高260°C，保持最長10秒。
- 升溫速率:最高6°C/秒。
- 降溫速率:最高3°C/秒。
6.4 手動焊接同返修
如果需要手動焊接，請使用烙鐵頭溫度<350°C嘅烙鐵，每個端子加熱時間≤3秒，並使用額定功率<25W嘅烙鐵。端子之間允許>2秒嘅冷卻間隔。強烈不建議返修。如果絕對必要，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並提起元件，以避免焊盤損壞。任何返修後，務必驗證LED功能。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 捲帶同膠盤規格
LED以凸起載帶包裝喺7吋直徑膠盤上供應。膠帶寬度為8mm。每卷包含3000件。規格書中提供咗載帶凹槽同膠盤嘅詳細尺寸。
7.2 標籤解釋
膠盤標籤包含幾個關鍵字段:
- CPN:客戶產品編號
- P/N:製造商產品編號 (例如，19-21/S2C-AL2M2VY/3T)
- QTY:包裝數量
- CAT:發光強度等級 (分級代碼，例如，M1)
- HUE:色度座標 & 主波長等級 (分級代碼，例如，D10)
- REF:正向電壓等級 (分級代碼，例如，20)
- LOT No:製造批次號，用於追溯。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 汽車內飾:儀表板指示燈、開關同控制面板嘅背光。
- 電信設備:電話、傳真機同網絡硬件中嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
- 消費電子產品:小型LCD顯示器嘅平面背光、開關照明同符號指示燈。
- 通用指示:各種電子設備中嘅電源狀態、模式指示同警報信號。
8.2 設計考慮因素
- 驅動電路:始終實現恆流源或帶串聯電阻嘅電壓源。使用 R = (Vsupply- VF) / IF 計算電阻值，其中 VF 應從最大分級值 (2.2V) 中選擇以進行穩健設計。
- 熱管理:雖然功率低，但如果喺高環境溫度或接近最大電流下操作，請確保LED焊盤下有足夠嘅PCB銅面積或散熱孔，以幫助散熱並保持光輸出穩定性。
- 光學設計:寬廣嘅100度視角使其適合需要廣域照明而無需二次光學器件嘅應用。對於聚焦光束，可能需要透鏡。
- ESD保護:如果LED位於用戶可接觸嘅位置，請喺敏感信號線上加入ESD保護二極管，因為器件具有2kV HBM額定值。
9. 技術比較同差異化
與較舊嘅通孔LED技術相比，19-21 SMD LED提供:
- 尺寸減小:大幅減小嘅佔位面積同輪廓。
- 製造效率:實現完全自動化、高速組裝。
- 性能:AlGaInP技術喺橙色/紅色光譜中提供高效率同良好嘅色彩飽和度。
- 可靠性:堅固嘅SMD結構通常比使用引線框架進行線焊嘅器件更能抵抗振動同機械衝擊。
10. 常見問題 (FAQs)
問: 峰值波長同主波長有咩區別？
答: 峰值波長 (λp) 係光譜功率分佈最大嘅波長。主波長 (λd) 係與LED感知顏色相匹配嘅單色光波長。對於具有對稱光譜嘅LED，佢哋通常接近，但 λd 對於顏色規格更相關。
問: 我可以連續以20mA驅動呢個LED嗎？
答: 可以，絕對最大連續正向電流係25mA，所以20mA喺規格範圍內。然而，如果環境溫度明顯高於25°C，你必須參考降額曲線，並確保適當嘅散熱。
問: 點解反向電壓額定值只有5V？
答: 呢個LED唔係設計用於反向偏壓操作。5V額定值係用於測量漏電流 (IR) 嘅測試條件。喺電路設計中，你必須確保LED永遠唔會受到反向電壓，通常通過確保其正確定向或喺應用需要時並聯 (反並聯) 一個保護二極管來實現。
問: 我點樣解讀零件編號 19-21/S2C-AL2M2VY/3T？
答: 雖然完整解碼可能係專有嘅，但常見模式係："19-21" 可能表示正向電壓分級範圍，"S2C" 可能指封裝尺寸/樣式 (2.0x1.25mm)，"AL2M2VY" 可能編碼晶片材料 (AlGaInP)、顏色 (亮橙色) 同其他屬性，而 "3T" 可能表示膠帶同膠盤包裝。
11. 實用設計案例分析
場景:為一個由5V電源軌供電嘅消費設備設計一組三個橙色狀態指示燈。目標係均勻嘅亮度同顏色。
設計步驟:
- 電流選擇:選擇 IF= 10mA，以取得亮度同壽命嘅良好平衡，遠低於25mA最大值。
- 電壓計算:使用規格書中嘅最大 VF (2.20V) 進行保守設計。串聯電阻 R = (5V - 2.20V) / 0.010A = 280Ω。最接近嘅標準E24值係270Ω或300Ω。選擇270Ω得出 IF≈ (5-2.2)/270 = 10.37mA。
- 電阻功率:P = I2R = (0.01037)2* 270 ≈ 0.029W。一個標準1/10W (0.1W) 電阻綽綽有餘。
- 確保均勻性:為實現均勻外觀，訂購時指定嚴格嘅分級要求：要求所有LED來自相同嘅主波長分級 (例如，D10) 同相同嘅發光強度分級 (例如，M1)。為每個LED使用獨立電阻 (而非所有並聯共用一個電阻) 可以補償微小嘅 VF 變化並確保電流相等。
- 佈局:放置LED時要有足夠間距以防止熱耦合。遵循尺寸圖中推薦嘅焊盤佈局以實現可靠焊接。
12. 技術原理介紹
19-21 LED基於AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體材料。呢種化合物半導體允許進行必要嘅直接帶隙工程，以喺橙色、紅色同黃色光譜區域產生高效發光。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，電子同空穴被注入到有源區，佢哋喺度復合，以光子形式釋放能量。晶格中鋁、鎵同銦嘅特定比例決定咗帶隙能量，從而決定咗發射光嘅波長 (顏色)。透明樹脂封裝保護晶片並充當主透鏡，將發射光塑造成寬視角模式。
13. 行業趨勢同發展
像19-21咁樣嘅SMD LED市場持續演變。主要趨勢包括:
- 效率提高:持續嘅材料科學同晶片設計改進帶來更高嘅發光效率 (每電瓦更多光輸出)，允許更低嘅驅動電流同減少系統功耗。
- 微型化:對更細小設備嘅推動使封裝尺寸甚至比19-21更細小 (例如，1608、1005公制尺寸)，同時保持或提高性能。
- 增強可靠性同壽命:封裝材料、晶片貼裝同線焊 (或倒裝芯片設計) 嘅改進正在延長操作壽命並提高喺高溫高濕條件下嘅性能。
- 智能集成:一個更廣泛嘅趨勢涉及將控制電路，例如恆流驅動器甚至可尋址控制器 (如WS2812)，直接集成到LED封裝中，簡化複雜照明效果嘅系統設計。
- 可持續性:正如呢份規格書所示，對無鹵素、無鉛同符合REACH材料嘅關注，係由全球環保法規驅動嘅標準行業要求。
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。 |