SMD LED 19-21/T1D-CPQTY/3T 數據表 - 1.9x2.1mm - 最高3.0V - 40mW - 純白色 - 英文技術文件

1. 產品概述

19-21 SMD LED係一款緊湊嘅表面貼裝器件，專為需要可靠指示或背光功能嘅現代電子應用而設計。其主要優勢在於，相比傳統引線框架LED，其佔用面積顯著減少，從而提高PCB上嘅組裝密度、減少儲存空間，並最終有助於終端設備嘅微型化。其輕量化結構更使其成為便攜式及空間受限應用嘅理想選擇。

This LED is a mono-color type, emitting a pure white light, and is constructed with a yellow diffused resin. It is fully compliant with contemporary environmental and manufacturing standards, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product is supplied in 8mm tape on 7-inch diameter reels, making it fully compatible with automated pick-and-place assembly equipment and standard infrared or vapor phase reflow soldering processes.

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗壓力極限，超出呢個極限可能會對器件造成永久損壞。唔建議喺呢個極限或超出呢個極限嘅情況下操作。

• Reverse Voltage (VR): 5V。反向偏壓時超過此電壓可能導致結擊穿。
• 正向電流 (IF): 10mA。為確保可靠運作而建議的最大連續直流電流。
• 峰值正向電流 (IFP): 在1/10佔空比同1kHz頻率下為40mA。此額定值容許短暫嘅較高電流脈衝，適用於多工方案，但必須管理平均功耗。
• 功耗 (Pd)： 40mW。喺Ta=25°C時封裝可承受嘅最大功耗，計算方式為VF * IF。
• 靜電放電 (ESD) HBM： 150V。此人體模型評級表示中等程度的ESD敏感度；必須採取適當的處理程序。
• Operating & Storage Temperature: -40°C 至 +85°C（操作）及 -40°C 至 +90°C（儲存）。此寬廣範圍確保在惡劣環境下仍能正常運作。
• 焊接溫度： 迴流焊溫度曲線峰值為260°C，最長10秒；手動焊接每端點為350°C，最長3秒。

2.2 Electro-Optical Characteristics

呢啲參數係喺標準測試條件 Ta=25°C 同 IF=5mA 下量度，提供基準性能。

• 發光強度 (Iv)： 範圍由最低 45.0 mcd 到最高 112.0 mcd，並提供典型值。適用公差為 ±11%。
• 視角 (2θ1/2): 典型的110度寬視角，乃擴散式LED封裝的特徵。
• 正向電壓 (VF): 喺 IF=5mA 嘅情況下，範圍由 2.60V 至 3.00V，容差為 ±0.05V。呢個參數對計算限流電阻至關重要。
• 反向電流 (IR): 喺 VR=5V 時最大為 50 µA。本器件並非設計用於反向偏壓操作；此測試僅用於漏電特性表徵。

3. Binning System Explanation

為確保生產中顏色與亮度的一致性，LED會進行分級。

3.1 發光強度分級

根據在IF=5mA時的最小發光強度定義了兩個分檔：

• Bin Code P： 45 mcd（最小）至72 mcd（最大）。
• Bin Code Q: 72 mcd (最小值) 至 112 mcd (最大值)。

3.2 順向電壓分檔

定義四個分檔用於 IF=5mA 時的正向電壓：

• Bin Code 28： 2.6V 至 2.7V
• Bin Code 29: 2.7V 至 2.8V
• Bin Code 30: 2.8V 至 2.9V
• Bin Code 31: 2.9V 至 3.0V

3.3 Chromaticity Coordinates Binning

白色光點控制於 CIE 1931 色度圖上特定區域內，該區域由四個四邊形分檔（編號1-4）定義，容差為 ±0.01。所提供座標定義了每個分檔的角點，確保發出的白光處於可預測的色域內。

4. 性能曲線分析

典型特性曲線有助於理解器件在不同條件下的行為表現。

• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: 顯示驅動電流與光輸出之間的非線性關係。光強度隨電流增加而提升，但在較高水平時可能會趨於飽和。
• 相對發光強度對環境溫度： 展示光輸出的負溫度係數。發光強度通常隨接面溫度上升而下降。
• 正向電流對正向電壓（IV曲線）： 闡明指數關係，對於理解動態電阻及電流調節的必要性至關重要。
• 正向電流降額曲線： 規定最大允許正向電流隨環境溫度的變化，以確保不超過額定功耗 (Pd)。
• Spectrum Distribution： 顯示白光嘅光譜功率分佈，通常會見到藍色LED嘅峰值，同埋一個更闊嘅黃色螢光粉發射光譜。
• Radiation Diagram: 一幅極座標圖，顯示光強度嘅空間分佈，確認咗110度嘅視角。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

該LED採用緊湊型SMD封裝，尺寸為標稱值。陰極可透過封裝本體上的特定標記識別。所有未註明公差均為±0.1mm。確切長度、寬度及高度詳見標註尺寸圖。

5.2 極性識別

封裝上設有清晰的陰極標記，以確保PCB組裝時方向正確。極性接反將導致LED無法發光，並可能使其承受反向電壓應力。

6. 焊接與組裝指引

6.1 焊接條件

建議採用無鉛回流焊接溫度曲線：預熱於150-200°C之間持續60-120秒，217°C（液相線）以上時間為60-150秒，峰值溫度不超過260°C且最長持續10秒。最高升溫速率為6°C/秒，冷卻速率為3°C/秒。回流焊接不應進行超過兩次。加熱期間避免對LED施加機械應力，焊接後請勿彎曲PCB。

