SMD LED 19-217 規格書 - 紅橙色 - 120° 視角 - 5mA 正向電流 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

19-217係一款專為現代緊湊型電子組件設計嘅表面貼裝器件 (SMD) LED。佢採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）晶片，發出紅橙色光。佢嘅主要優勢在於，相比傳統引線框架LED，佢嘅佔位面積大幅減少，令印刷電路板 (PCB) 上可以有更高嘅元件密度，減少儲存需求，最終有助於終端設備嘅微型化。呢個元件好輕，適合空間同重量係關鍵限制嘅應用。

1.1 核心優勢

• 微型化：SMD封裝容許更細嘅電路板設計。
• 自動化兼容性：以8mm載帶、7吋捲盤供應，完全兼容高速自動貼片機。
• 製程兼容性：適用於紅外線同氣相迴流焊接製程。
• 環保合規：產品無鉛，符合RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準 (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)。

1.2 目標應用

呢款LED用途廣泛，適用於各種照明同指示用途，包括：

• 儀錶板、開關同符號嘅背光。
• 電話、傳真機等通訊設備嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
• 通用指示燈。

2. 技術參數深入分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 反向電壓 (V_R)：5 V
• 連續正向電流 (I_F)：25 mA
• 峰值正向電流 (I_FP)：60 mA (佔空比1/10，1 kHz)
• 功耗 (P_d)：60 mW
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM)：2000 V
• 工作溫度 (T_opr)：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度 (T_stg)：-40°C 至 +90°C
• 焊接溫度 (T_sol)：迴流焊：最高260°C，最多10秒；手焊：最高350°C，最多3秒。

2.2 電光特性

喺環境溫度 (T_a) 25°C 同標準測試電流 (I_F) 5 mA 下量度，除非另有說明。

• 發光強度 (I_v)：14.5 mcd (最小)，36.0 mcd (最大)。公差為±11%。
• 視角 (2θ_1/2)：120度 (典型值)。呢個寬視角確保從唔同角度都有良好可見度。
• 峰值波長 (λ_p)：621 nm (典型值)。
• 主波長 (λ_d)：605.5 nm (最小)，625.5 nm (最大)。公差為±1 nm。呢個參數定義咗人眼感知嘅顏色。
• 光譜帶寬 (Δλ)：18 nm (典型值)。呢個表示發出光嘅光譜純度。
• 正向電壓 (V_F)：1.7 V (最小)，2.2 V (最大)，喺 I_F=5mA 時。公差為±0.05V。呢個對於計算限流電阻好重要。
• 反向電流 (I_R)：10 μA (最大)，喺 V_R=5V 時。器件唔係設計用於反向偏壓操作。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會根據關鍵參數分級。

3.1 發光強度分級

喺 I_F= 5 mA 下分級。

• L2：14.5 – 18.0 mcd
• M1：18.0 – 22.5 mcd
• M2：22.5 – 28.5 mcd
• N1：28.5 – 36.0 mcd

3.2 主波長分級

喺 I_F= 5 mA 下分級。呢個直接同紅橙色嘅深淺相關。

• E1：605.5 – 609.5 nm
• E2：609.5 – 613.5 nm
• E3：613.5 – 617.5 nm
• E4：617.5 – 621.5 nm
• E5：621.5 – 625.5 nm

3.3 正向電壓分級

喺 I_F= 5 mA 下分級。對於設計驅動多個LED嘅均勻電流電路好重要。

• 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

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，對於理解LED喺唔同操作條件下嘅行為至關重要。

4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V 曲線)

