SMD LED 19-117/T1D-AP2Q2QY/3T 數據表 - 純白色 - 5mA - 2.7-3.2V - 英文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明一款表面貼裝器件（SMD）LED的規格，其型號為19-117/T1D-AP2Q2QY/3T。此元件為單色純白LED，專為現代電子組裝製程而設計。其緊湊的SMD封裝相較於傳統引線框架元件具有顯著優勢，能夠實現更小的印刷電路板（PCB）設計、更高的元件封裝密度，並最終打造出更緊湊的終端用戶設備。該封裝的輕量化特性進一步使其適用於微型及便攜式應用。

1.1 核心功能與合規性

該LED以8毫米載帶供應，捲繞於7英吋直徑捲盤上，使其完全兼容標準自動化貼片設備，適用於大批量生產。其設計可使用紅外線及氣相回流焊接技術進行處理。器件採用無鉛材料製造，並內置靜電放電（ESD）保護。它符合主要環境及安全法規，包括歐盟的RoHS（有害物質限制）指令、REACH（化學品註冊、評估、授權和限制）法規，並被歸類為無鹵素產品，其溴（Br）及氯（Cl）含量均低於900 ppm，且總和低於1500 ppm。

1.2 目標應用

呢款LED用途廣泛，適用於多種照明同指示用途。主要應用包括儀錶板同薄膜開關嘅背光。喺電訊設備中，佢可以用作狀態指示燈或者電話同傳真機等裝置嘅背光。佢亦適合為液晶顯示器（LCD）、開關面板同符號提供平面背光。其通用特性令佢能夠用於各種需要緊湊可靠白光光源嘅消費同工業電子產品中。

2. 技術規格深入探討

本部分詳細分析LED嘅電氣、光學同熱力極限及特性。理解呢啲參數對於可靠嘅電路設計同確保長期性能至關重要。

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應力極限。呢啲額定值係喺環境溫度（Ta）為25°C下指定，並且喺任何操作條件下都唔可以超過。主要極限包括：

• 反向電壓 (VR): 5V。施加高於此值的反向偏壓可能會擊穿LED的半導體接面。
• 連續正向電流 (IF): 10mA。此為可持續通過LED嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流 (IFP): 100mA。此為最大允許脈衝電流，指定於佔空比1/10及頻率1 kHz下。適用於短暫、高強度嘅閃光。
• 功耗 (Pd): 40mW。此為器件能夠以熱量形式消耗嘅最大功率，計算方式為正向電壓 (VF) × 正向電流 (IF)。
• 靜電放電耐受度 (HBM)： 2000V。根據人體模型 (HBM)，器件能夠承受高達此水平嘅靜電放電，表明其具有良好嘅操作穩健性。
• 操作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C。此為LED設計用於運作之環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +90°C。裝置在未通電狀態下的儲存溫度範圍。
• 焊接溫度： 此封裝可承受峰值溫度為260°C、最長10秒的回流焊接，或350°C、最長3秒的手動焊接。

2.2 電光特性

電光特性於環境溫度Ta=25°C及標準測試電流(IF)為5mA下量測。此為典型性能參數。

• 發光強度 (Iv): 光輸出範圍由最低57.0毫坎德拉（mcd）至最高112.0 mcd。典型值在此範圍內，並定義了特定分檔（見第3節）。公差為±11%。
• 視角（2θ1/2）： 典型視角定義為光強度降至峰值一半時的角度，為130度。這表示其具有寬闊、漫射的發光模式，適用於區域照明。
• 正向電壓（VF）： 當LED導通5mA電流時，其兩端壓降通常介乎2.70V至3.20V之間，容差為±0.05V。此參數對設計限流電路至關重要。

3. Binning System 說明

為確保批量生產的一致性，LED會根據關鍵性能參數分入不同「檔位」。此舉讓設計師能為其應用選取符合特定亮度及電氣要求的元件。

3.1 光強度分級

在 IF=5mA 下量度時，發光輸出分為三個級別（P2, Q1, Q2）：

• Bin P2: 57.0 mcd (最小值) 至 72.0 mcd (最大值)
• Bin Q1: 72.0 mcd (最小值) 至 90.0 mcd (最大值)
• Bin Q2: 90.0 mcd (最小值) 至 112.0 mcd (最大值)

特定Bin代碼 (例如，零件編號 19-117/T1D-AP2 中的 Q2Q2QY/3T) 表示該特定單元保證的最低光輸出。

3.2 正向電壓分級

順向電壓於IF=5mA時分為五個級別（29至33）：

• 級別29： 2.70V至2.80V
• Bin 30: 2.80V 至 2.90V
• Bin 31: 2.90V 至 3.00V
• Bin 32: 3.00V 至 3.10V
• Bin 33: 3.10V 至 3.20V

此分檔有助於設計電源供應器，並能更準確地預測一批LED的電流消耗。

3.3 色度座標分檔

白光顏色由其在CIE 1931色度圖上的色度座標 (x, y) 定義。數據手冊定義了六個分檔（1至6），每個分檔在色度圖上指定一個四邊形區域，並提供每個分檔四個角位的座標。這確保了發出的白光處於特定且受控的色域內。這些座標的容差為 \u00b10.01。

4. 性能曲線分析

圖形數據能更深入揭示LED在不同條件下的行為表現。

4.1 正向電流與正向電壓關係 (I-V曲線)

I-V曲線顯示了電流與電壓之間的指數關係。對於此LED，在固定環境溫度25°C下，正向電壓會隨電流增加而上升。此曲線對於確定工作點以及為達致所需電流而計算必要的串聯電阻值至關重要。

4.2 相對發光強度與正向電流

此圖表展示光輸出如何隨正向電流增加。通常喺較低電流時呈現近乎線性嘅關係，而喺較高電流時可能因熱效應同效率影響而飽和。曲線採用半對數刻度繪製，顯示相對於基準值10%至1000%嘅強度。

4.3 相對發光強度與環境溫度

LED效率會隨接面溫度上升而下降。此曲線繪製了相對光輸出與環境溫度（Ta）的關係。通常顯示在接近室溫時達到峰值，當溫度顯著升高或降低時，輸出便會下降。這對於在非理想熱環境下運作的應用至關重要。

4.4 正向電流降額曲線

為防止過熱，當環境溫度升高時，必須降低最大允許連續正向電流。此降額曲線規定了環境溫度高於25°C直至最高工作溫度下的安全工作電流。

4.5 頻譜分佈

光譜功率分佈曲線顯示每個波長所發出嘅光強度。對於基於InGaN藍色晶片同黃色螢光粉嘅白光LED（如器件選擇指南所示），光譜通常會顯示晶片嘅主導藍色峰值，以及螢光粉發出嘅更寬廣黃/綠色光譜，兩者結合產生白光。

4.6 輻射模式

極座標圖顯示光強度嘅空間分佈。提供嘅圖表包含唔同角度嘅歸一化強度值，確認咗130度嘅寬廣視角，顯示出朗伯或近朗伯發射模式，即強度喺0度（垂直於發光表面）時最高，並向兩側逐漸減弱。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

數據表包含LED封裝嘅詳細機械圖。關鍵尺寸包括總長度、闊度同高度，以及焊盤（陽極同陰極）嘅尺寸同位置。圖中標明公差，除非另有註明，通常為±0.1mm。正確解讀此圖對於PCB焊盤設計至關重要，以確保正確焊接同對位。

5.2 極性識別

封裝圖清楚標明邊個焊盤對應陽極（正極）同陰極（負極）。錯誤嘅極性連接會令LED無法發光，並可能超出反向電壓額定值。

6. 焊接與組裝指引

6.1 電流限制要求

關鍵： 一個外部限流電阻（或恆流驅動器） 必須 需與LED串聯使用。LED的正向電壓具有負溫度係數，由於其二極管特性，微小變化即可導致電流大幅波動。若無電流控制，幾乎必然會引發熱失控並迅速失效。

6.2 儲存及濕度敏感性

LED以防潮屏障袋包裝，內附乾燥劑，防止吸收大氣濕度，以免在回流焊接過程中引致「爆米花」現象（封裝開裂）。

• 開啟前： 存放於 \u2264 30\u00b0C 及 \u2264 90% 相對濕度 (RH) 環境中。
• 開啟後： 「車間壽命」（即元件可暴露於一般工廠環境嘅時間）為喺≤30°C同≤60%相對濕度下1年。未使用嘅零件應重新密封於防潮袋中，並放入新嘅乾燥劑。
• 烘烤： 如果乾燥劑指示劑顯示飽和或暴露時間超標，必須喺焊接前將元件以60±5°C烘烤24小時以去除濕氣。

6.3 回流焊接溫度曲線

提供建議嘅無鉛回流焊接溫度曲線：

• 預熱： 在60-120秒內由環境溫度升溫至150-200°C。
• 保溫/預熱階段： 在217°C（無鉛焊料熔點）以上維持60-150秒。
• 回流焊接階段： 峰值溫度不應超過260°C，而溫度高於255°C嘅時間應限制喺最多30秒。實際峰值溫度嘅持續時間應為最多10秒。
• 冷卻： 最大冷卻速率規定為6°C/秒。

重要注意事項： 回流焊接不應進行超過兩次。加熱期間應避免對LED施加機械應力，焊接後亦不應彎曲PCB，否則可能損壞焊點或元件本身。

7. 封裝與訂購資料

7.1 捲帶及磁帶規格

LED以壓紋載帶包裝，以便自動化處理。

• 捲帶： 標準7吋（178毫米）直徑捲盤。
• 磁帶寬度： 8毫米。
• Pocket Pitch & Quantity: 載帶尺寸規格為每卷可容納3000件。
• 捲盤尺寸： 詳細圖紙顯示捲軸軸心直徑、凸緣直徑及整體寬度。

7.2 標籤說明

包裝標籤包含多個代碼：

• CPN: 客戶產品編號（可選）。
• P/N: 製造商完整零件編號（例如：19-117/T1D-AP2Q2QY/3T）。
• 數量： 捲盤上的包裝數量。
• CAT： 發光強度分級排名（例如：Q2）。
• HUE: 色度座標與主波長排名。
• 參考編號： 正向電壓分級（例如：29-33）。
• 批號： 追溯批次編號。

8. 應用設計考量

8.1 驅動電路設計

最常見嘅驅動方法係串聯電阻。電阻值（R）根據歐姆定律計算：R = (Vsupply - VF) / IF。VF應選用最大額定值或分檔範圍內嘅保守值，以確保即使元件存在差異，電流亦唔會超出限制。例如，使用5V電源，目標IF為5mA，採用VF_max 3.2V：R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω。應選擇最接近嘅標準值（例如390Ω），這會令電流略為降低。對於需要精確控制或電源電壓變化嘅情況，建議使用恆流驅動器。

8.2 熱管理

雖然功耗較低（最高40mW），但PCB上有效嘅熱管理對於維持光輸出同使用壽命仍然非常重要，特別係喺高環境溫度或接近最大電流驅動時。確保PCB有足夠嘅銅箔面積連接至LED嘅散熱焊盤（如有）或焊接焊盤，以作為散熱器。喺高溫操作時，請遵循電流降額曲線。

8.3 光學集成

130度的寬廣視角使這款LED適合需要均勻、漫射區域照明的應用，例如在導光板或擴散板後方。如需更聚焦的光線，則需要外部透鏡或反射器。黃色擴散樹脂有助於散射光線，從而實現寬廣的視角。

9. 技術比較與定位

根據其參數，此LED被定位為一款通用、低功耗嘅白光照明光源。同舊式穿孔LED相比，其SMD封裝格式能夠顯著節省空間並提高生產效率。喺SMD白光LED領域中，其主要區別在於其特定嘅組合：相對較低嘅正向電壓（兼容3.3V邏輯電源）、適合指示同局部背光嘅中等發光強度，以及符合現代環保標準（無鹵、無鉛）。佢並非用於主照明嘅高功率或高亮度LED，而係專為可靠、緊湊嘅輔助照明同狀態指示而優化。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 3.3V供電需要甚麼電阻？

採用保守的 VF 值 3.2V 及目標 IF 值 5mA：R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω。這是一個非常小的電阻值，電流會對 VF 及供電電壓的變化極為敏感。建議使用恆流驅動器，或考慮在 3.3V 系統中使用較低的目標電流（例如 3-4mA），或選擇 VF 分檔較低的 LED。

10.2 我可以用PWM信號驅動佢嚟調光嗎？

Yes, pulse-width modulation (PWM) is an excellent method for dimming LEDs. It involves switching the LED on and off at a frequency high enough to be imperceptible to the human eye (typically >100Hz). The average light output is proportional to the duty cycle. This method maintains the color temperature better than analog (current reduction) dimming. Ensure the peak current in each pulse does not exceed the Peak 順向電流 (IFP) rating of 100mA.

10.3 點解發光強度用毫坎德拉（mcd）而唔係流明（lumens）表示？

毫坎德拉 (mcd) 係量度發光強度，即係喺特定方向發出嘅光量。流明係量度總光通量（所有方向嘅光輸出）。對於好似 LED 呢類有指定視角嘅指向性元件，mcd 係一個常用嘅規格。如果知道輻射模式，可以估算光通量，但用於比較同指示用途時，mcd 係標準。

10.4 零件編號入面嘅「T1D」代表咩意思？

雖然呢份資料表冇明確解碼，但按照業界對呢類SMD LED嘅常用命名慣例，「T1」通常指封裝尺寸/款式（一種特定嘅雙焊盤SMD封裝），而「D」可能指顏色（擴散式）或其他變體。關鍵性能參數係由後面嘅分檔代碼（AP2Q2QY）定義嘅。

11. 設計應用案例：儀表板開關背光

場景： 為汽車儀表板開關設計背光，要求小圖標上呈現均勻、低亮度的白色照明。

實施： 將單一顆19-117 LED置於半透明開關帽下方。LED透過串聯電阻從車輛的12V系統驅動。為確保安全電流為8mA（低於10mA最大值），使用高VF值3.2V計算電阻：R = (12V - 3.2V) / 0.008A = 1.1kΩ。選用1.2kΩ電阻，產生約7.3mA電流。130度寬視角確保圖標照明均勻，無光斑。LED的工作溫度範圍（-40°C至+85°C）完全適用於汽車環境。無鉛且無鹵素的合規性符合汽車行業標準。

12. 技術原理

這種白光LED基於熒光粉轉換原理運作。其核心半導體元件為氮化銦鎵（InGaN）芯片，當電流通過其p-n結時會發出藍光（電致發光）。此藍光並非直接射出，而是照射於沉積在芯片上或周圍的一層發黃光熒光粉材料（例如摻鈰的釔鋁石榴石，YAG:Ce）上。熒光粉吸收部分藍色光子，並重新發射出覆蓋黃色區域的寬頻譜光子。剩餘未被吸收的藍光與新產生的黃光相混合，被人眼感知為白光。藍光與黃光的具體比例由熒光粉成分及厚度控制，決定了白光的相关色温（CCT），此過程通過色度分選進行管理。

13. 行業趨勢

用於指示及局部背光嘅SMD LED，整體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明或毫燭光），咁樣可以喺相同功率下提供更光嘅輸出，或者喺相同亮度下降低功耗。同時亦推動改善顏色一致性（更嚴格嘅分檔）同惡劣環境下嘅更高可靠性。採用先進封裝材料提升咗散熱性能，令相同尺寸下可以承受更高驅動電流。此外，與板上控制電路（例如：同一封裝內嘅驅動IC）集成，正成為簡化系統設計嘅增長趨勢。本數據表強調嘅環保合規標準（RoHS、REACH、無鹵素）已成為全球電子行業嘅基本要求。