SMD LED 17-21 深紅光規格書 - 尺寸1.6x0.8x0.6mm - 電壓1.75-2.35V - 功率60mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款採用緊湊17-21封裝嘅表面貼裝深紅光LED規格。呢個元件專為現代電子組裝而設計，同傳統引線框架LED相比，體積同重量都大幅減少。佢嘅主要優點包括可以實現更細嘅印刷電路板設計、更高嘅元件密度，最終有助於製造更輕薄嘅終端設備。

1.1 核心功能與合規性

LED以8mm膠帶包裝，捲喺7吋直徑嘅捲盤上，完全兼容自動貼片組裝設備。佢適用於紅外線同氣相回流焊接製程。呢款係單色器件，發出深紅光。採用無鉛材料製造，並符合主要環境同安全法規，包括歐盟RoHS指令、歐盟REACH法規以及無鹵素要求（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。

1.2 目標應用

呢款LED適用於多種指示燈同背光應用。常見用途包括儀錶板同開關背光、電話同傳真機等通訊設備嘅狀態指示燈同鍵盤背光、LCD平面背光，以及任何需要細小可靠紅光光源嘅通用指示燈應用。

2. 技術參數：深入客觀解讀

以下部分根據數據表參數，對LED嘅電氣、光學同熱特性進行詳細客觀分析。除非另有說明，所有額定值均喺環境溫度為25°C時指定。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下或超出呢啲條件操作並唔保證，電路設計中應避免。

• 反向電壓（VR）：5V。反向電壓超過此值可能導致結擊穿。
• 連續正向電流（IF）：25 mA。呢個係建議用於可靠長期運行嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（IFP）：60 mA。呢個只允許喺脈衝條件下使用，佔空比為1/10，頻率1 kHz。唔可以用於連續操作。
• 功耗（Pd）：60 mW。呢個係封裝喺唔超過其熱極限情況下可以散發嘅最大功率。
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：2000V。呢個表示器件對靜電嘅敏感度；必須遵循正確嘅ESD處理程序。
• 工作溫度（Topr）：-40°C 至 +85°C。器件指定可以操作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度（Tstg）：-40°C 至 +90°C。器件未通電時嘅儲存溫度範圍。
• 焊接溫度（Tsol）：對於回流焊接，指定峰值溫度為260°C，最長10秒。對於手動焊接，烙鐵頭溫度唔應超過350°C，每個端子最長3秒。

2.2 電光特性

呢啲參數定義咗LED喺正常工作條件下（IF=20mA，Ta=25°C）嘅光輸出同電氣行為。

• 發光強度（Iv）：範圍從最小36.00 mcd到最大90.00 mcd。無指定典型值，表示性能通過分級系統管理（見第3節）。
• 視角（2θ1/2）：半強度處嘅典型全視角為140度，提供寬廣嘅發射模式。
• 峰值波長（λp）：光功率輸出最大時嘅典型波長為639納米（nm），屬於光譜中嘅深紅光區域。
• 主波長（λd）：感知顏色波長範圍為625.5 nm至637.5 nm。呢個同樣通過分級管理。
• 頻譜帶寬（Δλ）：發射頻譜嘅典型半高全寬為20 nm。
• 正向電壓（VF）：喺20mA時範圍為1.75V至2.35V。呢個參數係分級嘅。
• 反向電流（IR）：施加5V反向電壓時，最大為10 μA。數據表明確指出器件唔係為反向操作而設計；呢個測試參數僅用於質量保證。

重要注意事項：數據表指定咗製造公差：發光強度（±11%）、主波長（±1nm）同正向電壓（±0.1V）。呢啲適用於分級後嘅值。

3. 分級系統說明

為確保批量生產嘅一致性，LED會根據關鍵性能參數進行分類（分級）。咁樣設計師就可以為其應用選擇符合特定亮度同顏色要求嘅部件。

3.1 發光強度分級

根據喺IF=20mA時測量到嘅發光強度，LED分為四個等級（N2、P1、P2、Q1）。例如，Q1級LED嘅強度會喺72.00至90.00 mcd之間。

3.2 主波長分級

感知顏色（色調）通過三個波長等級（E6、E7、E8）控制。E6級LED嘅主波長喺625.50 nm至629.50 nm之間，同E8級（633.50 nm至637.50 nm）相比，紅色色調略有不同。

