SMD LED 15-21/GHC-XS1T1/2T 規格書 - 尺寸 1.6x0.8x0.6mm - 電壓 3.3V - 顏色 亮綠 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

15-21/GHC-XS1T1/2T 是一款專為高密度、微型化應用設計的表面黏著元件（SMD）LED。其特色在於採用 InGaN 晶片，封裝於透明樹脂中，發出亮綠色光。此元件體積遠小於傳統引線框架 LED，能實現更緊湊的電路板設計、更高的元件密度，並縮減整體設備尺寸。其輕量化結構使其成為空間受限及可攜式裝置的理想選擇。

主要優勢包括與標準自動化貼裝設備及迴焊製程（紅外線與氣相迴焊皆可）的相容性。本產品為無鉛（Pb-free）製造，符合歐盟 RoHS 與 REACH 指令，並滿足無鹵素要求（Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm）。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

為避免永久性損壞，不得在超出此限制的條件下操作元件。最大反向電壓（VR）為 5V。連續順向電流（IF）額定值為 25 mA，在脈衝條件下（工作週期 1/10 @ 1kHz）允許的峰值順向電流（IFP）為 100 mA。最大功率消耗（Pd）為 95 mW。元件可承受人體放電模型（HBM）下 150V 的靜電放電（ESD）。操作溫度範圍（Topr）為 -40°C 至 +85°C，而儲存溫度（Tstg）範圍為 -40°C 至 +90°C。焊接溫度限制定義了迴焊（最高 260°C，持續 10 秒）與手工焊接（最高 350°C，持續 3 秒）。

2.2 電氣與光學特性

在標準測試條件 Ta=25°C 與 IF=20mA 下測量，元件的光強度（Iv）範圍從最小值 180.0 mcd 到最大值 360.0 mcd。典型視角（2θ1/2）為 130 度，提供寬廣的發光模式。光譜特性包括典型峰值波長（λp）為 518 nm，主波長（λd）範圍為 515.0 nm 至 530.0 nm，定義了其亮綠色。典型光譜頻寬（Δλ）為 35 nm。順向電壓（VF）典型值為 3.3V，範圍從 2.70V 到 3.70V。當施加 5V 反向電壓（VR）時，最大反向電流（IR）為 50 μA。請注意，此元件並非設計用於反向偏壓操作；VR 額定值僅供 IR 測試之用。

3. 分級系統說明

LED 會根據關鍵性能參數進行分級，以確保應用設計的一致性。

3.1 光強度分級

在 IF=20mA 條件下，光強度分為三個等級：S1（180.0 - 225.0 mcd）、S2（225.0 - 285.0 mcd）和 T1（285.0 - 360.0 mcd）。光強度容差為 ±11%。

3.2 主波長分級

同樣在 IF=20mA 下測量，主波長分級如下：W（515.0 - 520.0 nm）、X（520.0 - 525.0 nm）和 Y（525.0 - 530.0 nm）。主波長容差為 ±1nm。

4. 性能曲線分析

規格書包含典型的電氣與光學特性曲線。這些圖表以視覺化方式呈現順向電流與光強度的關係、環境溫度對光強度的影響、順向電壓與順向電流的關係，以及光譜功率分佈。分析這些曲線對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要，例如不同的驅動電流或操作溫度，這對於穩健的電路設計和熱管理是必不可少的。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 採用緊湊型 SMD 封裝。尺寸為長 1.6mm、寬 0.8mm、高 0.6mm，除非另有說明，典型公差為 ±0.1mm。技術圖紙提供了引腳位置、透鏡形狀和整體佔位面積的詳細尺寸。封裝上清楚標示了陰極標記，以便在組裝時正確辨識極性方向。

5.2 捲帶包裝

元件以防潮包裝供應。它們裝在 8mm 寬的載帶中，並捲繞在直徑 7 英吋的捲盤上。每捲包含 2000 個元件。提供了載帶凹槽和捲盤的詳細尺寸圖，確保與自動貼片機的相容性。包裝內含乾燥劑，並密封於鋁箔防潮袋中，以保護 LED 在儲存和運輸過程中免受環境濕度影響。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存與處理

此為濕度敏感元件，必須儲存在未開封的防潮袋中。一旦開封，若保持在 30°C 或以下、相對濕度 60% 或以下的環境中，LED 應在 168 小時（7 天）內使用完畢。未使用的 LED 應重新密封並放入乾燥劑。若超過儲存時間或乾燥劑指示劑已變色，使用前需進行烘烤處理，條件為 60 ±5°C 下烘烤 24 小時。

6.2 焊接製程

對於無鉛迴焊，必須遵循特定的溫度曲線：在 150-200°C 之間預熱 60-120 秒，液相線以上（217°C）時間為 60-150 秒，峰值溫度不得超過 260°C，且持續時間最長 10 秒。超過 255°C 後的最大升溫速率為 3°C/秒，最大冷卻速率為 6°C/秒。迴焊次數不應超過兩次。進行手工焊接時，烙鐵頭溫度必須低於 350°C，每個端子焊接時間不超過 3 秒，烙鐵功率額定值應低於 25W。焊接每個端子之間應至少間隔 2 秒。必須避免加熱時對 LED 本體施加應力，以及焊接後 PCB 板彎曲。不建議在初次焊接後進行維修，但若不可避免，應使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，且必須事先驗證對元件特性的影響。

7. 包裝與訂購資訊

捲盤上的標籤提供了追溯性和正確應用所需的基本資訊：客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、包裝數量（QTY）、光強度等級（CAT）、色度座標與主波長等級（HUE）、順向電壓等級（REF）以及批號（LOT No）。此分級數據讓設計師能根據其特定應用需求，選擇參數受到嚴格控制的元件。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此 LED 非常適合用於汽車儀表板和開關的背光應用。在電信領域，它可作為電話和傳真機的指示燈或背光。它也是 LCD、開關和符號的平面背光，以及通用指示燈用途的理想選擇。

8.2 設計考量

必須串聯一個限流電阻與 LED。順向電壓存在一個範圍（2.7V 至 3.7V），且光強度與電流相關。因此，必須根據電源電壓和期望的順向電流計算電阻值，並考慮最壞情況的 VF，以確保電流絕不超過 25mA 的絕對最大額定值。輕微的電壓偏移可能導致電流大幅變化，可能導致燒毀。未經事先諮詢和資格認證，此元件不適用於高可靠性應用，例如軍事/航太、汽車安全/保全系統或醫療設備。

9. 技術比較與差異化

與較大的穿孔式 LED 相比，此 SMD 元件的主要優勢在於其極小的佔位面積和高度，能實現超緊湊的設計。130 度的寬廣視角對於需要廣泛照明或可見度的應用非常有益。採用 InGaN 技術提供了飽和且亮麗的綠色。其與標準無鉛迴焊曲線的相容性符合現代注重環保的製造實務。與未分級或分級寬鬆的替代品相比，詳細的分級系統讓設計師能對其最終產品的顏色和亮度一致性進行更高層級的控制。

10. 常見問題（FAQ）

問：分級代碼（S1、T1、W、X 等）的目的是什麼？

答：分級確保了電氣和光學參數的一致性。設計師可以指定分級代碼，以保證來自不同生產批次的 LED 符合相同的最低亮度（CAT 代碼）和顏色（HUE 代碼）規格，這對於像多 LED 背光陣列這類均勻性至關重要的應用來說非常關鍵。

問：為什麼儲存在防潮袋中如此重要？

答：SMD 封裝會從空氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被吸收的濕氣會迅速膨脹，導致內部分層或爆米花效應，從而開裂封裝並損壞 LED。防潮袋和烘烤程序可防止此類故障模式。

問：我可以不串聯電阻來驅動這個 LED 嗎？

答：不行。LED 是電流驅動元件。其順向電壓具有負溫度係數，且每個元件之間存在差異。直接連接到電壓源將導致不受控制且可能具有破壞性的電流突波。串聯電阻是最簡單的電流調節形式。

問：如何解讀峰值順向電流額定值？

答：在 1/10 工作週期和 1kHz 頻率下的 100mA 峰值額定值允許較高電流的短暫脈衝，這可用於 PWM 調光，以實現低於 20mA 標準測試電流的平均亮度。長時間的平均電流仍必須遵守 25mA 的連續額定值。

11. 實際應用範例

考慮設計一個帶有多個亮綠色 LED 的狀態指示燈面板。設計師選擇 T1 亮度等級和 X 波長等級，以確保外觀均勻一致。電路由 5V 電源軌供電。考慮到最大順向電壓（3.7V）並以 20mA 順向電流為目標，計算所需的串聯電阻值為 R = (電源電壓 - VF) / IF = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 歐姆。將選擇一個標準的 68 歐姆電阻，這會導致電流略低，約為 19.1mA，這是安全且符合規格的。PCB 佈局時，將 LED 按照陰極標記正確對齊極性，並提供足夠的間距以利散熱。組裝好的電路板隨後將按照指定的溫度曲線進行受控的迴焊製程。

12. 工作原理

此 LED 基於氮化銦鎵（InGaN）製成的半導體晶片。當施加超過二極體閾值的順向電壓時，電子和電洞被注入半導體的主動區域。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，這直接對應於發射光的波長（顏色）——在本例中為亮綠色。透明樹脂封裝體保護晶片並充當透鏡，塑造光輸出以達到指定的 130 度視角。

13. 技術趨勢

SMD LED 的趨勢持續朝向更高效率（每瓦電能產生更多光輸出）、更小封裝尺寸以增加密度，以及改善的顯色性和飽和度。同時，業界也高度關注提升可靠性和熱性能，以支援在緊湊空間中使用更高的驅動電流。無鉛和無鹵素製造的廣泛採用反映了電子產業對環境永續性的承諾。此外，規格書中提供的更嚴格分級和更詳細的特性數據，使設計師能夠為消費電子、汽車照明和通用照明中的先進應用創建更精確和一致的光學系統。