SMD LED 19-218/GHC-YR1S2M/3T 規格書 - 翠綠色 - 20mA - 3.2V 典型值 - 技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款發出翠綠色光嘅表面貼裝器件（SMD）LED嘅技術規格。呢個元件專為高密度安裝喺印刷電路板（PCB）上而設計，喺微型化同自動化組裝流程方面提供優勢。

1.1 核心功能同優勢

LED以8mm膠帶包裝，捲喺直徑7吋嘅捲盤上，兼容標準自動化貼片設備。佢適用於紅外線同氣相回流焊接工藝。呢款係單色LED。產品符合環保法規：無鉛（Pb-free）、符合RoHS指令、符合歐盟REACH法規，並滿足無鹵素要求（溴<900 ppm、氯<900 ppm、溴+氯<1500 ppm）。

同傳統引線框架元件相比，緊湊嘅SMD封裝帶嚟顯著嘅設計優勢。包括減少電路板空間、更高嘅元件封裝密度、最小化儲存要求，以及最終實現更細嘅終端產品設備嘅潛力。封裝嘅輕量化特性亦令佢成為微型同便攜式應用嘅理想選擇。

1.2 目標應用

呢款LED適用於多種指示燈同背光功能，包括：

• 汽車或工業控制中嘅儀表板同開關背光。
• 電話同傳真機等通訊設備中嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
• 液晶顯示器（LCD）、開關同符號嘅平面背光。
• 通用指示燈應用。

2. 技術規格

2.1 器件選擇同材料

LED晶片採用氮化銦鎵（InGaN）半導體材料製造，產生翠綠色發光。封裝樹脂係水清透明嘅。

2.2 絕對最大額定值

以下額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下或超出呢啲條件操作唔保證正常。

• 反向電壓（V_R）：5 V
• 正向電流（I_F）：25 mA（連續）
• 峰值正向電流（I_FP）：100 mA（佔空比 1/10 @ 1 kHz）
• 功耗（P_d）：110 mW
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：150 V
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +90°C
• 焊接溫度（T_sol）：
  • 回流焊接：峰值260°C，最多10秒。
  • 手動焊接：350°C，最多3秒。

2.3 電光特性

呢啲參數喺環境溫度25°C下指定，代表典型操作性能。

• 發光強度（I_v）：112 - 285 mcd（喺 I_F= 20 mA 下測量）。公差為±11%。
• 視角（2θ_1/2）：120度（典型）。
• 峰值波長（λ_p）：518 nm（典型）。
• 主波長（λ_d）：520 - 535 nm。公差為±1 nm。
• 光譜輻射帶寬（Δλ）：20 nm（典型）。
• 正向電壓（V_F）：2.75 - 3.95 V（喺 I_F= 20 mA）。公差為±0.05 V。
• 反向電流（I_R）：最大 50 μA（喺 V_R= 5 V）。

3. 分級系統說明

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。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用要求嘅元件。

3.1 發光強度分級

根據喺20 mA下測量嘅發光強度，LED分為四個級別（R1、R2、S1、S2）。

• R1：112 - 140 mcd
• R2：140 - 180 mcd
• S1：180 - 225 mcd
• S2：225 - 285 mcd

3.2 主波長分級

與感知顏色相關嘅主波長分為三組（X、Y、Z）。

• X：520 - 525 nm
• Y：525 - 530 nm
• Z：530 - 535 nm

3.3 正向電壓分級

正向電壓喺M組內分為四個代碼（5、6、7、8）。呢個對於限流電路設計好重要。

• 5：2.75 - 3.05 V
• 6：3.05 - 3.35 V
• 7：3.35 - 3.65 V
• 8：3.65 - 3.95 V

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，說明器件喺唔同條件下嘅行為。呢啲對於穩健嘅電路設計至關重要。

4.1 相對發光強度 vs. 環境溫度

呢條曲線顯示光輸出隨環境溫度升高而降低。設計師必須考慮呢種熱降額，特別係喺高溫環境或高功率應用中，以確保維持足夠亮度。

4.2 正向電流降額曲線

呢個圖表定義咗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，最大安全電流會降低，以防止過熱並確保長期可靠性。25 mA嘅絕對最大值僅喺環境溫度25°C或以下時有效。

