SMD LED 19-217/S2C-AL1M2VY/3T 數據表 - 亮橙色 - 5mA - 1.7-2.2V - 英文技術文件

1. 產品概覽

19-217/S2C-AL1M2VY/3T 是一款表面貼裝器件 (SMD) LED，專為需要可靠、緊湊且高效指示照明的現代電子應用而設計。此元件採用 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體技術，以產生亮麗的橙色光輸出。其主要設計目標是微型化、兼容自動化組裝流程，以及遵循嚴格的環境與安全標準。

此 LED 的核心優勢源於其 SMD 封裝。它比傳統的引線框架型 LED 顯著更小，從而能在印刷電路板 (PCB) 上實現更高的元件封裝密度。這有助於縮小整體電路板尺寸、減少所需儲存空間，並最終促進開發更小巧輕便的終端用戶設備。其封裝的輕巧特性，使其特別適合空間和重量為關鍵限制因素的微型及便攜式應用。

此產品的目標市場廣泛，涵蓋通用電子產品、消費性裝置及工業設備。其設計旨在滿足尋求可靠、符合 RoHS 標準且無鹵素的橙色指示解決方案的設計師之需求，該方案可使用標準表面貼裝技術 (SMT) 生產線進行集成。

2. 技術規格詳解

2.1 光電特性

電光性能係喺環境溫度（Ta）為25°C、正向電流（IF）為5mA嘅標準測試條件下指定。關鍵參數定義咗光輸出同顏色品質。

• 發光強度（Iv）： 根據人眼敏感度調整嘅輻射功率。典型值並非單一數值；相反，產品會分入不同等級（L1、L2、M1、M2），其最小值範圍從11.5 mcd到22.5 mcd。最高等級（M2）嘅最大值為28.5 mcd。發光強度嘅容差為±11%。
• 視角（2θ1/2）： 此角度係指發光強度為0度（軸向）強度一半時嘅角度。呢款LED具有120度極寬視角，適合需要從多個角度都能睇到光源嘅應用。
• 峰值波長 (λp): 即光譜輻射強度達到最大值時嘅波長。典型值為611納米 (nm)，屬於可見光譜中嘅橙色區域。
• 主波長 (λd): 即人眼感知為光色嘅單一波長。範圍為600.5 nm至612.5 nm，公差嚴格控制在±1 nm。主波長亦會分選至不同級別 (D8至D11)。
• 光譜帶寬 (Δλ): 即光譜輻射功率降至最大值一半時嘅波長寬度。典型值為17 nm，顯示出AlGaInP技術相對純淨嘅發光色彩特性。

2.2 電氣參數

電氣特性定義了可靠性能嘅操作限制同條件。

• 正向電壓 (VF): 指LED喺指定電流下工作時嘅壓降。當IF=5mA時，其範圍由最低1.70V至最高2.20V，容差為±0.05V。呢種低正向電壓對於低功耗同電池驅動裝置有好處。電壓亦已分級（代碼19至23）。
• 反向電壓 (VR): 指喺唔損壞器件嘅情況下可以施加嘅最大反向電壓。絕對最大額定值為5V。
• 反向電流 (IR): 指施加最大反向電壓（5V）時嘅漏電流。其最大值為10 µA。
• 正向電流 (IF): 建議嘅連續工作電流係 25 mA。
• 峰值正向電流 (IFP): 對於脈衝操作（工作週期 1/10，頻率 1 kHz），LED 可以處理高達 60 mA 嘅峰值電流。

2.3 熱特性與絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗環境同壓力嘅極限，超出呢啲極限可能會導致永久損壞。

