目錄
1. 產品概述
19-117是一款緊湊型表面黏著藍光LED，專為需要微型化與高可靠性的現代電子應用而設計。此元件採用InGaN晶片技術，產生典型峰值波長為468nm的藍光。其主要優勢包括相較於引腳式LED顯著減小的佔位面積，從而實現電路板上更高的元件密度、縮小設備尺寸並減輕便攜式與微型裝置的重量。本產品完全無鉛，具備ESD防護，並符合RoHS指令，適用於廣泛的消費性與工業電子產品。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
本元件被規定在嚴格的電氣與熱限制範圍內操作，以確保長期可靠性。絕對最大額定值定義了可能導致永久損壞的邊界。反向電壓 (VR) 限制為5V，強調了需要正確的電路設計以避免意外的反向偏壓。連續順向電流 (IF) 額定值為10mA，而在脈衝條件下（1kHz，1/10工作週期）允許的峰值順向電流 (IFP) 為100mA，適用於多工或短暫的高亮度信號。最大功耗 (Pd) 為40mW，這是熱管理的關鍵參數，特別是在密集佈局的電路板上。本元件可承受人體模型 (HBM) 2000V的靜電放電 (ESD)，提供良好的處理穩健性。操作溫度範圍 (Topr) 為-40°C至+85°C，儲存溫度 (Tstg) 為-40°C至+90°C，顯示其適用於嚴苛環境。亦規定了焊接溫度曲線，迴流焊峰值溫度最高為260°C，持續時間最長10秒。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能指標定義於標準測試條件：環境溫度25°C，順向電流2mA。發光強度 (Iv) 的典型範圍為5.80 mcd至11.5 mcd，並分為特定等級 (J2, K1, K2)。視角 (2θ1/2) 為寬廣的120度，提供理想的背光與狀態指示所需的寬廣、擴散光型。光譜特性包括峰值波長 (λp) 468nm，以及主波長 (λd) 範圍470nm至475nm。光譜頻寬 (Δλ) 約為25nm。順向電壓 (VF) 在2mA時範圍為2.60V至3.00V，並定義了特定的電壓等級 (28, 29, 30, 31) 以便在生產中進行更嚴格的控制。標示了公差：發光強度±11%，主波長±1nm，順向電壓±0.05V。
3. 分級系統說明
本產品採用全面的分級系統，以確保批量生產中的性能一致性。此系統根據三個關鍵參數對LED進行分類：
- 發光強度 (CAT)：等級 J2 (5.80-7.20 mcd)、K1 (7.20-9.00 mcd) 和 K2 (9.00-11.5 mcd)。這允許設計師為其應用選擇合適的亮度等級。
- 主波長 (HUE)：單一等級 'Y'，涵蓋470.0nm至475.0nm，確保一致的藍色光輸出。
- 順向電壓 (REF)：等級 28 (2.60-2.70V)、29 (2.70-2.80V)、30 (2.80-2.90V) 和 31 (2.90-3.00V)。這對於設計穩定的電流驅動電路和準確預測功耗至關重要。
此分級資訊反映在產品標籤上，便於自動化組裝和品質控制中的精確追溯與選擇。
4. 性能曲線分析
雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類LED典型的電氣與光學特性曲線將包括：
- 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)：顯示指數關係，對於確定工作點和串聯電阻值至關重要。
- 發光強度 vs. 順向電流：展示光輸出如何隨電流增加而增加，直至達到最大額定限制。
- 發光強度 vs. 環境溫度：說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降，這是熱設計的關鍵考量。
- 光譜分佈：相對強度與波長的關係圖，顯示峰值約在468nm處以及25nm的頻寬。
這些曲線對於工程師模擬LED在不同操作條件下的行為，以及優化驅動電路設計以實現高效能和長壽命至關重要。
5. 機械與封裝資訊
19-117採用緊湊的表面黏著封裝。封裝尺寸通常在圖紙中定義，公差為±0.1mm，除非另有規定。關鍵機械特徵包括總長度、寬度和高度，以及焊墊圖案設計。極性由元件本體上的標記指示，例如陰極指示器（通常是綠點、凹口或類似標記）。封裝設計與標準8mm寬載帶（7英吋直徑捲盤）相容，便於自動化取放組裝製程。
6. 焊接與組裝指南
6.1 儲存與處理
LED對濕氣敏感。開封前，必須儲存在≤30°C且≤90% RH的環境中。開封後，在≤30°C且≤60% RH條件下的車間壽命為1年。未使用的零件應重新密封在帶有乾燥劑的防潮包裝中。若超過指定的儲存條件或時間，則需要在60±5°C下烘烤24小時，以去除吸收的濕氣，防止在迴流焊接過程中發生爆米花現象。
6.2 焊接製程
