目錄
1. 產品概覽
17-215 係一款表面貼裝器件（SMD）LED，專為一般指示燈同背光應用而設計。佢採用 AIGaInP（鋁鎵銦磷）晶片，產生出亮麗嘅紅色光輸出。呢個元件嘅特點係體積細小，有助於喺印刷電路板（PCB）上實現更高嘅裝配密度，令到終端用戶設備可以設計得更細。呢款器件以 8mm 載帶包裝，安裝喺 7 吋直徑嘅捲盤上，完全兼容標準嘅自動化貼片組裝設備。
1.1 核心特性與合規性
呢款 LED 提供多項關鍵特性，符合現代製造同環保標準。佢兼容紅外線同氣相回流焊接工藝，呢啲工藝喺大批量電子組裝中好常見。產品採用無鉛材料製造，設計上持續符合 RoHS（有害物質限制）指令。佢亦都符合歐盟 REACH 法規，並達到無鹵素要求，溴（Br）同氯（Cl）含量各自低於 900 ppm，總和低於 1500 ppm。
1.2 目標應用
呢款 LED 嘅主要應用領域包括儀錶板、開關同符號嘅背光。佢亦都適合用於電話同傳真機等通訊設備，作狀態指示同鍵盤背光之用。此外，佢可以用於 LCD 嘅平面背光，以及需要細小、可靠紅色光源嘅一般用途指示燈應用。
2. 技術規格與客觀解讀
呢部分根據規格書，對器件嘅電氣、光學同熱參數進行詳細、客觀嘅分析。理解呢啲極限對於可靠嘅電路設計至關重要。
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係正常操作條件。
- 反向電壓（VR）：5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能會導致結擊穿。
- 連續正向電流（IF）：25 mA。可以連續施加嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流（IFP）：60 mA。呢個只允許喺脈衝條件下，佔空比為 1/10，頻率為 1 kHz。佢允許短時間內達到更高亮度。
- 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）* 正向電流（IF）。
- 靜電放電（ESD）：2000 V（人體模型）。呢個額定值表示中等程度嘅 ESD 敏感度；需要適當嘅處理程序。
- 工作溫度（Topr）：-40°C 至 +85°C。器件指定可以喺呢個環境溫度範圍內操作。
- 儲存溫度（Tstg）：-40°C 至 +90°C。
- 焊接溫度：器件可以承受峰值溫度為 260°C 嘅回流焊接，最長 10 秒；或者每個端子喺 350°C 下進行手動焊接，最長 3 秒。
2.2 電光特性
電光特性係喺結溫（Tj）為 25°C 同正向電流（IF）為 20 mA 嘅標準測試條件下指定嘅。
- 發光強度（Iv）：範圍從最小 72.00 mcd 到最大 180.00 mcd，並提供典型值。實際交付嘅強度有 ±11% 嘅公差，並進一步分為唔同等級（見第 3 節）。
- 視角（2θ1/2）：130 度（典型值）。呢個寬視角令 LED 適合喺離軸角度可見性好重要嘅應用。
- 峰值波長（λp）：632 nm（典型值）。光輸出功率最大時嘅波長。
- 主波長（λd）：範圍從 617.50 nm 到 633.50 nm，公差為 ±1 nm。呢個係人眼感知到嘅單一波長，定義咗顏色。
- 頻譜帶寬（Δλ）：20 nm（典型值）。發射頻譜喺最大強度一半處（半高全寬）嘅寬度。
- 正向電壓（VF）：喺 20 mA 時，範圍從 1.75 V 到 2.35 V，公差為 ±0.1 V。呢個參數對於計算限流電阻值至關重要。
- 反向電流（IR）：喺反向電壓（VR）為 5 V 時，最大為 10 μA。
3. 分級系統解說
為確保生產一致性，LED 會根據關鍵參數分為唔同性能等級。17-215 採用三碼分級系統（例如，零件編號中嘅 /R6C）。
3.1 發光強度分級
