SMD LED 19-21/G6C-AL1M2LY/3T 規格書 - 尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 電壓 1.7-2.3V - 鮮明黃綠色 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

19-21/G6C-AL1M2LY/3T 係一款表面貼裝器件（SMD）LED，專為需要細小尺寸、高可靠性同穩定性能嘅現代電子應用而設計。呢個元件屬於 19-21 封裝系列，特點係微型佔位面積，非常適合空間受限嘅設計。

1.1 核心優勢同產品定位

呢款 LED 嘅主要優勢係同傳統引線框架型元件相比，尺寸顯著縮細。呢種微型化為設計師同製造商帶嚟幾個關鍵好處：

• 更細嘅電路板尺寸：允許更緊湊嘅 PCB 佈局。
• 更高嘅封裝密度：可以喺單一電路板上放置更多元件，增加功能性。
• 減少儲存空間：元件同佢嘅包裝（7吋捲盤上嘅 8mm 載帶）嘅物理尺寸更細，優化咗物流同庫存管理。
• 輕量化設計：極輕嘅重量對於便攜同微型應用至關重要，每一克都計數。
• 製造兼容性：器件完全兼容標準自動貼裝設備同主流焊接工藝，包括紅外線同氣相回流焊接，方便大批量生產。

1.2 合規性同環保標準

呢款產品設計考慮咗現代環保同安全法規，確保廣泛嘅市場接受度：

• 無鉛：製造過程不含鉛，符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 無鹵素：符合無鹵素要求，溴（Br）同氯（Cl）含量各自低於 900 ppm，總和低於 1500 ppm。
• REACH 合規：遵守歐盟關於化學品註冊、評估、授權同限制嘅 REACH 法規。

2. 技術規格同客觀解讀

呢部分提供咗規格書中定義嘅器件電氣、光學同熱參數嘅詳細客觀分析。

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應力極限。喺呢啲極限下或超出極限操作唔保證可靠性，喺可靠設計中應避免。

• 反向電壓（V_R）：5V。喺反向偏壓下超過呢個電壓會導致即時結擊穿。
• 連續正向電流（I_F）：25 mA。連續操作嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（I_FP）：60 mA（佔空比 1/10 @1kHz）。適合短脈衝操作，但唔適合直流。
• 功耗（P_d）：60 mW。封裝喺 Ta=25°C 時可以散發嘅最大功率。喺更高環境溫度下需要降額。
• 靜電放電（ESD）HBM：2000V。提供咗器件對抗靜電嘅穩健性指標，根據人體模型（HBM）分類為 Class 2。
• 操作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C。可靠操作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度：指定組裝嘅熱曲線極限。
  • 回流焊接：峰值 260°C，最多 10 秒。
  • 手動焊接：烙鐵頭 350°C，每個端子最多 3 秒。

2.2 電光特性 (Ta=25°C)

呢啲係喺標準測試條件下（I_F= 5mA）測量嘅典型性能參數。

• 發光強度（I_v）：範圍從 11.5 mcd（最小）到 28.5 mcd（最大），典型公差為 ±11%。呢個定義咗感知亮度。
• 視角（2θ_1/2）：100 度（典型）。呢個寬視角令佢適合 LED 可能唔係正面觀看嘅應用。
• 峰值波長（λ_p）：575 nm（典型）。光譜發射最強嘅波長。
• 主波長（λ_d）：569.5 nm 至 577.5 nm。呢個參數更接近感知顏色（鮮明黃綠色）相關，並且需要分級。
• 光譜帶寬（Δλ）：20 nm（典型）。最大強度一半處（FWHM）嘅發射光譜寬度。
• 正向電壓（V_F）：喺 I_F=5mA 時為 1.70V 至 2.30V，典型公差為 ±0.05V。呢個範圍對於限流電阻計算至關重要。
• 反向電流（I_R）：喺 V_R=5V 時最大 10 μA。規格書明確指出器件唔係為反向操作而設計；呢個參數僅供測試用途。

3. 分級系統解釋

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED 會被分類到唔同嘅級別（Bin）。呢款器件使用三個獨立嘅分級參數。

3.1 發光強度分級

LED 根據喺 I_F=5mA 時測量嘅發光強度進行分組。級別代碼（L1, L2, M1, M2）代表遞增嘅亮度級別，從 11.5-14.5 mcd（L1）到 22.5-28.5 mcd（M2）。設計師可以選擇特定級別以滿足特定亮度要求。

3.2 主波長分級

呢個分級確保顏色一致性。主波長以 2nm 為步長進行分類，級別代碼從 C16（569.5-571.5nm）到 C19（575.5-577.5nm）。選擇更緊嘅級別可以令陣列中多個 LED 嘅顏色外觀更加均勻。

