SMD LED 17-21/GHC-YR1S2/3T 數據手冊 - 1.6x0.8x0.6mm - 3.5V - 25mA - 亮綠色 - 英文技術文件

1. 產品概覽

17-21/GHC-YR1S2/3T 是一款表面貼裝器件（SMD）LED，專為現代緊湊型電子應用而設計。此元件相比傳統引線框架LED有顯著改進，在電路板空間利用和組裝效率方面帶來重大優勢。

1.1 產品定位與核心優勢

此LED為單色類型，能發出鮮明綠光。其主要優勢在於其微型封裝尺寸。與有引腳元件相比，其尺寸顯著縮小，使設計師能在印刷電路板（PCBs）上實現更高的元件裝載密度。這直接帶來電路板尺寸縮小、元件儲存需求降低，最終促成更小巧輕便的終端用戶設備。其封裝的輕量化特性，進一步使其成為重量為關鍵考量因素的應用之理想選擇。

1.2 目標市場與應用領域

本裝置適用於廣泛嘅消費性同工業電子產品。其典型應用包括儀錶板、開關同符號嘅背光照明。亦適合用於通訊設備，作為狀態指示燈或電話、傳真機等裝置嘅背光。此外，佢仲可以作為各種電子產品嘅通用指示燈。

2. 技術參數深度剖析

本節根據數據手冊定義，對LED嘅關鍵技術參數提供詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅極限。呢啲並唔係工作條件。

• 反向電壓 (VR): 5V。必須注意，此額定值僅針對紅外線 (IR) 測試條件而指定。數據手冊明確指出，該器件並非為實際電路中的反向操作而設計。在反向偏壓下超過此電壓可能導致立即失效。
• 正向電流 (IF): 25 mA。此為可施加於LED嘅最大連續直流電流。
• 峰值正向電流 (IFP): 100 mA。此為最大脈衝電流，僅允許在1 kHz、佔空比1/10嘅條件下使用。此參數適用於多工或PWM調光應用，但必須謹慎使用以避免過熱。
• 功耗 (Pd): 95 mW。此為封裝可承受之最大功耗，根據正向電壓及電流限制計算得出，對熱管理至關重要。
• Operating & Storage Temperature: 該裝置可在-40°C至+85°C嘅環境下運作，並可喺-40°C至+90°C嘅溫度範圍內儲存。呢個寬廣嘅溫度範圍令佢適合用於惡劣環境。
• 焊接溫度： 對於回流焊接，規定最高溫度為260°C，最多持續10秒。至於手動焊接，烙鐵頭溫度唔可以超過350°C，每個端子嘅接觸時間應限制喺3秒以內。

2.2 電光特性

這些參數是在標準測試條件下量度，即正向電流 (IF) 為 20 mA，環境溫度 (Ta) 為 25°C。

• 發光強度 (Iv): 範圍由最低112.0 mcd至最高285.0 mcd。典型值並未指定，表示其性能是通過分檔系統（詳情稍後說明）進行管理。容差為±11%。
• 視角 (2θ1/2): 典型值為140度。此寬廣視角令LED適合需要寬闊照明或多角度可見度的應用。
• 峰值波長 (λp): 通常為518 nm，位於可見光譜中亮綠色區域。
• 主波長 (λd): 範圍由520.0 nm至535.0 nm，公差嚴格控制在±1 nm。此參數與光線的感知顏色更為密切相關。
• 光譜帶寬 (Δλ): 通常為35 nm，描述發射光波長圍繞峰值嘅分佈。
• 正向電壓 (VF): 通常為3.5V，在20 mA電流下最高可達4.0V。此為電路設計之關鍵參數，因其決定了LED兩端的電壓降及所需限流電阻值。
• 反向電流 (IR): 在5V反向電壓下最大為50 μA（測試條件）。

3. Binning System 說明

為確保性能一致，LED會根據關鍵光學參數進行分檔。這讓設計師能夠選擇符合特定亮度和顏色要求的元件。

3.1 光強度分級

LED根據其在20 mA電流下測量嘅發光強度，分為四個等級（R1、R2、S1、S2）。

• 等級 R1： 112.0 – 140.0 mcd
• Bin R2: 140.0 – 180.0 mcd
• Bin S1: 180.0 – 225.0 mcd
• Bin S2: 225.0 – 285.0 mcd