4.3 發光強度 vs. 正向電流

呢條曲線描繪咗驅動電流同光輸出之間嘅非線性關係。雖然增加電流會提高亮度，但亦會增加功耗同結溫，影響效率同壽命。

4.4 光譜分佈

光譜輸出曲線顯示咗喺唔同波長下發出嘅光強度，中心圍繞約518 nm嘅峰值波長。窄帶寬係基於InGaN嘅綠色LED嘅特徵。

4.5 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

呢條基本曲線顯示二極管中電壓同電流之間嘅指數關係。"膝點"電壓係導通開始顯著嘅位置。工作區域嘅斜率表示動態電阻。

4.6 輻射圖案

極座標圖說明咗光強度嘅空間分佈。120度視角表示一個寬廣、類似朗伯體嘅發射圖案，適合區域照明同寬視角指示燈。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

規格書包含LED封裝嘅詳細尺寸圖。關鍵尺寸包括本體長度、寬度、高度，以及陰極/陽極端子嘅位置。所有未指定嘅公差為±0.1 mm。

5.2 推薦焊盤佈局

提供咗PCB嘅建議焊盤佈局，以確保可靠焊接同機械穩定性。推薦嘅焊盤尺寸僅供參考；設計師應根據其特定PCB製造工藝同熱要求進行修改。

6. 標籤同包裝資訊

6.1 標籤說明

捲盤標籤包含幾個用於追溯同識別嘅代碼：

• CPN：客戶產品編號。
• P/N：製造商產品編號（例如，19-218/GHC-YR1S2M/3T）。
• QTY：包裝數量。
• CAT：發光強度等級（例如，R1、S2）。
• HUE：色度座標同主波長等級（例如，X、Y、Z）。
• REF：正向電壓等級（例如，5、6、7、8）。
• LOT No：製造批次號，用於追溯。

6.2 捲盤同膠帶尺寸

指定咗載帶同直徑7吋捲盤嘅尺寸。標準裝載量為每捲3000件。

6.3 防潮包裝

LED包裝喺防潮袋（鋁箔防潮袋）中，並附有乾燥劑以吸收環境濕氣。袋上嘅標籤指示濕度敏感等級（MSL）同處理說明。呢種包裝對於防止回流焊接期間因濕氣導致損壞（"爆米花效應"）嘅敏感元件至關重要。

7. 焊接同組裝指引

7.1 關鍵注意事項

過流保護：LED係電流驅動器件。必須使用外部限流電阻串聯。正向電壓嘅微小變化可能導致電流大幅變化，可能導致即時故障（燒毀）。必須使用外部限流電阻串聯。正向電壓嘅微小變化可能導致電流大幅變化，可能導致即時故障（燒毀）。

7.2 儲存同處理

• 喺準備使用元件之前，請勿打開防潮袋。
• 打開前：儲存喺≤30°C同≤90%相對濕度（RH）。
• 打開後："車間壽命"（元件可以暴露喺工廠環境空氣中嘅時間）喺≤30°C同≤60% RH下為1年。未使用嘅部件應重新密封喺帶有乾燥劑嘅防潮包裝中。
• 如果乾燥劑指示劑變色或儲存時間超過，需要進行烘烤處理：60 ±5°C，24小時。

7.3 焊接條件

回流焊接曲線（無鉛）：

• 預熱：150-200°C，60-120秒。
• 液相線以上時間（217°C）：60-150秒。
• 峰值溫度：最高260°C。
• 峰值溫度±5°C內時間：最多10秒。
• 加熱速率：最高3°C/秒（預熱至峰值）。
• 冷卻速率：最高6°C/秒。

手動焊接：使用烙鐵頭溫度<350°C嘅烙鐵，每個端子焊接時間不超過3秒。烙鐵功率應為25W或更低。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。

維修：不建議焊接後進行維修。如果不可避免，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並均勻抬起元件，以避免損壞焊盤或LED本身。任何維修後請驗證器件功能。

8. 應用筆記同設計考慮

8.1 電路設計

始終使用串聯電阻限制正向電流。使用歐姆定律計算電阻值：R = (V_supply- V_F) / I_F。使用分級或規格書中嘅最大V_F，以確保喺最壞情況下電流唔會超過限制。考慮電阻嘅額定功率（P = I_F²* R）。對於驅動多個LED，串聯配置更利於電流匹配，但需要更高嘅電源電壓。並聯配置需要每個LED都有獨立嘅限流電阻，以防止電流不均。

8.2 熱管理

雖然係小型SMD元件，但熱管理對於壽命同穩定性能至關重要。降額曲線清楚顯示性能隨溫度而下降。確保足夠嘅PCB銅面積（散熱焊盤）以散熱，特別係喺接近最大額定電流或高環境溫度下操作時。避免將LED放置喺其他發熱元件附近。