發光強度分為四個等級：Q1、Q2、R1 同 R2。每個等級定義咗喺 IF=20mA 時，以毫坎德拉（mcd）為單位嘅特定最小同最大強度值範圍。例如，Q1 等級涵蓋 72.00-90.00 mcd，而 R2 等級涵蓋 140.00-180.00 mcd。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇一個保證亮度水平嘅 LED。
3.2 主波長分級
顏色（主波長）分為四組：E4、E5、E6 同 E7。每個等級涵蓋 4 nm 嘅範圍，從 E4（617.50-621.50 nm）到 E7（629.50-633.50 nm）。呢種嚴格控制確保咗生產批次中紅色色調嘅一致性。
3.3 正向電壓分級
正向電壓分為三組：0、1 同 2。等級 0 涵蓋 1.75-1.95 V，等級 1 涵蓋 1.95-2.15 V，等級 2 涵蓋 2.15-2.35 V，全部喺 IF=20mA 下測量。知道 VF 等級有助於設計更精確嘅驅動電路同預測功耗。
4. 機械與封裝資訊
17-215 係一個標準嘅 \"SMD B\" 封裝。規格書包含詳細嘅尺寸圖。關鍵機械特徵包括總長度、寬度同高度，以及焊盤佈局同極性標記。陰極通常由封裝上嘅綠色標記或凹口表示。除非另有說明，所有尺寸嘅標準公差為 ±0.1 mm。細小嘅佔位面積係主要優勢，可以實現高密度 PCB 佈局。
5. 焊接與組裝指引
正確嘅處理同焊接對於可靠性至關重要。
5.1 儲存與濕度敏感性
LED 包裝喺防潮袋中，並附有乾燥劑。喺準備使用元件之前，唔應該打開個袋。打開前，儲存條件應為 30°C 或以下，相對濕度 90% 或以下。打開後，如果儲存喺 30°C/60% RH 或以下嘅條件，元件有 1 年嘅 \"車間壽命\"。如果超過儲存時間或者乾燥劑顯示吸濕，建議喺回流焊接前進行 60 ±5°C、24 小時嘅烘烤處理。
5.2 回流焊接溫度曲線
指定咗無鉛回流溫度曲線。關鍵參數包括：150-200°C 之間嘅預熱階段，持續 60-120 秒；液相線（217°C）以上時間為 60-150 秒；峰值溫度唔超過 260°C，最長 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。應避免加熱期間對 LED 本體施加壓力，並且焊接後 PCB 唔應該翹曲。
5.3 手動焊接與返工
如果需要手動焊接，烙鐵頭溫度應低於 350°C，每個端子焊接時間唔超過 3 秒，使用功率為 25W 或以下嘅烙鐵。端子之間應觀察至少 2 秒嘅冷卻間隔。強烈不建議喺初次焊接後進行返工。如果無法避免，應使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以防止焊點同 LED 封裝受到機械應力。
6. 包裝與訂購資訊
產品以載帶包裝喺 7 吋捲盤上供應。每捲包含 3000 件。包裝包括標籤，標明關鍵資訊：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）。呢個標籤系統確保可追溯性同正確嘅零件識別。
7. 應用設計考慮因素
7.1 限流與電路保護
LED 係電流驅動器件。必須串聯一個限流電阻以防止損壞。即使正向電壓有少少增加，都可能導致電流大幅增加，甚至造成破壞。電阻值（R）可以用歐姆定律計算：R = （電源電壓 - VF） / IF，其中 VF 係規格書中嘅正向電壓（保守設計時使用最大值），IF 係所需嘅正向電流（唔超過 25 mA 直流）。
7.2 熱管理
雖然呢個係低功耗器件，但喺最大正向電流或接近最大正向電流下操作會產生熱量。功耗（Pd = VF * IF）必須唔超過 60 mW。散熱焊盤周圍有足夠嘅 PCB 銅面積可以幫助散熱並保持較低嘅結溫，呢樣對於長期可靠性同光輸出穩定性有益。