選用更高級別嘅Bin（例如S2）可以保證更高嘅最低亮度，對於要求高可見度或者需要匹配多個LED以達致外觀均勻嘅應用嚟講，呢一點至關重要。

3.2 主波長分級

LED亦會按其主波長分為三組（X、Y、Z），以控制顏色一致性。

• Bin X: 520.0 – 525.0 nm
• Bin Y: 525.0 – 530.0 nm
• Bin Z: 530.0 – 535.0 nm

喺需要多個LED之間顏色匹配嘅應用中（例如狀態欄、背光陣列），為咗避免可見嘅色差，必須指定單一、窄範圍嘅Bin。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

17-21 SMD LED 採用緊湊矩形封裝。關鍵尺寸包括長度1.6毫米、寬度0.8毫米及高度0.6毫米（除非另有註明，公差為±0.1毫米）。Datasheet提供詳細尺寸圖，包含焊盤佈局，對製作PCB footprint至關重要。正確的焊盤設計可確保焊接、對位及散熱性能良好。

4.2 極性識別

陰極通常可透過封裝上的標記或特定焊盤形狀（例如切角）識別。裝貼時正確的極性方向對電路運作至關重要。

5. 焊接與組裝指南

正確的處理與焊接對SMD LED的可靠性和性能至關重要。

5.1 回流焊接溫度曲線

數據手冊指定了無鉛回流焊接溫度曲線。關鍵階段包括：

• 預熱： 在60-120秒內從環境溫度升至150-200°C。
• 均熱/回流： 液相線（217°C）以上時間應為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： 最大冷卻速率不應超過每秒6°C。

關鍵注意事項： 為避免對封裝同晶片造成熱損傷，同一LED組件不應進行超過兩次回流焊接。

5.2 儲存與濕度敏感度

此元件對濕度敏感。注意事項包括：

• 喺準備使用組件之前，請勿打開防潮屏障袋。
• 開封後，未使用嘅LED必須儲存喺≤30°C同埋≤60%相對濕度嘅環境中。
• 開袋後嘅「floor life」為168小時（7日）。如果喺呢段時間內未使用，LED必須喺使用前以60 ±5°C重新烘烤24小時。
• 若防潮劑指示劑已變色，無論時間長短均需進行烘烤。

5.3 手工焊接及返修

若無法避免手動焊接，必須極度小心：

• 烙鐵頭溫度必須 ≤350°C。
• 每個端子的接觸時間必須 ≤3 秒，且每個端子焊接後需間隔至少 2 秒以冷卻。
• 強烈不建議焊接後進行修復。如絕對必要，應使用雙頭焊鐵同時加熱兩個端子，以減少熱應力。必須事先驗證對LED特性嘅影響。

6. 封裝及訂購資料

6.1 標準包裝

LED 以防潮包裝供應，其中包括：

• 元件置於 8mm 寬的載帶中。
• 載帶捲繞喺直徑7吋嘅捲盤上。
• 標準捲盤裝有3000件。
• 卷盤被放入一個鋁製防潮袋內，袋中附有乾燥劑包及濕度指示卡。

6.2 標籤說明

卷盤標籤上的代碼指明了該卷盤上LED的具體特性：

• P/N： Product Number（例如：17-21/GHC-YR1S2/3T）。
• CAT： 發光強度等級 (對應分檔代碼：R1, R2, S1, S2)。
• HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (corresponds to the bin code: X, Y, Z).
• 參考文獻： 正向電壓等級。
• 批號： 可追溯生產批次編號。

7. 應用建議與設計考量

7.1 電流限制是強制性要求

必須使用外部限流電阻。LED係電流驅動器件。順向電壓嘅輕微上升會導致順向電流大幅增加，可能造成損壞。電阻值（R）可根據歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED順向電壓) / 目標電流。設計時應以*典型*順向電壓為基準，以確保當實際順向電壓處於規格書標示嘅最小值時，電流仍能維持在安全範圍內。

7.2 熱能管理

LED雖然細小，但仍會產生熱量。必須遵守95 mW嘅功耗限制。請確保PCB焊盤設計提供足夠嘅散熱能力，尤其係當LED喺或接近最大連續電流（25 mA）下工作時。避免將LED放置喺其他發熱元件附近。

