57-21系列側視SMD LED規格書 - 封裝尺寸2.0x1.25x0.7mm - 順向電壓2.0V - 發光強度51mcd - 黃綠色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

57-21系列代表一個側視表面黏著元件（SMD）發光二極體（LED）家族。這些元件專為空間受限且需要寬廣視角的應用而設計。該系列提供多種顏色，包括本文件詳述的特定黃綠色型號，其採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片材料。

此系列的核心優勢源自其封裝設計。它具備寬廣的視角（通常為120度），這是透過優化的內部反射器設計實現的。此特性顯著提升了光耦合效率，使這些LED特別適合與導光管（背光模組中的常見元件）搭配使用。此外，其低順向電流需求（典型操作為20mA）使其成為電池供電或其他對功耗敏感的攜帶型電子設備的理想選擇。

目標市場與主要應用包括辦公室自動化（OA）設備、全彩液晶顯示器（LCD）背光、汽車內裝照明，以及作為各種電子設備中傳統指示燈泡或小型螢光燈的替代品。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。在此條件下操作不保證正常運作。

• 逆向電壓（V_R）：5V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 順向電流（I_F）：25mA DC。連續直流電流不應超過此值。
• 峰值順向電流（I_FP）：60mA。此值僅允許在脈衝條件下使用，工作週期為1/10，頻率1kHz。
• 功率消耗（P_d）：60mW。這是元件內部允許的最大功率損耗。
• 操作與儲存溫度：範圍為-40°C至+85°C（操作）及-40°C至+100°C（儲存）。
• 靜電放電（ESD）：依據人體放電模型（HBM）可承受2000V，表示其具備中等程度的ESD防護能力，適合一般操作。
• 焊接溫度：相容於260°C迴焊10秒或350°C手焊3秒。

2.2 電光特性

這些參數是在環境溫度（T_a）25°C、順向電流（I_F）20mA的標準測試條件下量測。

• 發光強度（I_v）：典型值為51毫燭光（mcd），最小值為32 mcd。發光強度容差為±11%。
• 視角（2θ_1/2）：120度。這是發光強度降至峰值一半時的全角。
• 峰值波長（λ_p）：575奈米（nm）。這是光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長（λ_d）：573 nm。這是人眼感知光線顏色的單一波長，具有嚴格的±1 nm容差。
• 頻譜頻寬（Δλ）：20 nm。這表示發射的波長範圍，以峰值波長為中心。
• 順向電壓（V_F）：典型值為2.0V，在20mA時範圍從最小值1.7V到最大值2.4V，容差為±0.1V。
• 逆向電流（I_R）：當施加5V逆向電壓時，最大值為10微安培（μA）。

3. 分級系統說明

本產品採用三碼分級系統來分類關鍵參數的變異，讓設計師能為其應用選擇性能一致的LED。

• CAT（發光強度等級）：此代碼根據量測到的發光強度輸出對LED進行分組。
• HUE（主波長等級）：此代碼根據精確的主波長對LED進行分類，確保顏色一致性。
• REF（順向電壓等級）：此代碼根據測試電流下的順向電壓降對LED進行排序。

這些代碼印在產品包裝和捲盤標籤上，使組裝過程中能精確匹配，適用於需要均勻亮度或顏色的應用。

4. 性能曲線分析

規格書提供了數條特性曲線，說明元件在不同條件下的行為。

• 相對發光強度 vs. 順向電流：此曲線顯示光輸出如何隨電流增加。在正常工作範圍內通常是線性的，但在極高電流下會飽和。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：此圖表展示了LED常見的熱淬滅效應，即發光效率隨著接面溫度上升而下降。輸出通常會隨著溫度從-40°C升至+100°C而降低。
• 順向電壓 vs. 順向電流：這是二極體的標準I-V曲線，顯示了指數關係。典型的V_F值2.0V是在此曲線上於20mA處讀取。
• 順向電流降額曲線：這個關鍵圖表規定了最大允許連續順向電流與環境溫度的函數關係。隨著溫度升高，必須降低最大電流以防止過熱並確保可靠性。
• 輻射模式圖：極座標圖以視覺化方式呈現120度視角，顯示光強度的角度分佈。
• 頻譜分佈圖：相對強度與波長的關係圖，以575nm為中心，頻寬20nm，確認了黃綠色座標點。

5. 機械與包裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED採用緊湊的側視SMD封裝。關鍵尺寸（單位為毫米，除非另有說明，一般容差為±0.1mm）包括本體長度約2.0mm、寬度1.25mm、高度0.7mm。詳細圖面顯示了陽極和陰極焊墊位置、整體形狀以及PCB佈局的建議焊墊圖形。

5.2 極性識別

元件標有極性。陰極通常由視覺標記指示，例如透鏡或封裝相應側的凹口、圓點或綠色色調。組裝時正確的方向至關重要。

5.3 捲盤與載帶包裝

LED以凸版載帶形式供應，用於自動取放組裝。載帶寬度、口袋間距和尺寸均有規定。每捲包含2000顆。捲盤本身有定義的法蘭和軸心尺寸。包裝包含防潮措施：捲盤與乾燥劑及濕度指示卡一同密封在鋁箔防潮袋內，以保護元件在儲存和運輸過程中免受環境濕氣影響。