本元件與紅外線和氣相迴流製程相容。建議採用特定的無鉛迴流曲線：在150-200°C預熱60-120秒，液相線以上（217°C）時間60-150秒，峰值溫度最高260°C，持續時間不超過10秒，並控制升溫/降溫速率（分別最大6°C/秒和3°C/秒）。迴流焊接不應超過兩次。在手動焊接期間，烙鐵頭溫度必須低於350°C，每個端子焊接時間不超過3秒，使用低功率烙鐵（<25W）。必須避免在加熱過程中對LED本體施加應力，且焊接後禁止電路板翹曲。
6.3 電路保護
必須在LED串聯一個限流電阻。順向電壓具有負溫度係數，這意味著如果沒有外部電阻適當限制，電壓的輕微增加（或由於溫度升高導致Vf下降）可能導致電流大幅、潛在破壞性的增加。
7. 包裝與訂購資訊
標準包裝為每捲3000顆。載帶尺寸有明確規定，以確保與自動化設備相容。產品以防潮鋁箔袋包裝出貨，內含乾燥劑和濕度指示卡。捲盤標籤包含用於識別和追溯的關鍵資訊，包括產品編號 (P/N)、數量 (QTY)，以及發光強度 (CAT)、主波長 (HUE) 和順向電壓 (REF) 的特定分級代碼。
8. 應用建議
19-117 LED非常適合各種低功率指示燈和背光應用。其小巧尺寸和寬廣視角使其成為以下應用的理想選擇：
- 背光：消費性電子產品中儀表板儀器、薄膜開關、鍵盤和LCD顯示器的照明。
- 狀態指示燈：通訊設備（電話、傳真機）、電腦周邊設備和家電中的電源、連線或功能狀態燈。
- 通用信號指示：任何需要緊湊、可靠的藍色視覺指示器的應用。
設計考量：務必使用串聯限流電阻。考慮溫度對發光強度和順向電壓的影響。確保PCB佈局提供足夠的散熱，特別是在接近最大額定值操作時。嚴格遵守建議的焊接曲線和儲存條件以防止損壞。
9. 技術比較與差異化
與舊式穿孔LED相比，19-117在尺寸、重量和自動化組裝適用性方面具有顯著優勢。在SMD藍光LED類別中，其關鍵差異化特點在於其120度視角、定義明確的分級結構以確保顏色和亮度一致性、整合的ESD防護，以及具有明確處理指南的穩健濕度敏感等級 (MSL)。規定的2000V ESD等級提供了比許多基本LED更好的處理穩健性。
10. 常見問題 (FAQ)
問：我應該為這個LED使用多大的電阻值？
答：電阻值取決於您的電源電壓 (Vs) 和所需的順向電流 (If，最大連續10mA)。使用歐姆定律：R = (Vs - Vf) / If。為確保電流絕不超過限制，建議採用保守設計，使用規格書中的最大Vf值 (3.00V) 進行計算。
問：我可以在戶外使用這個LED嗎？
答：其操作溫度範圍 (-40°C至+85°C) 允許在許多戶外環境中使用。然而，此封裝並未特別針對防水或抗紫外線進行評級。若需直接暴露於天氣中，則需要額外的披覆塗層或外殼保護。
問：為什麼儲存條件如此重要？
答：SMD封裝會從空氣中吸收濕氣。在迴流焊接的高溫過程中，這些濕氣可能迅速蒸發，導致內部分層或破裂（爆米花現象），從而損壞LED。儲存和烘烤程序可防止此情況發生。
問：標籤上的分級代碼是什麼意思？
答：它告訴您該捲LED的特定性能組別。例如，代碼 K2-Y-30 表示發光強度等級 K2 (9.00-11.5 mcd)、主波長等級 Y (470-475nm) 和順向電壓等級 30 (2.80-2.90V)。這確保了您生產批次的一致性。
11. 實際應用範例
情境：為USB裝置設計一個低功率狀態指示燈。
該裝置由5V USB匯流排供電。目標是使用藍光LED指示電源開啟。選擇5mA的順向電流以獲得足夠的亮度和低功耗。
計算：為安全起見，使用最大Vf值3.00V：R = (5V - 3.00V) / 0.005A = 400 歐姆。最接近的標準值為390歐姆。實際電流將為：I = (5V - ~2.8V_典型值) / 390Ω ≈ 5.64mA，此值安全且在規格範圍內。LED將與此390Ω電阻串聯，連接在5V電源軌和地之間（注意正確極性）。PCB焊墊圖案應與封裝圖紙中推薦的焊墊圖案相符。
12. 技術原理介紹
此LED基於使用氮化銦鎵 (InGaN) 作為主動層的半導體異質結構。當順向電壓施加於p-n接面時，電子和電洞被注入主動區域。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。InGaN合金的特定成分決定了能隙能量，這直接關聯到發射光的波長——在本例中為藍光 (~468nm)。環氧樹脂透鏡封裝晶片，提供機械保護，塑造光輸出光束（120度角），並且如果生產不同顏色（如白光）則通常含有螢光粉。
13. 產業趨勢與背景
19-117代表了SMD LED市場中的成熟產品。當前的產業趨勢聚焦於超越基本指示燈的幾個領域：提高發光效率（每瓦更多光）、在更小的封裝中實現更高最大驅動電流以獲得更亮的輸出、改善顯色性和一致性，以及在LED封裝本身內整合控制電子元件（如恆流驅動器）。對於汽車和專業工業應用，也有強烈的驅動力朝向更高的可靠性。雖然此元件針對通用用途進行了優化，但新一代產品在功率密度、熱性能和智慧功能方面不斷突破界限。本規格書中概述的正確電路設計、熱管理和謹慎處理的原則，在所有LED技術中仍然普遍適用。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |