SMD LED 17-21/R6C-AP1Q2L/3T 規格書 - 尺寸 1.6x0.8x0.6mm - 電壓 1.7-2.3V - 艷紅色 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

17-21/R6C-AP1Q2L/3T 係一款採用AIGaInP半導體技術嘅表面貼裝器件（SMD）LED，能夠發出艷紅色光。呢款元件專為高密度PCB應用而設計，特別適用於空間同重量都係關鍵限制嘅情況。佢嘅主要優點包括相比引線框架型LED，佔用面積大幅減少，令到電路板設計可以更緊湊、元件密度更高，最終令終端設備更加細小。輕量化嘅結構令佢特別適合用於微型同便攜式電子設備。

LED以8mm載帶包裝，捲喺直徑7吋嘅捲盤上，完全兼容標準自動貼片組裝設備。佢採用無鉛配方，並符合主要環保法規，包括RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。呢款器件兼容紅外線同氣相回流焊接製程。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

器件喺以下絕對最大條件下工作，超出呢啲條件可能會造成永久損壞。所有額定值均喺環境溫度（Ta）為25°C時指定。

• 反向電壓（VR）：5 V。反向偏壓時超過此電壓會導致結擊穿。
• 連續正向電流（IF）：25 mA。呢個係可靠工作嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（IFP）：60 mA。此額定值適用於佔空比為1/10、頻率為1 kHz嘅脈衝條件下。
• 功耗（Pd）：60 mW。呢個係封裝可以散發嘅最大功率。
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：2000 V。組裝期間需要遵循正確嘅ESD處理程序。
• 工作溫度範圍（Topr）：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍（Tstg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度（Tsol）：器件可以承受峰值溫度為260°C、持續10秒嘅回流焊接，或者每個端子喺350°C下進行3秒嘅手動焊接。

2.2 電光特性

關鍵性能參數喺Ta=25°C同標準測試電流IF=20 mA下測量。呢啲參數定義咗LED嘅核心光輸出同電氣行為。

• 發光強度（Iv）：範圍由最低45.0 mcd到最高112.0 mcd。典型值會根據特定分級代碼喺呢個範圍內。
• 視角（2θ1/2）：典型寬視角為140度，提供寬闊、均勻嘅照明。
• 峰值波長（λp）：典型值為632 nm，表示光譜功率分佈最高嘅波長。
• 主波長（λd）：範圍由617.5 nm至633.5 nm。呢個係人眼對LED顏色嘅單一波長感知，係顏色一致性嘅關鍵參數。
• 光譜帶寬（Δλ）：典型值為20 nm，定義咗發出紅光嘅光譜純度。
• 正向電壓（VF）：喺IF=20mA時，範圍由1.7 V至2.3 V。呢個參數對於電路設計同限流電阻計算至關重要。
• 反向電流（IR）：施加5V反向電壓時，最大值為10 μA。器件並非設計用於反向偏壓工作。

重要注意事項：公差指定為：發光強度±11%，主波長±1nm，正向電壓±0.05V。反向電壓條件僅用於IR測試；LED不應喺反向偏壓下工作。

3. 分級系統說明

為確保生產中性能一致，LED會根據關鍵參數進行分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用對亮度同顏色要求嘅零件。

3.1 發光強度分級

分級條件為IF=20mA。分級代碼（例如P1、Q2）定義咗發光強度嘅最小同最大值。

• P1：45.0 - 57.0 mcd
• P2：57.0 - 72.0 mcd
• Q1：72.0 - 90.0 mcd
• Q2：90.0 - 112.0 mcd

3.2 主波長分級

分級條件為IF=20mA。分級代碼（E4-E7）定義咗紅色發光嘅色點。

• E4：617.5 - 621.5 nm
• E5：621.5 - 625.5 nm
• E6：625.5 - 629.5 nm
• E7：629.5 - 633.5 nm