呢個非線性關係顯示，電壓稍微超過典型 V_F就會導致電流大幅增加，可能造成損壞。呢個強調咗必須同LED串聯使用限流電阻或恆流驅動器。

4.2 相對發光強度 vs. 正向電流

光輸出隨正向電流增加而增加，但唔係線性嘅。喺建議嘅連續電流 (25mA) 以上操作可能會增加亮度，但會因為結溫升高而降低壽命同可靠性。

4.3 相對發光強度 vs. 環境溫度

發光強度隨環境溫度升高而降低。呢個熱降額係高溫環境下應用嘅關鍵考量。曲線顯示咗從-40°C到+100°C嘅性能。

4.4 正向電流降額曲線

呢條曲線定義咗最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數。為防止過熱，喺高於某個溫度（通常係25°C）操作時，必須降低最大電流。

4.5 光譜分佈

圖表顯示咗圍繞峰值波長621 nm嘅唔同波長下發出光嘅相對強度。呢條曲線嘅形狀同寬度 (18 nm) 決定咗顏色純度。

4.6 輻射圖案

一個極座標圖，說明光強度嘅角度分佈，確認咗120度視角（強度降至最大值一半嘅角度）。

5. 機械及封裝資料

LED採用標準SMD封裝。確切尺寸（長、寬、高）同焊盤佈局喺規格書內嘅封裝圖中定義。圖紙包括關鍵尺寸，例如引腳間距同推薦嘅PCB焊盤圖案，以確保正確焊接同機械穩定性。元件採用透明樹脂透鏡。極性由封裝上嘅標記或非對稱焊盤設計（通常陰極焊盤可能有標記或形狀唔同）表示。設計師必須查閱具體尺寸圖以創建準確嘅封裝佔位。

6. 焊接及組裝指引

6.1 迴流焊接曲線 (無鉛)

可靠組裝嘅關鍵製程。

• 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。
• 加熱速率：最高6°C/秒。
• 冷卻速率：最高3°C/秒。

重要：同一粒LED唔應該進行超過兩次迴流焊接。

6.2 手動焊接

如果必須手動焊接：

• 使用烙鐵頭溫度 < 350°C 嘅烙鐵。
• 每個端子嘅接觸時間限制喺3秒內。
• 使用功率25W或以下嘅烙鐵。
• 焊接每個端子之間至少間隔2秒，以防止熱衝擊。

6.3 儲存及濕度敏感度

LED包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮袋中。

• 準備使用前唔好打開個袋。
• 打開後，未使用嘅LED應儲存喺≤30°C同≤60%相對濕度嘅環境。
• 打開後嘅車間壽命為168小時 (7日)。
• 如果超過車間壽命或乾燥劑顯示吸濕，使用前需要進行烘烤處理：60 ±5°C，持續24小時。

7. 包裝及訂購資料

標準包裝為每捲3000粒。捲盤、載帶同蓋帶尺寸有規定，以確保同自動化設備兼容。捲盤上嘅標籤提供咗可追溯性同正確應用嘅關鍵資訊：產品編號 (P/N)、數量 (QTY)，以及發光強度 (CAT)、主波長 (HUE) 同正向電壓 (REF) 嘅具體分級代碼。

8. 應用設計考量

8.1 必須使用限流電阻

必須始終使用一個外部限流電阻同LED串聯。電阻值 (R) 可以用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F，其中 V_F係LED喺所需電流 I_F下嘅正向電壓。為咗保守設計以防止過流，請始終使用規格書中嘅最大 V_F值。

8.2 熱管理

雖然封裝細，但功耗（最高60mW）會產生熱量。確保LED焊盤周圍有足夠嘅PCB銅面積（散熱焊盤）以幫助散熱，特別係喺高電流或溫暖環境下操作時。遵守正向電流降額曲線。

8.3 靜電放電保護

雖然額定為2000V HBM，但組裝同處理期間應遵守標準ESD處理預防措施，以防止潛在損壞。

9. 技術比較及差異

基於AlGaInP技術嘅19-217 LED，相比其他技術如AllnGaP或濾光LED，喺紅橙色應用中具有明顯優勢。對於紅色到琥珀色光譜嘅顏色，AlGaInP通常提供更高嘅發光效率，以及更好嘅顏色穩定性（隨溫度同電流變化）。佢嘅120度視角比許多頂視LED更寬，適合需要寬廣可見度嘅應用。SMD格式相比通孔式LED，提供更低嘅外形同更好嘅自動化組裝適用性。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 點解我嘅LED需要加電阻？

LED係電流驅動器件。佢哋嘅I-V特性係指數性嘅，意味住電壓嘅微小增加會導致電流大幅增加，可能即刻損壞LED。一個電阻可以將電流限制喺安全、指定嘅數值。

10.2 我可以用5V電源驅動呢款LED嗎？

可以，但必須使用串聯電阻。例如，要喺 V_F電源_{=5V 同典型 V}=2.0V 下達到 I_F=5mA，電阻值會係 R = (5V - 2.0V) / 0.005A = 600 歐姆。可以使用標準值，例如620歐姆。

10.3 如果我超過最大焊接溫度或時間會點？

過度熱量會損壞內部半導體晶粒、鍵合線或環氧樹脂透鏡，導致即時故障或降低長期可靠性（光輸出減少、顏色偏移）。請務必遵循推薦嘅焊接曲線。

10.4 點樣解讀標籤上嘅分級代碼？

分級代碼（例如，CAT: N1, HUE: E4, REF: 21）話你知嗰捲LED嘅具體性能組別。"N1" 表示發光強度喺28.5-36.0 mcd之間，"E4" 表示主波長喺617.5-621.5 nm之間，"21" 表示正向電壓喺1.9-2.0V之間。咁樣可以確保你產品中嘅性能一致。

11. 設計及使用案例研究

場景：為工業控制器設計一個狀態指示燈面板。面板需要多個紅橙色指示燈，必須亮度均勻且顏色深淺一致，操作員可以從寬角度睇到。

實施：

1. 元件選擇：選擇19-217 LED，因為佢嘅SMD格式（方便自動化組裝）、120°寬視角，以及可提供分級以確保一致性。
2. 電路設計：有5V電源可用。為咗長壽命同中等亮度，目標 I_F= 5mA。為咗保守設計，使用最大 V_F值2.2V：R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560 歐姆。每個LED串聯一個560Ω，1/8W嘅電阻。
3. PCB佈局：LED之間有足夠間距。PCB封裝佔位遵循規格書中推薦嘅焊盤圖案。將額外嘅銅泊連接到陰極焊盤，以輕微改善散熱。
4. 採購：訂購LED時指定嚴格嘅分級要求（例如，CAT: M2 或 N1, HUE: E3 或 E4），以確保面板上所有指示燈嘅視覺一致性。
5. 組裝：使用標準無鉛迴流曲線組裝元件，嚴格遵守時間同溫度限制。

呢個方法可以產生一個可靠、一致且外觀專業嘅指示燈面板。

12. 工作原理

光係通過一個叫做電致發光嘅過程產生嘅。當施加超過二極管內建電勢嘅正向電壓時，來自n型半導體嘅電子同來自p型半導體嘅電洞被注入到有源區（AlGaInP層中嘅量子阱）。當呢啲電子同電洞復合時，能量以光子（光）嘅形式釋放。AlGaInP合金嘅特定成分決定咗帶隙能量，進而決定咗發出光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係紅橙色 (~621 nm)。透明環氧樹脂封裝充當透鏡，將光輸出塑造成所需嘅輻射圖案。

13. 技術趨勢

像19-217呢類指示燈LED嘅總體趨勢係追求更高效率（每單位電輸入產生更多光輸出），從而降低功耗同熱量產生。同時亦持續推動微型化，導致更細嘅封裝尺寸（例如0402、0201公制），同時保持或改善光學性能。熒光粉同半導體材料嘅進步持續改善顯色性、穩定性同壽命。此外，為咗簡化設計，將控制電子（如恆流驅動器）直接集成到LED封裝中變得越來越普遍。由於其高效率同穩定性，基礎嘅AlGaInP技術對於紅色、橙色同琥珀色仍然係高性能標準。