3.3 正向電壓分級

正向電壓以 0.1V 為步長進行分級，從代碼 19（1.70-1.80V）到代碼 24（2.20-2.30V）。知道 V_F嘅級別可以幫助優化限流電路設計以提高效率，並確保 LED 並聯驅動時亮度一致。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，對於理解器件喺非標準條件下嘅行為至關重要。

4.1 相對發光強度 vs. 正向電流

呢條曲線顯示光輸出同電流唔成線性比例。佢隨電流增加而增加，但喺較高電流下可能會飽和或效率降低。喺接近最大額定電流（25mA）下操作可能唔會產生比例亮度增益，並且會增加熱量。

4.2 相對發光強度 vs. 環境溫度

LED 效率隨結溫升高而降低。呢條曲線通常顯示，當環境溫度從 25°C 升高到最高操作溫度（+85°C）時，光輸出會下降。喺高溫環境嘅設計中必須考慮呢一點。

4.3 正向電流降額曲線

呢係熱管理嘅關鍵圖表。佢顯示咗最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數。隨著 Ta 升高，最大 I_F必須降低，以防止結溫超過安全極限並保持長期可靠性。

4.4 光譜分佈同輻射圖

光譜分佈圖確認咗以 575nm 為中心嘅單色黃綠色輸出。輻射圖（極坐標圖）直觀地表示咗 100 度視角，顯示咗光強度嘅角度分佈。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

19-21 封裝嘅標稱尺寸為長度 2.0mm、寬度 1.25mm、高度 0.8mm（除非另有說明，公差為 ±0.1mm）。規格書包含詳細嘅尺寸圖，顯示焊盤佈局、元件外形同陰極識別標記。基於呢張圖進行準確嘅焊盤設計對於正確焊接同對齊至關重要。

5.2 極性識別

陰極喺器件上清晰標記，如封裝圖所示。貼裝時必須注意正確極性，以確保電路正常運作。

6. 焊接同組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

提供咗詳細嘅無鉛回流曲線：

• 預熱：150-200°C，持續 60-120 秒。
• 液相線以上時間（217°C）：60-150 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C。
• 峰值時間：最多 10 秒。
• 加熱/冷卻速率：加熱最高 6°C/秒，冷卻最高 3°C/秒。

6.2 關鍵注意事項

• 電流限制：必須使用外部限流電阻。LED 係電流驅動器件；正向電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化，從而導致快速失效（燒毀）。
• 回流次數：回流焊接唔應該進行超過兩次，以防止過度熱應力。
• 機械應力：避免喺加熱期間對 LED 主體施加應力，或者焊接後彎曲 PCB。
• 手動焊接：如有必要，使用 ≤350°C 嘅烙鐵，每個端子 ≤3 秒，額定功率 ≤25W。端子之間允許 ≥2 秒嘅冷卻間隔。手動焊接損壞風險較高。
• 維修：焊接後避免返工。如果絕對必要，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並均勻抬起元件，以防止焊盤損壞。

7. 儲存同濕度敏感性

呢個元件對濕度敏感。處理不當會導致回流期間因吸收嘅水分快速蒸發而產生爆米花現象（封裝開裂）。

• 未開封袋：喺準備使用之前，唔好打開防潮屏障袋。
• 車間壽命：開封後，如果儲存喺 ≤30°C 同 ≤60% 相對濕度下，LED 必須喺 168 小時（7 日）內使用。
• 重新烘烤：如果超過儲存時間或乾燥劑指示劑顯示飽和，使用前需要喺 60±5°C 下烘烤 24 小時。
• 重新包裝：未使用嘅 LED 應該用新嘅乾燥劑重新密封喺防潮袋中。

8. 包裝同訂購資訊

8.1 標準包裝

器件以防潮包裝供應：

• 載帶：8mm 寬載帶。
• 捲盤：7 吋直徑捲盤。
• 數量：每捲盤 3000 件。
• 包裝：包含乾燥劑，並密封喺帶有適當標籤嘅鋁製防潮袋中。

8.2 標籤解釋

捲盤標籤包含用於追溯同識別嘅關鍵資訊：

• CPN：客戶產品編號。
• P/N：製造商產品編號（例如，19-21/G6C-AL1M2LY/3T）。
• QTY：包裝數量。
• CAT：發光強度級別代碼（例如，L1, M2）。
• HUE：色度/主波長級別代碼（例如，C17, C19）。
• REF：正向電壓級別代碼（例如，20, 23）。
• LOT No：製造批次號，用於追溯。

9. 應用建議

9.1 典型應用場景

• 背光照明：由於其寬視角同一致嘅顏色，非常適合儀表板指示燈、開關背光以及 LCD 同符號嘅平面背光。
• 電信設備：電話、傳真機同其他通信設備中嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
• 一般指示：消費電子產品、電器同工業控制中嘅電源狀態、模式指示同其他通用視覺反饋。