7.3 應用限制
呢款產品專為一般商業同工業應用而設計。佢並未專門認證或保證用於高可靠性應用，例如軍事/航空航天、汽車安全/保安系統（例如安全氣囊、制動）或生命攸關嘅醫療設備。對於呢類應用，需要具有唔同規格同認證級別嘅元件。
8. 技術比較與區分
基於 AIGaInP 技術嘅 17-215 SMD LED，喺紅色發光方面具有優勢。同 GaAsP 等舊技術相比，AIGaInP LED 通常提供更高嘅發光效率，喺相同驅動電流下產生更亮嘅輸出，同更好嘅色純度（飽和紅色）。SMD 封裝相比通孔 LED 具有顯著優勢：佔位面積細好多，適合自動化組裝，並且由於冇喺振動下可能失效嘅引線鍵合，可靠性更好。130 度嘅寬視角係同窄視角 LED 嘅主要區別，令佢非常適合需要從唔同角度睇到嘅面板指示燈。
9. 常見問題（基於技術參數）
問：用 5V 電源需要幾大電阻？
答：使用最大 VF 2.35V 同目標 IF 20mA：R = （5V - 2.35V） / 0.020A = 132.5 歐姆。標準嘅 130 或 150 歐姆電阻都適合。務必驗證你電路中嘅實際電流。
問：我可以用 3.3V 電源驅動呢款 LED 嗎？
答：可以。使用典型 VF 約 2.0V 進行相同計算：R = （3.3V - 2.0V） / 0.020A = 65 歐姆。68 歐姆電阻係一個常見數值。確保電源可以提供所需電流。
問：點解要有分級系統？
答：製造差異會導致性能有輕微唔同。分級將 LED 分為參數（亮度、顏色、電壓）嚴格控制嘅組別，讓設計師可以通過指定所需嘅等級代碼，喺佢哋嘅產品中實現一致嘅效果。
問：點樣識別陰極？
答：陰極通常有標記。請參考規格書中嘅封裝尺寸圖，圖中顯示元件本體一側有綠色標記或凹口。正確嘅極性對於操作至關重要。
10. 設計與使用案例分析
場景：為網絡路由器設計狀態指示燈面板。面板需要多個亮紅色 \"電源\" 同 \"活動\" LED，從正面同側面都睇得到。由於 17-215 具有 130 度寬視角，係一個絕佳選擇。設計師選擇 R1 發光強度等級（112-140 mcd）同 E6 主波長等級（625.5-629.5 nm），以確保所有指示燈亮度均勻、足夠明亮且顏色一致。PCB 佈局將 LED 放置喺適當間距，並為每個 LED 使用計算出嘅限流電阻，連接到 3.3V 微控制器 GPIO 引腳。SMD 封裝允許緊湊、薄型嘅面板設計。元件使用指定嘅回流溫度曲線進行組裝，並且防潮袋喺生產運行前先打開，以防止因濕氣引起嘅焊接缺陷。
11. 工作原理
呢款 LED 中嘅光發射基於 AIGaInP 材料製成嘅半導體 p-n 結中嘅電致發光。當施加超過結內建電勢嘅正向電壓時，來自 n 型區域嘅電子同來自 p 型區域嘅電洞被注入到有源區域。當呢啲電荷載子復合時，佢哋以光子（光）嘅形式釋放能量。AIGaInP 合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係大約 632 nm 嘅紅色光譜。環氧樹脂透鏡封裝住晶片，提供機械保護，並塑造光輸出光束。
12. 技術趨勢與背景
像 17-215 咁樣嘅 SMD LED 代表咗一種成熟且廣泛採用嘅技術。行業趨勢繼續朝向更高效率（每瓦更多流明）發展，咁樣可以喺相同電流下實現更亮嘅輸出，或者喺相同亮度下降低功耗。同時亦都趨向微型化，更細小嘅封裝佔位面積變得普遍。此外，熒光粉技術同晶片設計嘅進步正擴大色域並改善白光 LED 嘅顯色性，儘管對於單色紅光 LED，AIGaInP 仍然係主導嘅高效率技術。強調環境合規性（RoHS、REACH、無鹵素）係元件規格同製造中一個永久且關鍵嘅方面。
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。 |