• 功耗 (Pd): 最大允許功耗係 60 mW。
• 操作溫度 (Topr): 可靠操作嘅環境溫度範圍係由 -40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度 (Tstg): 非操作狀態下嘅儲存溫度範圍係由 -40°C 至 +90°C。
• 靜電放電 (ESD): 該器件可承受人體模型 (HBM) 2000V 嘅靜電放電，呢個係喺 ESD 受控環境中處理嘅標準防護等級。
• 焊接溫度: 該封裝兼容迴流焊接同埋手工焊接。
  • 回流焊接：最高峰值溫度為260°C，持續時間最長10秒。
  • 手工焊接：烙鐵頭溫度最高350°C，每個端子焊接時間最長3秒。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色與亮度的一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。這讓設計師可以選取符合特定應用要求的元件。

3.1 發光強度分級

LED根據其在5mA電流下測得的光強度，分為四個檔位（L1、L2、M1、M2）。這便可在維持可預測性能的同時，為需要不同亮度水平的應用進行選擇。

3.2 主波長分級

顏色（色調）透過四個波長分選區間（D8、D9、D10、D11）進行嚴格控制，每個區間覆蓋從600.5nm至612.5nm的3nm範圍。這確保了組裝中多個單元之間的視覺顏色一致性。

3.3 正向電壓分級

順向電壓分為五個區間（19至23），每個區間跨度為0.1V，範圍從1.70V至2.20V。這對於需要精確管理電源設計和限流電阻計算的設計師尤其有用，特別是在電壓降可能構成問題的大型陣列中。

4. 性能曲線分析

雖然數據表中引用了具體的圖形曲線，但其含義可以根據標準LED行為及所提供的參數進行描述。

The 電流對電壓 (I-V) 曲線 會顯示出二極管典型的指數關係。指定的正向電壓範圍（5mA時為1.7-2.2V）指示了此曲線的「拐點」。若工作電流顯著高於5mA，則需要更高的正向電壓，沿著指數斜率向上移動。這強調了使用限流電阻或恆流驅動器的重要性，因為電壓的微小增加可能導致電流大幅且具潛在破壞性的增長。

The 發光強度對正向電流 (L-I) 曲線 在一定範圍內通常是線性的。在最大連續電流（25mA）下工作，其光輸出會顯著高於測試電流5mA時，但同時也會增加功耗和結溫，這必須透過適當的PCB熱設計來管理。

The 溫度依賴性 特性至關重要。對於AlGaInP LED，發光強度通常會隨著結溫升高而降低。雖然未提供確切的降額曲線，但寬廣的工作溫度範圍（-40°C至+85°C）證實了器件的穩健性。設計師必須考慮高溫環境下的強度衰減。正向電壓也具有負溫度係數，意味著它會隨著溫度升高而略微下降。

The Spectral Distribution 曲線會顯示一個以611納米（典型值）為中心嘅單一、相對較窄嘅峰值，其17納米帶寬定義咗峰值嘅寬度。呢一點確認咗輸出嘅單色性質，適合需要特定飽和橙色嘅應用。

5. 機械及封裝資料

19-217 LED採用標準SMD封裝。除非另有註明，否則詳細尺寸會喺數據表內嘅詳細圖紙中提供，標準公差為±0.1毫米。主要機械特徵包括：

• 封裝外形： 圖紙標明咗LED本體嘅長度、寬度同高度，以及可焊接端子（焊盤）嘅尺寸同間距。
• 焊盤設計： PCB上嘅焊盤佈局必須符合建議嘅設計，以確保正確焊接、機械穩定性，以及可能嘅一定程度散熱。
• 極性識別： 數據表圖紙清楚標示了陽極和陰極端子。正確的極性對器件運作至關重要。通常，其中一個焊盤可能會以不同方式標記或形狀（例如，LED封裝本身上的凹口或斜角）來指示陰極。
• 物料： 透鏡（樹脂）顏色指定為「全透明」，意味著橙光透過透明封裝材料發出，這有助於實現120度的寬廣視角。

6. 焊接及組裝指引

正確的處理和焊接對可靠性至關重要。LED採用防潮包裝（捲帶包裝）供貨，兼容自動貼片設備。

6.1 迴流焊接參數

建議採用無鉛回流焊接溫度曲線。該曲線包括：

• 預熱： 在60-120秒內從環境溫度升溫至150-200°C。
• 均熱/回流： 高於液相線（217°C）的時間應為60-150秒。峰值溫度不得超過260°C，且處於或高於255°C的時間必須限制在最多30秒。
• 冷卻： 最大冷卻速率應為每秒6°C。

重要注意事項： 同一LED組件不應進行超過兩次回流焊接，以避免熱應力損壞。

6.2 儲存與濕度敏感度

元件以內置乾燥劑的防潮袋包裝。

• 開啟前： 儲存於溫度≤30°C及相對濕度≤90%的環境中。
• 開啟後： 在≤30°C及≤60%相對濕度的環境下，其「車間壽命」（元件可暴露於工廠環境空氣中的時間）為1年。未使用的部件應重新密封於防潮包裝內。
• 烘烤： 若乾燥劑顯示已飽和或儲存時間已過，在進行回流焊接前，需以60±5°C烘烤24小時，以防止焊接過程中出現「爆米花」式裂紋。

6.3 手動焊接與返修

如需進行手動焊接：

• 使用烙鐵頭溫度 ≤350°C 的烙鐵。
• 每個端子的接觸時間限制在 ≤3 秒。
• 使用功率 ≤25W 的烙鐵。
• 焊接每個端子之間至少間隔 2 秒。

極不建議進行返修。 如絕對無法避免，必須使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並提起元件，過程中不可施加機械應力。任何返工後必須驗證對LED特性的影響。

7. 封裝與訂購資料

標準出貨包裝為8毫米寬載帶，捲繞於直徑7英寸的捲盤上。每捲盤包含3000件。

捲盤與載帶的具體尺寸詳見資料手冊圖紙，以確保與自動化組裝設備相容。

包裝標籤包含用於追溯及正確應用的關鍵資訊：

• CPN: Customer's Product Number (if assigned).
• P/N: 製造商零件編號 (19-217/S2C-AL1M2VY/3T)。
• 數量： 包裝數量 (3000件/卷)。
• 類別： 發光強度分級代碼 (例如：L1, M2)。
• 色調： 主波長分級代碼 (例如：D9, D11)。
• 參考： 正向電壓分級代碼（例如：20、22）。
• 批次編號： 用於追溯的生產批次編號。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 背光： 非常適合用於儀表板圖標、薄膜開關和控制面板的背光，在這些應用中寬視角能帶來優勢。
• Telecommunication Equipment: 於電話、傳真機及網絡硬件中用作狀態指示燈、訊息等待燈或鍵盤背光燈。
• LCD 面板背光： 可用於小型單色 LCD 顯示器的平面側光式背光，或用作特定符號的照明。
• 通用指示燈用途： 廣泛應用於各類消費及工業電子產品中，作為電源開啟指示燈、模式選擇器、警報信號及狀態指示燈。

8.2 關鍵設計考量

1. 必須限制電流： 必須始終使用外部限流電阻器與LED串聯。正向電壓具有容差及負溫度係數。若未妥善限流，供電電壓輕微上升或因發熱導致VF下降，均可能引發具破壞性的大電流突波。電阻值(R)計算公式為：R = (供電電壓 - LED_VF) / 目標電流。
2. 熱管理： 儘管封裝細小，仍須遵守60mW的最大功耗限制。高電流（例如25mA）運作會產生熱量。PCB佈局應在LED焊盤周圍提供足夠的銅箔面積作為散熱片，尤其在環境溫度偏高或多顆LED密集排列的情況下。
3. ESD防護措施： 雖然其ESD等級為2000V HBM，但在組裝和處理過程中仍應遵循標準靜電防護程序，以防潛在損壞。
4. 光學設計： 120度視角提供極寬廣的漫射發光模式。若應用需要更聚焦的光束，則可能需要外加透鏡或導光件。
5. 脈衝操作波形： 若於脈衝模式下使用峰值正向電流（60mA），請確保工作週期不超過10%且頻率為1kHz，符合規格要求。平均電流仍須處於25mA連續額定值之內。

9. 合規與環保標準

本產品設計符合全球主要環境及安全法規，對市場准入而言是一大優勢。

• RoHS 合規： 根據歐盟《限制有害物質指令》，本產品不含受限有害物質。
• 無鉛： 焊接塗層及材料均不含鉛。
• 歐盟 REACH 法規合規： 符合《化學品註冊、評估、授權和限制規例》的規定。
• 無鹵素： Meets strict limits on bromine (Br) and chlorine (Cl) content: Br < 900 ppm, Cl < 900 ppm, and Br+Cl < 1500 ppm. This is important for reducing toxic emissions in case of fire.

10. 應用限制與可靠性說明

明確指出，未經事先諮詢，本產品（如本資料表所規定）不適用於高可靠性或安全關鍵應用。包括：

• 軍事及航空航天系統。
• 汽車安全或保安系統（例如：安全氣囊控制、煞車燈）。
• 醫療生命維持或關鍵診斷設備。

對於此類應用，可能需要具備更廣泛測試、更寬溫度範圍及更長使用壽命保證的不同產品等級。此規格保證LED作為獨立元件在定義測試條件下的質量和性能。在指定範圍外使用產品將使此保證失效。

11. 技術原理介紹

19-217 LED基於在基板上生長的AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料。當施加正向電壓時，電子和電洞被注入半導體結的有效區域。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP合金的特定成分決定了帶隙能量，這直接對應於發射光的波長（顏色）。在此情況下，成分被調整以產生橙色光譜（約611 nm）的光子。「水清」環氧樹脂封裝體保護半導體晶片，作為透鏡塑造光輸出（實現120度發光模式），並提供機械和環境保護。表面貼裝封裝具有兩個金屬端子（陽極和陰極），可直接焊接到PCB上，無需通孔和導線。

12. 基於技術參數的常見問題

1. Q: 使用5V電源需要甚麼電阻？ A: 使用最壞情況下的最大VF 2.2V和所需電流5mA：R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560 歐姆。使用標準560Ω電阻，實際電流範圍約為~5mA（如果VF=2.2V）至~5.9mA（如果VF=1.7V）。470Ω電阻亦常用，可提供稍高亮度，但即使VF最小也能確保電流低於25mA。
2. Q: 我可以直接用微控制器引腳驅動它嗎？ A: 有可能，但需謹慎。典型微控制器引腳可提供/吸收20-25mA電流，這已達LED的絕對最大極限。此操作毫無餘量，會對微控制器和LED造成壓力。更好的做法是使用微控制器引腳驅動晶體管（例如MOSFET），再由晶體管控制LED電流。
3. Q: 為何視角如此之闊？ A: 「水清」拱頂形封裝物料起到透鏡作用，能將細小晶片發出的光線折射至極廣闊範圍。這對於需要從多角度觀察LED的指示燈應用非常理想。
4. Q: 分檔代碼「S2C-AL1M2VY/3T」代表甚麼意思？ A: 此為製造商的內部產品代碼，可能包含特定屬性編碼，例如封裝類型（SMD）、晶片技術（AlGaInP）、顏色（橙/黃）、亮度分檔及其他製造變體。確切解碼屬專有資訊，但關鍵性能參數已完整載於數據表各欄位中。
5. Q: LED的壽命有多長？ A: 雖然此數據表未提供具體L70/L50壽命（亮度衰減至初始值70%或50%的小時數），但AlGaInP LED在規定的電氣與熱限值內運行時，以極長使用壽命（通常達數萬小時）著稱。主要壽命衰減機制源於高溫與電流應力下，半導體材料與封裝的缺陷導致光輸出逐漸下降。