8.3 光學整合

寬廣嘅120度視角令呢款LED適合需要廣泛照明嘅應用。對於更定向嘅光線，可能需要外部透鏡或導光板。水清透明嘅樹脂為LED可能與濾色片或擴散器一齊使用嘅應用提供中性嘅底色。

9. 技術比較同定位

呢款基於InGaN嘅綠色LED喺SMD指示燈LED市場中提供典型解決方案。其主要區別在於符合現代環保標準（無鹵素、REACH）以及其無鉛回流工藝規格。提供嘅分級資訊提供咗一定水平嘅顏色同亮度一致性，對於多LED陣列或顯示器好重要。相對較高嘅發光強度（20mA下高達285 mcd）同標準SMD封裝嘅結合，令佢成為指示燈同低級背光任務嘅多功能選擇。設計師應將正向電壓分級同發光強度分級與應用特定嘅電壓餘量同亮度均勻性要求進行比較。

10. 常見問題（FAQ）

問：分級代碼嘅目的係咩？

答：分級確保電氣同光學一致性。例如，使用來自相同V_F分級嘅LED，可以確保喺使用共同限流電阻驅動時亮度均勻。使用來自相同波長分級嘅LED可以確保顏色匹配。

問：如果我嘅電源電壓正好係3.2V，我可以唔使用限流電阻驅動呢款LED嗎？

答：唔可以。正向電壓有一個範圍（2.75V-3.95V）。3.2V嘅電源可能會導致V_F較低嘅LED電流過大，導致故障。對於恆壓驅動，串聯電阻始終係必須嘅。

問：我應該點樣理解"峰值正向電流"額定值100mA？

答：呢個係脈衝電流額定值（1kHz下1/10佔空比）。唔應該用於連續操作。連續直流電流不得超過25mA。

問：點解濕度敏感包裝咁重要？

答：吸收到塑膠封裝中嘅濕氣喺高溫回流焊接過程中會迅速蒸發，導致內部分層、破裂或"爆米花效應"，從而損壞元件。

11. 設計用例示例

場景：設計一個具有10個均勻亮度綠色LED嘅狀態指示燈面板。

1. 電流設定：選擇驅動電流。為平衡亮度同壽命，選擇I_F= 20 mA。
2. 電壓分級選擇：為確保使用單一限流電阻值時亮度均勻，指定使用來自相同正向電壓分級嘅LED（例如，分級6：3.05-3.35V）。使用該分級嘅最大V_F（3.35V）進行最壞情況電阻計算。
3. 亮度分級選擇：指定所需嘅發光強度分級（例如，S1：180-225 mcd）以保證最低亮度水平。
4. 電路設計：使用5V電源（V_supply），計算串聯電阻：R = (5V - 3.35V) / 0.020A = 82.5Ω。使用最接近嘅標準值，82Ω。電阻功率：P = (0.020A)²* 82Ω = 0.0328W。標準1/10W（0.1W）電阻足夠。
5. 佈局：使用推薦焊盤佈局將LED放置喺PCB上。將所有LED並聯連接，每個LED都有自己嘅82Ω串聯電阻以防止電流不平衡。
6. 組裝：遵循回流曲線指引。如果唔立即使用，請將打開嘅捲盤儲存喺乾燥櫃中。

12. 工作原理

呢款LED係一種半導體光子器件。其核心係由氮化銦鎵（InGaN）材料製成嘅晶片，形成一個p-n結。當施加超過結閾值嘅正向電壓時，電子同電洞被注入跨越結。當呢啲電荷載子復合時，佢哋以光子（光）嘅形式釋放能量。InGaN合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接對應於發出光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係翠綠色（~518-535 nm）。水清透明嘅環氧樹脂封裝晶片，提供機械保護，塑造輻射圖案，並作為折射介質。

13. 技術趨勢

呢類SMD LED嘅發展受到電子微型化、自動化同能源效率趨勢嘅推動。業界持續推動更高嘅發光效率（每電瓦更多光輸出），從而提高系統效率並減少熱負載。熒光粉技術同晶片設計嘅進步正在擴展LED嘅色域同顯色能力。此外，集成係一個關鍵趨勢，多晶片封裝（RGB、白色）甚至驅動器IC被組合成單一模組。對環保合規性（無鹵素、REACH）以及汽車同工業應用嘅高可靠性製造流程嘅重視，繼續塑造元件規格同測試要求。