3.3 正向電壓分級

正向電壓分為三組（0、1、2）。呢個對於設計限流電路至關重要，特別係當驅動多個串聯LED時，以確保電流均勻分佈。0級LED嘅VF喺1.75V至1.95V之間，而2級LED則喺2.15V至2.35V之間。

4. 性能曲線分析

雖然提供嘅PDF摘錄顯示有"典型電光特性曲線"部分，但具體圖表（例如IV曲線、相對強度與電流關係、相對強度與溫度關係、頻譜分佈）並未包含喺文本內容中。喺完整嘅數據表中，呢啲曲線對於設計至關重要。佢哋通常顯示：

• 正向電流與正向電壓關係（IV曲線）：顯示非線性關係，有助於確定動態電阻同特定電流所需嘅驅動電壓。
• 相對發光強度與正向電流關係：展示光輸出如何隨電流增加，通常喺較高電流時顯示飽和效應。
• 相對發光強度與環境溫度關係：顯示光輸出隨結溫升高而下降，呢個對於熱管理至關重要。
• 歸一化頻譜分佈：繪製相對強度與波長關係嘅圖表，直觀確認峰值波長（639nm）同頻譜帶寬（20nm）。

設計師應查閱帶有圖表嘅完整數據表，以準確模擬LED喺非標準條件下（不同電流或溫度）嘅行為。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸與極性

LED採用標準17-21 SMD封裝尺寸。關鍵尺寸（以毫米為單位）對於PCB焊盤圖案設計至關重要。封裝上有標記嘅陰極用於極性識別。典型嘅焊盤圖案會有兩個對應陽極同陰極端子嘅焊盤，並有推薦嘅焊盤尺寸同間距，以確保正確焊接同機械穩定性。確切尺寸應從數據表中嘅"封裝尺寸"圖中獲取。

5.2 濕度敏感度與包裝

器件包裝喺防潮屏障袋中，內含乾燥劑，以防止吸收大氣中嘅水分，呢啲水分喺高溫回流焊接過程中可能導致"爆米花"現象（封裝開裂）。袋上嘅標籤包含追溯同應用嘅關鍵信息：客戶產品編號、產品編號、包裝數量，以及發光強度、主波長同正向電壓嘅特定分級代碼。

5.3 捲帶與膠帶規格

元件以凸輪式載帶包裝，捲喺7吋捲盤上。膠帶尺寸（口袋尺寸、間距）同捲盤尺寸（軸心直徑、法蘭直徑）均已標準化，以兼容自動組裝設備。每捲數量指定為3000件。

6. 焊接與組裝指引

遵守呢啲指引對於組裝良率同長期可靠性至關重要。

6.1 儲存與處理

• 喺準備使用之前，唔好打開防潮袋。
• 打開後，未使用嘅LED應儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度嘅環境中。
• 開袋後嘅"車間壽命"為168小時（7日）。超過此期限嘅未使用部件必須重新烘烤（60±5°C，24小時）並用新乾燥劑重新包裝後先可以使用。
• 必須遵循ESD安全處理程序。

6.2 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：

• 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。
• 峰值溫度±5°C內時間：最長10秒。
• 最大升溫速率：6°C/秒。
• 255°C以上時間：最長30秒。
• 最大冷卻速率：3°C/秒。

關鍵規則：同一粒LED上唔應該進行超過兩次回流焊接。

6.3 手動焊接與返工

如果必須手動焊接，請使用烙鐵頭溫度≤350°C嘅烙鐵，並對每個端子加熱≤3秒。使用低功率烙鐵（≤25W），並喺端子之間留出≥2秒嘅冷卻間隔。數據表強烈不建議喺LED焊接後進行返工。如果絕對必要，必須使用專用雙頭烙鐵喺移除時同時加熱兩個端子，以避免機械應力，並且必須驗證對LED特性嘅影響。

7. 應用建議與設計考量

7.1 必須使用限流電阻

LED係電流驅動器件。數據表明確警告，必須使用串聯限流電阻。正向電壓具有負溫度係數，由於二極管嘅指數IV特性，微小變化可能導致電流大幅變化，可能引發熱失控同故障。必須使用。