7.3 靜電防護注意事項

本器件嘅ESD等級為1000V（人體模型）。喺組裝同處理過程中應遵循標準ESD處理程序，以防止潛在損壞。呢類損壞可能唔會導致即時故障，但會降低長期可靠性。

8. 技術比較與差異分析

17-21 LED 的主要差異在於其外形尺寸與性能平衡。

• vs. 較大SMD LED（例如：3528、5050）： 佢佔用嘅空間明顯更細，可以實現更高密度嘅設計，但通常每粒器件嘅總光輸出會較低。
• 對比晶片級封裝（CSP）： 佢比最先進嘅CSP LED體積更大，但用標準SMT設備處理會更輕鬆，而且為好多應用提供更穩固嘅封裝。
• 對比有引腳LED： 它無需通孔設計，支援自動化取放組裝，降低寄生電感，並能實現更輕巧的最終產品。

9. 常見問題（基於技術參數）

9.1 我是否可以唔用限流電阻嚟驅動呢粒LED？

唔可以。 呢一點喺「使用注意事項」部分有明確警告。正向電壓有一個範圍（典型值3.5V，最大值4.0V）。即使將佢直接連接到僅略高於其VF嘅電壓源，都會導致電流過大，造成迅速過熱同損壞。為確保安全操作，必須串聯一個電阻。

9.2 點解反向電壓額定值只有5V，備註係咩意思？

5V額定值僅用於測試目的，以量度反向漏電流（IR）。數據表清楚列明「本器件並非為反向操作而設計。」在電路中，你必須確保LED絕不會承受反向偏壓，因為佢唔係齊納二極管，如果受到反向偏壓，好可能喺遠低於5V嘅電壓下就會損壞。在可能出現反向電壓嘅電路中（例如交流耦合、感性負載），應使用保護二極管。

9.3 點樣揀啱個bin code？

根據你嘅應用需求選擇Bin：

10. 設計與應用案例分析

10.1 設計一個緊湊狀態指示器面板

場景： 為網絡設備設計一個包含20個狀態指示燈的密集面板。均勻的亮度和顏色對用戶體驗至關重要。 設計步驟： 1. 當前設定： 選擇15 mA驅動電流（低於25 mA最大值）以獲得良好亮度及使用壽命。計算5V電源所需電阻值：R = (5V - 3.5V) / 0.015A = 100 Ohms。請使用容差為1%的電阻。 分檔選擇： 為確保一致性，請指定所有LED均來自相同發光強度檔（例如S1）及相同主波長檔（例如Y）。訂購時必須提供此資訊。 PCB佈局： 使用數據手冊中確切的焊盤尺寸。為每個焊盤提供一個小的散熱連接，以協助焊接並防止墓碑效應，但要確保銅箔面積足以散熱。 組裝： 遵循指定的回流焊溫度曲線。在將面板裝入貼片機之前，請將其保持在密封袋中，以遵守7天的車間壽命規定。

11. 運作原理簡介

如器件選擇指南所示，17-21/GHC-YR1S2/3T LED 基於氮化銦鎵 (InGaN) 製成的半導體芯片。當施加超過二極管內建電位的正向電壓時，電子和電洞會被注入半導體的有源區。它們的複合會以光子（光）的形式釋放能量。InGaN 材料的具體成分決定了帶隙能量，這直接關聯到發射光的波長（顏色）——在本例中為亮綠色（峰值約518 nm）。透明樹脂封裝體保護芯片並充當透鏡，塑造出140度的發光視角。

12. 技術趨勢與背景

17-21封裝代表SMD LED市場中一種成熟且廣泛採用的外形規格。LED技術的總體趨勢持續朝向與此類元件相關的幾個關鍵領域發展：

• 效率提升： 材料科學嘅持續改進，旨在提升每瓦流明輸出（更高光效），意味住喺相同封裝尺寸下，可以實現更光嘅亮度或更低嘅功耗。
• 微型化： 雖然17-21（1.6x0.8mm）尺寸已經好細，但業界正推動更細小嘅晶片級封裝（CSP），尺寸近乎裸晶片，從而實現超高密度嘅照明陣列。
• 更佳嘅色彩一致性： 外延生長與分選製程嘅進步，令到對主波長同發光強度嘅控制更加精準，喺某啲應用中可以減少嚴格分選嘅需要。
• 可靠性增強： 封裝材料嘅改進，例如更耐用嘅矽膠同螢光粉（適用於白光LED），以及更好嘅散熱管理設計，延長咗使用壽命，並令到LED可以喺更高溫嘅環境中使用。

本資料表展示一款可靠且特性明確的元件，能在廣泛的主流電子應用中平衡性能、尺寸與可製造性。