SMD LED 19-217/GHC-YR1S2/3T 規格書 - 鮮綠色 - 120° 視角 - 典型3.3V - 20mA - 粵語技術文件

1. 產品概覽

19-217/GHC-YR1S2/3T 係一款表面貼裝器件（SMD）LED，專為需要細小尺寸、高可靠性同高效組裝嘅現代電子應用而設計。呢款元件相比傳統引線框架LED有顯著進步，能夠大幅減少電路板空間、提高元件密度，最終有助於終端設備嘅微型化。其輕巧結構令佢特別適合空間同重量係關鍵限制因素嘅應用。

呢款LED發出鮮綠色光，係透過封裝喺水清樹脂中嘅InGaN（氮化銦鎵）半導體晶片實現。呢種組合提供高發光強度同出色嘅色彩純度。器件以業界標準嘅8mm寬度捲帶供應，捲盤直徑為7吋，確保完全兼容現代電子製造中使用嘅高速自動貼片設備。

1.1 核心優勢與合規性

呢款產品提供多項符合當代製造同環保標準嘅關鍵優勢：

• 微型化：SMD封裝比有引腳嘅替代品細得多，直接實現更細嘅PCB設計同更高嘅元件密度。
• 自動化友好：以捲帶包裝，完全兼容自動化組裝流程，降低勞動成本並提高貼裝精度。
• 環保合規：器件製造為無鉛元件。其設計保持符合歐盟《有害物質限制指令》（RoHS）。
• REACH 與無鹵：產品符合歐盟關於化學品嘅REACH法規。佢亦被歸類為無鹵素，溴（Br）同氯（Cl）含量各自低於900 ppm，且總和低於1500 ppm。
• 焊接工藝兼容性：適用於紅外線同氣相回流焊接工藝，為生產線設置提供靈活性。

2. 技術參數深入分析

本節根據絕對最大額定值同電光特性表，對LED嘅電氣、光學同熱規格進行詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。唔建議喺呢啲極限或超出極限嘅情況下操作。

• 連續正向電流（I_F）：25 mA。呢個係可以連續施加到LED陽極嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（I_FP）：50 mA。呢個較高電流僅允許喺脈衝條件下，具體係佔空比為1/10、頻率為1 kHz。即使喺直流操作中短暫超過連續額定值，亦會導致災難性故障嘅風險。
• 功耗（P_d）：95 mW。呢個係封裝可以作為熱量散發嘅最大功率，計算方式為正向電壓（V_F）乘以正向電流（I_F）。設計師必須確保操作條件喺考慮環境溫度下保持喺呢個極限內。
• 靜電放電（ESD）：人體模型（HBM）150V。呢個係相對較低嘅ESD耐受度。嚴格嘅ESD處理程序（使用接地工作站、腕帶等）喺組裝同處理過程中係必不可少嘅，以防止潛在或即時損壞。
• 溫度範圍：
  • 操作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C。保證器件喺呢個環境溫度範圍內正常運作。
  • 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度（T_sol）：
  • 回流焊接：峰值溫度260°C，最長10秒。
  • 手動焊接：烙鐵頭溫度唔超過350°C，每個端子最長3秒。

2.2 電光特性

呢啲參數喺標準測試條件（環境溫度25°C，正向電流20mA）下測量，定義咗器件嘅性能。

• 發光強度（I_v）：範圍從最小112 mcd到最大285 mcd。具體數值由產品嘅分級代碼決定（見第3節）。無標明典型值，意味住生產批次中存在顯著差異。
• 視角（2θ_1/2）：120度（典型值）。呢個係發光強度下降到其峰值一半時嘅全角。120°角表示非常寬嘅視角模式，適合需要廣闊照明或從寬角度可見嘅應用。
• 峰值波長（λ_p）：518 nm（典型值）。呢個係光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
• 主波長（λ_d）：範圍從520 nm到535 nm。呢個係人眼感知為光顏色嘅單一波長。佢與色度坐標密切相關，亦受分級影響。
• 光譜帶寬（Δλ）：35 nm（典型值）。呢個係發射光譜喺最大強度一半處嘅寬度（半高全寬 - FWHM）。35nm嘅數值係InGaN晶片產生相對純淨綠色光嘅特徵。
• 正向電壓（V_F）：範圍從2.7V（最小）到3.7V（最大），喺I_F=20mA時典型值為3.3V。呢個參數對電路設計至關重要，特別係用於計算限流電阻值：R = (V_supply- V_F) / I_F.
• 反向電流（I_R）：當施加5V反向電壓（V_R）時，最大為50 μA。LED並非設計用於反向偏壓，呢個參數表示喺此情況下嘅漏電水平。