7.2 熱管理

雖然封裝細小，但必須遵守60mW嘅功耗限制。喺高環境溫度或高電流下操作會降低光輸出同使用壽命。如果喺接近最大額定值下操作，請確保使用足夠嘅PCB銅面積或散熱過孔。

7.3 光學設計

140°視角提供寬廣、漫射嘅光型，適合區域照明或需要從多個角度可見嘅指示燈。如需更聚焦嘅光線，則需要外部透鏡或反射器。

8. 技術比較與區分

呢款17-21深紅光LED嘅主要區別在於其特定半導體材料同非常緊湊嘅表面貼裝封裝嘅結合。

• 對比舊式通孔LED：提供巨大嘅空間節省、重量減輕，並兼容高速自動組裝，從而降低整體製造成本。
• 對比其他SMD紅光LED：與其他用於紅光發射嘅材料系統相比，使用AIGaInP技術通常提供更高效率同更好嘅溫度穩定性。特定嘅639nm峰值/深紅光顏色可能因其視覺獨特性或喺某些傳感器應用中嘅有效性而被選用。
• 對比更大SMD封裝：17-21封裝明顯更細小，能夠實現超小型化設計，但由於其晶粒尺寸同熱限制較小，總光輸出通常較低。

8.1 工作原理

光係通過AIGaInP半導體晶片內稱為電致發光嘅過程產生。當施加正向電壓時，電子同電洞被注入半導體結嘅有源區。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋會以光子形式釋放能量。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——喺呢個情況下，係大約639 nm嘅深紅光。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可以直接用3.3V或5V邏輯電源驅動呢款LED嗎？

答：唔可以。你必須始終使用串聯限流電阻。所需電阻值使用歐姆定律計算：R = (電源電壓 - LED正向電壓) / 目標電流。為保守設計，使用最大VF（2.35V）、3.3V電源同20mA目標電流：R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω。標準47Ω或51Ω電阻係合適嘅。

問：點解發光強度以範圍同分級形式給出？

答：由於半導體製造過程固有嘅差異，每粒LED嘅性能略有不同。分級將佢哋分入保證最小同最大值嘅組別，讓設計師可以根據成本同性能需求選擇合適嘅亮度等級。

問：如果開袋後超過7日車間壽命會點？

答：吸收嘅水分喺回流過程中可能變成蒸汽，導致內部分層或開裂。部件必須喺使用前通過60°C烘烤24小時進行重新處理。

問：呢款LED適合用於汽車儀錶板照明嗎？

答：雖然"儀錶板背光"被列為應用之一，但數據表包含"應用限制"部分。佢提醒，像汽車安全系統呢類高可靠性應用可能需要唔同、經過更嚴格認證嘅產品。對於非關鍵嘅儀錶板照明，佢可能適合，但對於安全關鍵指示燈，應採購專門符合汽車標準嘅產品。

10. 實際設計與使用案例

場景：設計一個緊湊狀態指示燈面板。設計師需要喺一個高密度控制板上安裝多個深紅光狀態LED。佢哋選擇呢款17-21 LED，因為佢體積細小。佢哋指定Q1亮度等級同E7波長等級，以確保所有指示燈亮度一致、顏色均勻。喺PCB佈局上，佢哋使用數據表中推薦嘅焊盤圖案。佢哋使用3.3V穩壓器、每個LED一個51Ω限流電阻（產生約18-20mA電流）設計驅動電路，並放置小型散熱焊盤。喺組裝過程中，佢哋確保喺車間壽命內使用工廠密封嘅捲盤，並遵循指定嘅回流溫度曲線。咁樣就得到一個可靠、緊湊嘅指示燈系統。

11. 技術趨勢

LED技術嘅總體趨勢，包括指示燈，正朝向幾個關鍵領域發展：

• 效率提升：持續嘅材料科學改進旨在每單位電輸入功率產生更多光，從而降低能耗同熱負荷。
• 小型化：封裝持續縮小，以實現更細小嘅電子設備。
• 更高可靠性同穩健性：封裝材料同晶粒貼裝技術嘅改進增強咗使用壽命同對熱循環同濕度嘅抵抗力。
• 集成化：有趨勢將多個LED、控制IC甚至被動元件集成到單個更智能嘅模塊封裝中。
• 標準化與合規性：更嚴格、更廣泛嘅環境法規持續推動整個行業嘅材料變更。