6.2 儲存與操作注意事項

LED具濕氣敏感性（MSL）。主要注意事項包括：

• 儲存： 請於準備使用前才打開防潮袋。未開封的防潮袋應存放於陰涼乾燥處。
• 可使用時間： 開封後，如儲存於≤30°C及≤60%相對濕度環境下，請於168小時（7日）內使用。否則，請於60±5°C下重新烘烤24小時並重新封裝。
• 靜電放電保護： 本器件ESD HBM等級為150V，必須使用防靜電工作站及遵循防靜電操作程序。
• 電流限制： 必須使用外部限流電阻。LED的指數型電流-電壓特性意味著微小的電壓變化會導致電流大幅波動，若無適當電流調節，可能立即燒毀。

7. 封裝與訂購資訊

7.1 封裝規格

本產品以防潮包裝供應，包裝包含：

• Carrier Tape： 闊度8毫米，已裝入...
• 捲盤： 直徑7吋。標準每捲裝載量為3000件。
• 防潮袋： 鋁袋內裝有捲盤，連同乾燥劑及濕度指示卡。

除非另有註明，捲盤及載帶的詳細尺寸均提供標準公差±0.1mm。

7.2 標籤說明

包裝標籤包含追溯性及規格代碼：

• CPN (Customer's Product Number)
• P/N (產品編號)
• QTY (包裝數量)
• CAT (發光強度等級，例如 P 或 Q)
• HUE (Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank, e.g., 1-4)
• REF (順向電壓等級，例如 28-31)
• LOT No (追溯用批次編號)

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 背光照明： 非常適合儀表板指示燈、開關照明，以及LCD和符號的平面背光。
• Telecommunication Equipment: 電話及傳真機嘅狀態指示燈同按鍵背光。
• 一般指示： 任何需要緊湊、可靠嘅白光光源嘅應用。

8.2 設計考量

• 電流驅動： 務必使用串聯電阻或恆流驅動器。使用公式 R = (Vsupply - VF) / IF 計算電阻值，其中 VF 應選自最大分檔值（例如 3.0V）以確保設計安全。
• 熱管理： 當功率較低時，若在高環境溫度或接近最大電流下運作，請根據降額曲線確保足夠的PCB銅箔面積或散熱通孔。
• 光學設計： 110度視角同擴散樹脂提供咗寬闊、柔和嘅發光模式，適合直接觀看或導光應用。

9. 技術比較與區分

19-21 LED嘅主要區別在於佢喺尺寸、性能同可靠性之間取得平衡。同較大嘅SMD LED（例如3528）相比，佢可以節省顯著空間。同較細嘅晶片級封裝相比，佢更容易使用標準SMT工藝進行處理同焊接。佢針對光強、電壓同色度嘅特定分檔結構，相比冇分檔或寬鬆分檔嘅替代方案，可以實現更緊湊嘅系統設計同更大批量生產時更好嘅一致性。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 為何必須使用限流電阻？

LED的正向電壓具有負溫度係數及生產差異（分檔28-31）。若直接連接固定電壓源，會導致電流不受控制，迅速超過10mA的絕對最大額定值並損壞器件。串聯電阻提供了一種簡單、線性的電流調節方法。

10.2 我可以用5V電源驅動呢個LED嗎？

可以，但必須使用串聯電阻。例如，目標電流IF=5mA，VF最壞情況為3.0V：R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ohms。標準390或430 Ohm電阻都適用。務必喺工作條件下驗證實際電流。

10.3 168小時車間壽命係咩意思？

呢個係指防潮袋打開後，LED喺工廠環境條件（≤30°C/60% RH）下可以暴露嘅最長時間，超過呢個時間後，吸收嘅濕氣可能會喺回流焊接期間造成損壞（「爆米花」現象）。如果超過呢個時間，就需要喺60°C下烘烤24小時以去除濕氣。

11. 實用設計與使用案例

案例：設計亮度均勻的狀態指示燈面板。 為確保面板上多個LED的視覺一致性，訂購時應指定更嚴格的區間要求。例如，要求所有LED均來自Q區間（較高亮度）及29區間（VF 2.7-2.8V）。使用設定為5mA的恆流驅動器，而非電壓源加電阻，可進一步減少因批次間正向電壓微小差異而引致的亮度變化，從而實現完全均勻的外觀。

12. 工作原理簡介

呢個係一隻螢光粉轉換白光LED。核心係一塊半導體晶片，通常由氮化銦鎵（InGaN）製成，當正向偏壓時會發出藍光（電子同電洞喺PN接面處復合）。呢道藍光會激發封裝內部嘅黃色螢光粉塗層（釔鋁石榴石，YAG:Ce）。剩餘嘅藍光同螢光粉發出嘅寬頻譜黃光混合，令人眼感知為白光。黃色擴散樹脂有助散射光線，形成寬廣視角。

13. 技術趨勢

SMD指示燈LED嘅趨勢持續向更高效率（每瓦更多流明）、改善白光LED嘅顯色指數（CRI），同埋更細嘅封裝尺寸，同時保持或提升熱性能。業界亦專注於提高喺更高驅動電流同工作溫度下嘅可靠性同使用壽命。分級標準化同提供詳細技術數據，正如呢份數據表所示，反映咗行業正朝向更可預測同設計友好嘅組件發展，以適應自動化、大批量生產。