關於公差嘅關鍵備註：規格書規定發光強度公差為±11%，主波長公差為±1nm。呢啲係固有嘅製造差異，通過下文描述嘅分級系統進行管理。

3. 分級系統說明

為咗管理半導體製造中嘅自然差異，LED根據關鍵性能參數進行分類（分級）。咁樣可以讓設計師選擇滿足特定應用對亮度同顏色要求嘅部件。

3.1 發光強度分級

根據喺20mA下測量嘅發光強度，LED被分為四個唔同嘅等級。分級代碼係產品訂購代碼嘅一部分（例如，GHC-YR1S2/3T中嘅S2）。

• 等級 R1：112 mcd（最小）至 140 mcd（最大）
• 等級 R2：140 mcd 至 180 mcd
• 等級 S1：180 mcd 至 225 mcd
• 等級 S2：225 mcd 至 285 mcd

選擇更高嘅等級代碼（例如S2）可以確保更光嘅LED，呢點對於高環境光條件下或最大可見度至關重要嘅應用可能係必要嘅。

3.2 主波長分級

綠光嘅顏色（色調）通過對主波長進行分級來控制。咁樣確保咗一批LED內嘅顏色一致性。

• 等級 X：520 nm（最小）至 525 nm（最大）——更綠、波長稍短。
• 等級 Y：525 nm 至 530 nm
• 等級 Z：530 nm 至 535 nm——稍偏黃綠色、波長較長。

當應用嘅美觀或功能要求需要多個LED之間嘅顏色匹配時，應指定特定等級（例如，GHC-YR1S2/3T中嘅Y）。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條典型特性曲線，說明LED性能如何隨操作條件變化。理解呢啲曲線係穩健設計嘅關鍵。

• 相對發光強度 vs. 正向電流：呢條曲線顯示，喺典型操作範圍內，光輸出大致與正向電流成正比。然而，以高於其額定電流驅動LED會導致超線性熱量產生同效率下降，縮短使用壽命。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：LED嘅光輸出會隨著結溫升高而降低。呢條曲線量化咗呢種降額。對於高可靠性應用或喺高溫環境中運作嘅應用，需要進行熱管理（足夠嘅PCB銅面積、可能嘅散熱）以保持亮度。
• 正向電壓 vs. 正向電流：呢個係二極管嘅IV曲線。佢係非線性嘅，顯示典型嘅指數關係。一旦超過開啟閾值，電壓就會急劇上升。規定嘅20mA下嘅V_F就係呢條曲線上嘅操作點。
• 光譜分佈：雖然唔係詳細圖表，但峰值波長（518nm）同帶寬（35nm）定義咗一個大致以綠光為中心嘅高斯形曲線。
• 輻射模式：極坐標圖確認咗120°視角，顯示出類似朗伯分佈，強度喺0°（垂直於LED表面）最高，並對稱地向兩側下降。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

LED採用標準SMD封裝。尺寸圖提供咗PCB焊盤圖形（佔位面積）設計嘅關鍵尺寸，包括本體長度、寬度、高度以及焊盤嘅位置同尺寸。遵守呢啲尺寸對於可靠焊接同自動組裝過程中嘅正確對齊係必要嘅。所有未指定嘅公差為±0.1mm。

5.2 極性識別

陰極通常喺器件上標記，通常係一個綠點、封裝上嘅凹口或形狀唔同嘅焊盤。PCB佔位面積應包括相應嘅極性標記（例如絲印輪廓或點），以防止錯誤放置。雖然根據I_R規格，反向偏壓連接限制喺5V，但喺電路設計中應避免。