3.3 正向電壓分級

分級條件為IF=20mA。分級代碼（19-24）定義咗電源設計所需嘅電氣特性。

• 19：1.7 - 1.8 V
• 20：1.8 - 1.9 V
• 21：1.9 - 2.0 V
• 22：2.0 - 2.1 V
• 23：2.1 - 2.2 V
• 24：2.2 - 2.3 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。呢啲對於穩健嘅系統設計至關重要。

4.1 發光強度 vs. 正向電流

呢條曲線顯示，直到最大額定電流為止，正向電流（IF）同相對發光強度之間大致呈線性關係。佢證實咗喺工作範圍內，光輸出與驅動電流成正比。

4.2 發光強度 vs. 環境溫度

呢條曲線展示咗光輸出嘅溫度依賴性。發光強度通常會隨著環境溫度（Ta）升高而降低，特別係高於室溫時。喺高環境溫度或散熱不良嘅應用中，必須考慮呢個降額。

4.3 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，必須降低最大允許電流，以保持喺器件嘅功耗限制內，防止熱失控並確保長期可靠性。

4.4 光譜分佈

光譜輸出曲線顯示一個窄嘅單峰，中心約為632 nm，係基於AIGaInP嘅紅色LED嘅特徵。典型20 nm帶寬表示良好嘅色彩飽和度。

4.5 正向電壓 vs. 正向電流

呢條IV曲線顯示咗二極管典型嘅指數關係。正向電壓隨電流增加而增加，佢喺20mA時嘅數值係用於分級同電路設計嘅關鍵參數。

4.6 輻射圖

極坐標圖說明咗光強度嘅空間分佈，確認咗140度嘅寬視角。強度喺0度（垂直於LED表面）時最高，並向邊緣遞減。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

17-21 SMD LED具有緊湊嘅矩形封裝。關鍵尺寸（單位：mm，公差±0.1mm，除非另有說明）包括本體長度1.6 mm、寬度0.8 mm同高度0.6 mm。規格書提供詳細圖紙，顯示所有關鍵尺寸，包括焊盤間距同焊盤建議。

5.2 極性識別

陰極喺封裝上有清晰標記。喺PCB佈局同組裝期間，正確嘅極性方向對於確保正常操作至關重要。規格書圖表指示咗呢個標記相對於封裝幾何形狀嘅位置。

6. 焊接及組裝指引

6.1 過流保護

必須使用外部限流電阻。正向電壓具有負溫度係數，意味住當結溫升高時，VF會下降，如果由恆壓源驅動，可能會導致電流急劇增加。呢個會引起熱失控同器件故障。串聯電阻可以提供線性、穩定嘅電流驅動。

6.2 儲存及濕度敏感度

LED包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮袋中，以防止吸濕，吸濕會喺回流焊接期間導致 "爆米花" 現象（封裝開裂）。

• 準備使用前請勿打開包裝袋。
• 打開後，如果儲存喺≤30°C同≤60% RH條件下，請喺168小時（7日）內使用。
• 如果未喺此期限內使用，或者乾燥劑指示劑顯示飽和，則組件必須喺使用前喺60 ±5°C下烘烤24小時。

6.3 回流焊接溫度曲線

指定嘅無鉛回流曲線如下：

• 預熱：150-200°C，持續60-120秒。
• 液相線以上時間（TAL）：217°C以上，持續60-150秒。
• 峰值溫度：最高260°C，保持最多10秒。
• 升溫速率：最高6°C/秒，直到255°C，然後最高3°C/秒升至峰值。
• 回流焊接不應進行超過兩次。
• 加熱同冷卻期間避免對封裝施加機械應力。

6.4 手動焊接及維修

如果需要手動焊接，請使用烙鐵頭溫度<350°C嘅烙鐵，對每個端子加熱<3秒，並使用容量<25W嘅烙鐵。每個端子之間至少間隔2秒。強烈不建議喺初次焊接後進行維修。如果絕對無法避免，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並提起組件，以避免對焊點造成應力。任何維修嘗試後，請務必驗證器件功能。