6. 焊接與組裝指南

迴焊：此元件適用於無鉛迴焊製程，峰值溫度260°C，時間最長10秒。遵循建議的升溫、恆溫和冷卻速率至關重要，以防止熱衝擊並確保可靠的焊點。

手焊：如需手動焊接，烙鐵頭溫度不應超過350°C，且每個焊墊的接觸時間應限制在3秒內。使用低功率烙鐵並避免施加過大的機械應力。

儲存條件：為保持可焊性，元件應儲存在原始防潮袋中，溫度低於30°C，相對濕度低於60%。一旦打開袋子，元件應在指定時間內（通常在工廠條件下為168小時）使用，或在迴焊前根據標準IPC/JEDEC指南進行烘烤。

7. 包裝與訂購資訊

標準訂購單位為每捲2000顆。捲盤上的產品標籤提供基本資訊，包括料號（PN）、客戶料號（CPN）、數量（QTY）、批號（LOT NO）以及三個關鍵分級代碼：CAT、HUE和REF。標籤亦標示符合RoHS和無鉛規範。

8. 應用建議

8.1 典型應用情境

• LCD背光：側視幾何形狀和寬廣視角使其非常適合用於手機、平板電腦和儀表板中薄型LCD面板的側邊發光。
• 導光管照明：優化的光耦合能有效地將光注入壓克力或聚碳酸酯導光管，用於狀態指示燈或符號背光。
• 攜帶型裝置指示燈：低電流消耗非常適合藍牙耳機、遙控器和手持醫療設備等電池供電裝置。
• 汽車內裝照明：可用於儀表板和中控台上按鈕、開關和小型顯示器的背光。

8.2 設計考量

• 限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器將順向電流限制在所需值（例如，典型亮度為20mA）。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F.
• 計算電阻值。熱管理：
• 雖然功率消耗低，但仍需確保LED焊墊下方有足夠的PCB銅箔面積或散熱孔，特別是在高環境溫度環境下或驅動電流接近最大額定值時，以幫助散熱並維持性能和壽命。ESD防護：

在操作和組裝過程中實施標準的ESD預防措施。如果LED連接到外部介面，考慮在敏感線路上添加瞬態電壓抑制（TVS）二極體或其他保護元件。

9. 技術比較與差異化_F與標準頂視SMD LED相比，57-21系列的關鍵差異在於其側視外形，可實現從PCB邊緣發光。與其他側視LED相比，其優勢包括採用特定的AlGaInP技術實現高效率黃綠光、針對導光管優化的極寬120度視角，以及明確的顏色和亮度一致性分級。低V

與良好的發光強度相結合，使其在同類產品中具有高發光效率。

10. 常見問題（FAQ）

問：峰值波長和主波長有何不同？_p答：峰值波長（λ_d）是發射光譜的物理峰值。主波長（λ_d）是人眼感知為相同顏色的單一波長。對於LED而言，λ

通常是色彩匹配更相關的規格。

問：我可以在沒有限流電阻的情況下驅動此LED嗎？

答：不行。LED是電流驅動元件。將其直接連接到電壓源會導致過大電流流過，可能立即損壞。必須使用串聯電阻或主動式電流調節器。

問：環境溫度如何影響性能？_F答：隨著溫度升高，順向電壓（V

）會略微下降，但發光強度下降更為顯著（熱淬滅）。必須遵循降額曲線來決定最大電流。高溫也會加速長期性能衰減。

問：CAT、HUE和REF代碼對我的設計有何意義？

答：如果您的應用需要均勻的外觀（例如一排狀態燈），您應指定嚴格的HUE（顏色）和CAT（亮度）分級。對於簡單的開/關指示燈，標準分級可能就足夠了。REF代碼有助於設計一致的電流驅動電路。

11. 實務設計與使用範例

範例1：手機鍵盤背光

設計師使用四顆57-21系列LED，沿著半透明鍵盤下方的PCB邊緣放置。寬廣的120度視角確保所有按鍵均勻照明。LED透過專用的LED驅動IC以18mA恆流（略低於典型值以延長電池壽命並減少發熱）串聯驅動，該IC包含來自手機主處理器的PWM調光控制。

範例2：工業面板指示燈

在工廠控制面板中，一顆紅色57-21 LED（來自同一系列）與客製成型的壓克力導光管配對，將"錯誤"狀態指示從密集的PCB引導至前面板標籤處。側視封裝完美契合面板後方受限的空間。設計師選擇單一HUE分級的LED，以確保紅色與面板上其他指示燈顏色匹配。

12. 技術原理介紹

此LED基於AlGaInP半導體技術。當順向電壓施加於p-n接面時，電子和電洞被注入主動區並在此復合。在AlGaInP材料中，這種復合會以光子（光）的形式釋放能量，波長位於黃、橙、紅和綠光譜範圍，具體取決於合金的精確組成。黃綠色（主波長573nm）是透過在晶體生長過程中精確控制鋁、鎵、銦和磷的比例來實現的。發出的光隨後由環氧樹脂透鏡和封裝的內部反射器結構進行塑形和導向，以達到所需的視角。

13. 產業趨勢與發展