6. 焊接與組裝指南

正確嘅處理同焊接對於實現元件規格所承諾嘅可靠性至關重要。

6.1 儲存與濕度敏感性

LED包裝喺防潮袋中，並附有乾燥劑，以防止吸收大氣中嘅水分。

• 唔好打開防潮袋，直到準備喺生產線上使用元件為止。
• 打開後，未使用嘅LED應儲存喺30°C或以下、相對濕度60%或以下嘅環境中。
• 打開袋子後嘅"車間壽命"為168小時（7日）。如果喺呢段時間內未使用，必須根據指定嘅條件（通常係125°C，24小時）重新烘烤，並用新嘅乾燥劑重新包裝。
• 如果乾燥劑指示劑變色（例如，從藍色變為粉紅色），使用前需要烘烤。

6.2 回流焊接溫度曲線

推薦嘅無鉛回流溫度曲線對於形成可靠嘅焊點而唔損壞LED至關重要。

• 預熱：喺60-120秒內從環境溫度升至150-200°C。呢種漸進式加熱可最大限度地減少熱衝擊。
• 保溫/預流：保持喺150-200°C之間。呢個階段讓PCB同元件達到熱平衡並激活助焊劑。
• 回流：快速升溫（最大6°C/秒）進入回流區。峰值溫度必須達到217°C以上（典型無鉛焊料嘅熔點）並保持60-150秒。絕對最大峰值為260°C，高於255°C嘅時間不得超過30秒。實際峰值（例如260°C）嘅時間不得超過10秒。
• 冷卻：以最大3°C/秒嘅速率進行受控冷卻，以最大限度地減少焊點上嘅應力。

關鍵限制：

1. 回流焊接唔應進行超過兩次。第三次回流循環有損壞LED內部引線鍵合或環氧樹脂封裝嘅風險。
2. 喺焊接嘅加熱同冷卻階段，避免對LED施加機械應力。
3. 焊接後唔好扭曲或彎曲PCB，因為咁樣會導致焊點或LED本身開裂。

6.3 手動焊接與返工

允許手動焊接，但風險較高。

• 使用溫度控制嘅烙鐵，設定最高350°C。
• 對每個端子加熱最長3秒。
• 使用額定功率為25W或更低嘅烙鐵，以避免過度熱傳遞。
• 喺焊接每個端子之間，至少留出2秒嘅冷卻間隔。
• 強烈不建議進行維修/返工。如果絕對無法避免，請使用專為SMD元件設計嘅雙頭烙鐵，同時加熱兩個端子並提起部件，唔好扭動。返工後，務必驗證LED特性係咪冇退化。

7. 包裝與訂購資料

7.1 捲帶規格

產品供應用於自動化組裝：

• 載帶：8mm寬度載帶。
• 捲盤：7吋（178mm）直徑捲盤。
• 每捲數量：3000件。

提供載帶凹槽同捲盤嘅詳細尺寸圖，以確保與貼片機嘅送料器機構兼容。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含幾個關鍵識別符：

• P/N：製造商產品編號（例如，19-217/GHC-YR1S2/3T）。
• CAT：發光強度等級（分級代碼，例如S2）。
• HUE：色度坐標與主波長等級（顏色分級，例如Y）。
• REF：正向電壓等級。
• LOT No：可追溯批次號。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

基於其寬視角、綠色同SMD格式，呢款LED非常適合用於：

• 背光照明：儀表板、控制面板、開關同鍵盤上符號、圖標或面板嘅照明。
• 狀態指示燈：電信設備（電話、傳真機）、消費電子產品同電腦外設中嘅電源、活動或模式指示燈。
• LCD背光：作為採用側光式嘅小型平板LCD嘅離散光源。
• 通用指示：任何需要細小、可靠、光亮嘅綠色指示燈嘅應用。