7. 包裝及訂購資料

7.1 捲帶及載帶規格

組件以凸版載帶形式供應，裝喺直徑7吋嘅捲盤上。載帶寬度為8 mm。每捲包含3000件。提供捲盤尺寸、載帶凹槽尺寸同蓋帶規格嘅詳細圖紙，以確保與自動組裝設備兼容。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含幾個關鍵識別碼：

• CPN：客戶產品編號（可選）。
• P/N：製造商完整零件編號（例如，17-21/R6C-AP1Q2L/3T）。
• QTY：每捲包裝數量（3000件）。
• CAT：發光強度分級等級（例如，Q2）。
• HUE：色度/主波長分級等級（例如，E6）。
• REF：正向電壓分級等級（例如，21）。
• LOT No：可追溯嘅生產批號。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 背光照明：由於其細小尺寸同均勻視角，非常適合儀表板指示燈、開關照明同符號背光。
• 通訊設備：電話、傳真機同其他通訊設備中嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
• LCD平面背光：可以用於小型、薄型LCD顯示屏嘅陣列。
• 通用指示用途：廣泛用於各種消費同工業電子產品中嘅電源狀態、模式指示同警報信號。

8.2 設計考慮因素

• 電流驅動：務必使用恆流源或帶串聯電阻嘅電壓源。使用公式 R = (Vsupply - VF) / IF 計算電阻值，使用分級或規格書中嘅最大VF，以確保喺最壞情況下電流不超過20mA（或所選工作點）。
• 熱管理：雖然封裝細小，但如果喺高環境溫度或接近最大電流下工作，請確保足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔，以將結溫保持喺限制範圍內。
• 光學設計：140度寬視角提供寬闊照明。如需聚焦光線，可能需要外部透鏡或導光件。
• ESD保護：喺處理同組裝期間實施標準ESD預防措施。如果LED連接到用戶可接觸嘅端口，請考慮喺輸入線路上添加瞬態電壓抑制。

9. 技術比較及差異

17-21封裝喺指示燈LED領域具有明顯優勢。

• 對比引線式LED（例如，3mm， 5mm）：主要優勢係佔用面積同高度大幅減少，實現現代化、微型化設計。佢亦都無需手動插入同剪/彎引腳，簡化自動組裝流程。
• 對比其他SMD LED（例如，0402， 0603）：17-21封裝（1.6x0.8mm）比最細嘅芯片LED稍大，如果需要，呢個令手動處理同焊接更容易，同時仍然非常緊湊。由於封裝內可能具有更大嘅芯片尺寸，佢亦可能提供更高嘅光輸出。
• 材料技術（AIGaInP）：相比舊技術如GaAsP，AIGaInP喺相同輸入電流下提供更高效率、更亮輸出同更好色彩純度（飽和紅色）。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 使用5V電源時應該用幾大電阻值？

使用最大VF 2.3V（來自分級24）同目標IF 20mA以確保安全：R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 歐姆。最接近嘅標準值係130或150歐姆。電阻嘅額定功率至少應為 P = I^2 * R = (0.02^2)*150 = 0.06W，所以1/8W（0.125W）電阻已經足夠。

10.2 可唔可以用30mA驅動呢粒LED嚟增加亮度？

唔可以。連續正向電流嘅絕對最大額定值係25 mA。喺30 mA下工作會超出此額定值，咁樣會降低可靠性、加速光衰，並可能導致立即故障。如需更高亮度，請選擇更高發光強度分級（例如Q2）嘅LED，或者額定電流更高嘅產品系列。

10.3 點解打開防潮袋之後有7日嘅使用期限？

塑膠封裝材料會從空氣中吸收濕氣。喺高溫回流焊接過程中，呢啲吸收嘅濕氣會迅速變成蒸汽，產生內部壓力，可能導致封裝分層或環氧樹脂透鏡開裂（"爆米花"）。喺受控濕度下嘅7日期限，確保濕氣吸收保持喺臨界水平以下。