9.2 設計考慮因素

• 電流驅動：始終使用串聯電阻或恆流驅動器。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F 計算電阻值，使用規格書或級別中嘅最大 V_F，以確保喺最壞情況下電流唔會超過極限。
• 熱管理：對於喺高環境溫度下或接近最大電流嘅連續操作，請考慮 PCB 佈局以利散熱。避免將 LED 放置喺其他熱源附近。
• ESD 保護：組裝期間實施標準 ESD 處理程序。雖然器件具有 2kV HBM 保護，但喺高 ESD 風險環境中可能需要額外嘅電路級保護。
• 光學設計：寬視角可能需要導光板或擴散器，如果需要更聚焦嘅光束。水清樹脂鏡片提供良好嘅光提取效率。

10. 技術比較同差異化

同舊式通孔 LED 或更大嘅 SMD 封裝相比，19-21 提供咗微型化同性能嘅引人注目嘅組合。佢嘅關鍵差異點在於，喺低功耗指示燈 LED 類別中，佢具有非常細小嘅 2.0x1.25mm 佔位面積，並且使用 AlGaInP 半導體材料，喺黃綠色光譜中提供高效率同飽和顏色。同其他一些微型化封裝相比，佢保持咗相對標準嘅焊盤佈局同穩健嘅濕度敏感等級，使其成為自動化組裝嘅可靠選擇。

11. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接用 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動呢個 LED 嗎？

答：唔可以。你必須始終使用限流電阻。例如，使用 3.3V 電源，喺 5mA 時典型 V_F為 2.0V，所需電阻為 (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω。為穩健設計，始終使用規格書中嘅最大 V_F（2.3V）：(3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200Ω。

問：點解儲存同烘烤程序咁重要？

答：SMD 元件會從空氣中吸收水分。喺高溫回流焊接過程中，呢啲水分會迅速變成蒸汽，產生足夠嘅內部壓力使環氧樹脂封裝開裂（爆米花現象），導致立即或潛在嘅故障。

問：級別代碼對我嘅設計意味住乜嘢？

答：如果你嘅應用需要統一外觀（例如，LED 陣列），你應該指定緊嘅主波長（HUE）同發光強度（CAT）級別。對於單個指示燈，標準級別通常足夠。如果你並聯驅動許多 LED 以確保電流均勻分佈，正向電壓（REF）級別可以有所幫助。

12. 實用設計同使用案例

場景：為便攜設備設計多指示燈狀態面板。

設計師需要 5 個相同嘅黃綠色 LED，喺一個細小、電池供電嘅裝置上顯示電池、連接性同模式狀態。

1. 元件選擇：選擇 19-21 LED，因為佢尺寸細小、功耗低同顏色合適。
2. 分級規格：為確保 5 個 LED 外觀一致，設計師喺採購訂單上指定單一、緊嘅 CAT（例如，僅 M1）同 HUE（例如，僅 C18）級別。
3. 電路設計：裝置由 3.0V 鈕扣電池供電。使用最大 V_F2.3V 同目標 I_F5mA 以獲得足夠亮度同長電池壽命，計算限流電阻：R = (3.0V - 2.3V) / 0.005A = 140Ω。選擇標準 150Ω 電阻。
4. PCB 佈局：緊湊嘅 19-21 焊盤設計允許 5 個 LED 緊密放置。絲印上嘅陰極標記確保正確方向。
5. 組裝：工廠收到捲盤，喺生產線準備好之前儲存喺密封袋中。PCB 使用指定曲線進行單次回流焊接。
6. 結果：最終產品具有乾淨、專業嘅指示燈面板，LED 亮度均勻、顏色一致，得益於正確嘅級別選擇同電路設計。

13. 工作原理簡介

呢款 LED 基於磷化鋁鎵銦（AlGaInP）半導體技術。當施加超過二極管結電勢嘅正向電壓時，電子同空穴分別從 n 型同 p 型材料注入到有源區。呢啲電荷載流子復合，以光子形式釋放能量。AlGaInP 合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係鮮明黃綠色（~575nm）。水清環氧樹脂封裝保護半導體晶片，作為鏡片塑造光輸出，並增強從晶片提取光線。

14. 技術趨勢同背景

19-21 封裝代表咗電子產品向微型化同表面貼裝技術發展嘅持續趨勢。從引線封裝轉向呢類 SMD，實現咗自動化、高速貼裝組裝，通過消除手動焊接步驟，顯著降低咗製造成本並提高咗可靠性。使用 AlGaInP 材料代表咗對舊技術（如 GaAsP）嘅進步，提供更高嘅發光效率同更鮮豔、飽和嘅顏色。此外，符合無鉛、無鹵素同 REACH 標準反映咗全行業向環境可持續製造工藝同材料嘅轉變，呢個而家係進入全球市場嘅關鍵要求。