8.2 關鍵設計考量

1. 必須限流：LED係電流驅動器件。你必須使用串聯限流電阻。正向電壓有一個範圍（2.7V-3.7V）。如果冇電阻限制，供電電壓略高於V_F會導致電流大幅、可能係破壞性嘅增加。使用規格書中嘅最大V_F計算電阻值，以確保喺所有條件下安全操作：R_min= (V_supply- V_{F_max}) / I_{F_desired}.
2. 熱管理：雖然功耗較低（最大95mW），但喺高環境溫度或高電流下操作會降低光輸出同使用壽命。喺PCB上提供足夠嘅銅面積，連接到LED嘅散熱焊盤（如果有）或陰極/陽極走線，以充當散熱器。
3. ESD保護：如果LED連接到用戶可接觸嘅端口（如按鈕或連接器），請喺輸入線上實施ESD保護。組裝期間始終遵循ESD安全處理程序。

9. 應用限制與可靠性備註

規格書包含關於高可靠性應用嘅關鍵免責聲明。呢款LED係為一般商業同工業用途而設計同規定嘅。未經額外認證同可能使用為此類環境設計嘅唔同產品型號，佢可能唔適合用於故障可能導致嚴重傷害、生命損失或重大財產損失嘅應用。

呢類受限制應用嘅例子包括：

• 軍事同航空航天系統（尤其係飛行關鍵系統）。
• 汽車安全同保安系統（例如，安全氣囊指示燈、剎車燈）。
• 醫療生命支持或關鍵診斷設備。

對於呢啲應用，必須諮詢元件製造商，討論特定要求、潛在降額以及符合更高可靠性標準（例如汽車用AEC-Q100）嘅產品可用性。呢份規格書僅保證喺規定規格內嘅性能，唔適用於超出規格或喺未指定條件下使用。

10. 基於技術參數嘅常見問題

問：使用5V電源時，我應該用幾大嘅電阻值？

答：使用最壞情況下嘅最大V_F3.7V同所需I_F20mA：R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65歐姆。最接近嘅標準值係68歐姆。電阻嘅額定功率為(5V-3.3V)^2 / 68Ω ≈ 0.042W，所以標準1/8W（0.125W）電阻就足夠。

問：我可以喺30mA下驅動呢款LED以獲得更高亮度嗎？

答：唔可以。連續正向電流嘅絕對最大額定值係25mA。喺30mA下操作超出呢個額定值，會顯著縮短LED嘅使用壽命，並可能因過熱而導致立即故障。請始終喺規定嘅限制內操作。

問：我嘅最終產品中嘅LED比樣品暗。點解？

答> 常見原因有：1) 操作環境溫度高於25°C，導致強度下降。2) 使用嘅電阻值導致實際正向電流較低。3) 供電線路中嘅電壓降。4) 選擇咗發光強度等級較低嘅LED（例如，R1而非S2）。

問：點樣確保我產品中多個單元嘅綠色顏色一致？

答> 你必須指定並訂購來自同一主波長等級嘅LED（例如，全部來自等級Y）。混合唔同等級（X、Y、Z）會導致LED之間出現可見嘅顏色差異。

11. 設計案例研究

場景：為網絡路由器設計一個狀態指示燈面板。面板有10個相同嘅綠色"鏈路活動"指示燈。

設計選擇：

1. 亮度一致性：為確保所有10個指示燈看起來一樣光，設計師喺採購訂單中指定咗最高可用嘅發光強度等級（S2：225-285 mcd）。
2. 顏色一致性：為防止一個指示燈看起來比另一個稍偏黃或藍綠色，設計師亦指定咗單一主波長等級（例如，等級Y）。
3. 電路設計：路由器嘅內部邏輯電源為3.3V。使用典型V_F3.3V，限流電阻上嘅壓降幾乎為零。因此，選擇咗恆流LED驅動器IC，而非簡單電阻，以確保無論V_F如何變化都能保持穩定亮度，並提高效率。驅動器設定為提供20mA。
4. PCB佈局：PCB佔位面積根據封裝尺寸圖精確設計。由於路由器外殼可能會變熱，內層上連接LED焊盤嘅額外銅箔有助於散熱。
5. 組裝：LED以8mm捲帶訂購。製造團隊嚴格遵循指定嘅回流溫度曲線，確保峰值溫度唔超過260°C。由於PCB組裝過程涉及多次焊接，濕度敏感器件喺使用前經過烘烤。

呢種基於對規格書透徹理解嘅系統化方法，最終產生咗一個可靠、外觀專業且指示燈性能均勻嘅產品。