10.4 零件編號入面嘅分級代碼 "R6C-AP1Q2L/3T" 代表咩意思？

雖然完整解碼可能係專有嘅，但佢通常編碼咗產品系列（17-21）、顏色（R代表紅色，6C可能指定特定色度）以及強度、波長同電壓嘅性能分級（由Q2等暗示）。"3T"可能指捲帶包裝。要獲取準確分級，請參考捲盤標籤上嘅CAT、HUE同REF代碼。

11. 實用設計及使用案例

場景：為便攜式醫療設備設計多指示燈狀態面板。

設備需要喺密集嘅主PCB上安裝5個獨立嘅紅色狀態LED（電量低、充電中、錯誤、模式1、模式2）。空間極其有限，且設備必須輕量化。

解決方案實施：

1. 組件選擇：選擇17-21/R6C-AP1Q2L/3T LED，因為佢超緊湊嘅1.6x0.8mm佔用面積，相比更大嘅替代品節省寶貴嘅電路板空間。
2. 電路設計：系統微控制器工作電壓為3.3V。使用典型VF 2.0V（分級21）同設計IF 15mA，以確保長壽命並考慮輕微溫度變化：R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7 歐姆。選擇82歐姆1%電阻，導致IF略高約16mA，完全喺25mA限制內。
3. PCB佈局：LED以中心間距3.0mm放置，確保清晰嘅視覺分隔。陰極焊盤連接到微控制器GPIO引腳（配置為開漏輸出）以開關LED。陽極焊盤通過限流電阻連接到3.3V。保持LED下方有一個小嘅禁入區域，以防止焊料芯吸。
4. 組裝：LED以8mm載帶捲盤供應，兼容貼片機。將第6.3節嘅無鉛回流曲線編程到回流焊爐中。工廠車間遵循濕度控制程序，對生產運行前超過7日打開用於樣品檢查嘅捲盤進行烘烤。
5. 結果：喺最小面積內實現咗一套可靠、明亮且一致嘅狀態指示燈，有助於最終醫療設備嘅整體微型化同可靠性。

12. 技術原理介紹

呢款LED基於生長喺基板上嘅磷化鋁銦鎵（AIGaInP）半導體材料。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋會以光子（光）嘅形式釋放能量。發出光嘅特定波長——喺呢個例子中，約632 nm嘅艷紅色——由AIGaInP合金成分嘅帶隙能量決定。通過喺晶體生長期間仔細控制鋁、銦、鎵同磷嘅比例，製造商可以調節帶隙，以高效率同高色彩純度產生紅色、橙色同黃色光譜中嘅特定顏色。環氧樹脂封裝用於保護精細嘅半導體芯片，作為透鏡塑造光輸出光束（產生140度視角），並提供用於焊接嘅機械結構。

13. 行業趨勢及發展

指示燈同背光LED嘅趨勢持續強勁地朝向微型化、提高效率同更高可靠性發展。像17-21呢類封裝係呢個演變嘅一部分，填補咗最細芯片級封裝同更大、更傳統SMD之間嘅空白。行業越來越強調對顏色同光通量嘅更嚴格分級公差，以滿足需要均勻外觀嘅應用需求，例如指示燈陣列同背光面板。此外，對更高效率（每瓦更多流明）嘅追求係持續嘅，推動材料科學提高內部量子效率同封裝嘅光提取效率。集成係另一個趨勢，多LED封裝同內置用於控制或保護嘅集成電路嘅LED變得越來越普遍，儘管像17-21呢類分立元件對於靈活、具成本效益嘅設計仍然至關重要。環保合規（RoHS、REACH、無鹵素）現已成為整個行業嘅標準要求，呢款組件嘅規格就反映咗呢一點。