SMD LED 19-213 亮黃色規格書 - 封裝尺寸 - 順向電壓 1.75-2.35V - 發光強度 45-112mcd - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-213/Y2C-AP1Q2B/3T 是一款表面黏著元件（SMD）LED，專為需要緊湊、可靠且高效能的指示燈或背光解決方案的現代電子應用而設計。此元件採用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體技術，以產生亮黃色的光輸出。其主要優勢在於其微型尺寸，能顯著減少印刷電路板（PCB）的佔用面積、提高元件封裝密度，並最終有助於開發更小、更輕的終端用戶設備。該元件採用透明樹脂透鏡結構，以優化光提取效率和視角。

1.1 核心特性與合規性

此 LED 以 8mm 載帶包裝，捲繞於直徑 7 英吋的捲盤上，完全相容於高速自動化貼片組裝設備。其設計適用於標準紅外線（IR）迴焊與氣相迴焊製程，確保能無縫整合至現代生產線。本產品屬於單色型。其製造符合無鉛（Pb-free）標準，並符合歐盟 RoHS（有害物質限制指令）與 REACH（化學品註冊、評估、授權和限制法規）。此外，亦符合無鹵素要求，溴（Br）與氯（Cl）含量各自低於 900 ppm，且其總和低於 1500 ppm。

1.2 目標應用

此 LED 非常適合各種對節省空間與可靠照明至關重要的應用。典型使用案例包括：汽車儀表板與控制開關的背光、電話與傳真機等通訊設備中的狀態指示燈與鍵盤背光、液晶顯示器（LCD）的平面背光模組，以及消費性與工業電子產品中的通用指示功能。

2. 技術規格詳解

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應力極限。不保證在或超過這些極限下操作。所有數值均在環境溫度（Ta）為 25°C 下指定。

• 逆向電壓（VR）：5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 連續順向電流（IF）：25 mA。
• 峰值順向電流（IFP）：60 mA，僅允許在佔空比為 1/10、頻率為 1 kHz 的脈衝條件下使用。
• 功率消耗（Pd）：60 mW。這是允許的最大熱功率損耗。
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：2000 V。此額定值表示元件對靜電的敏感度；必須遵循正確的 ESD 處理程序。
• 操作溫度範圍（Topr）：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍（Tstg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度（Tsol）：對於迴焊，指定峰值溫度為 260°C，最長 10 秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度不得超過 350°C，每個端子的接觸時間限制在 3 秒內。

2.2 電光特性

這些參數定義了元件在正常操作條件下的性能，通常在 Ta=25°C 且順向電流（IF）為 20 mA 下量測，除非另有說明。

• 發光強度（Iv）：範圍從最小值 45.0 mcd 到最大值 112.0 mcd。典型值根據特定的分級代碼落在這個範圍內。
• 視角（2θ1/2）：120 度（典型值）。這是指發光強度為 0 度（軸上）量測到的最大強度一半時的全角。
• 峰值波長（λp）：約 591 nm（典型值）。這是光譜輻射最強的波長。
• 主波長（λd）：範圍從 585.5 nm 到 594.5 nm。這是人眼感知到的、與發光顏色相匹配的單一波長。
• 光譜輻射頻寬（Δλ）：15 nm（典型值）。這表示在半高全寬（FWHM）處的發射光譜寬度。
• 順向電壓（VF）：在 IF=20mA 時，範圍從 1.75 V 到 2.35 V。這是 LED 導通時兩端的電壓降。
• 逆向電流（IR）：當施加 5V 逆向電壓（VR）時，最大值為 10 μA。規格書明確指出，此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅供測試用途。

重要注意事項：規格書指定了製造公差：發光強度 ±11%、主波長 ±1 nm、順向電壓 ±0.1 V。

3. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED 會根據關鍵性能參數進行分級。這讓設計師能夠選擇符合特定應用對亮度與顏色要求的元件。

3.1 發光強度分級

在 IF=20mA 下分級。分級代碼（例如 P1、Q2）定義了特定的強度範圍。

• P1：45.0 – 57.0 mcd
• P2：57.0 – 72.0 mcd
• Q1：72.0 – 90.0 mcd
• Q2：90.0 – 112.0 mcd

3.2 主波長分級

在 IF=20mA 下分級。這決定了黃色的精確色調。

• D3：585.5 – 588.5 nm
• D4：588.5 – 591.5 nm
• D5：591.5 – 594.5 nm

3.3 順向電壓分級

在 IF=20mA 下分級。這對於電路設計至關重要，特別是在驅動多個串聯 LED 時。

• 0：1.75 – 1.95 V
• 1：1.95 – 2.15 V
• 2：2.15 – 2.35 V

4. 性能曲線分析

規格書提供了數個特性曲線圖，說明元件在不同條件下的行為。這些對於穩健的電路設計至關重要。

4.1 順向電流 vs. 順向電壓（I-V 曲線）

此曲線顯示流經 LED 的電流與其兩端電壓之間的指數關係。這是選擇適當限流電阻的基礎。該曲線會隨溫度而偏移。

4.2 相對發光強度 vs. 順向電流

此圖表展示了光輸出如何隨順向電流增加。它通常是非線性的，在接近最大電流下操作可能導致亮度增益遞減，同時增加熱量並縮短壽命。

4.3 相對發光強度 vs. 環境溫度

LED 的光輸出會隨著接面溫度上升而降低。此圖表量化了該降額，顯示從 -40°C 到 +110°C 所保留的發光強度百分比。有效的熱管理是維持亮度一致性的關鍵。

4.4 順向電流降額曲線

為防止過熱，最大允許連續順向電流必須隨著環境溫度升高而降低。此圖表提供了從 25°C 以上到最高操作溫度的降額指引。

4.5 輻射圖型與光譜分佈

輻射圖型圖直觀地呈現了 120 度的視角。光譜分佈圖顯示了以約 591 nm 為中心的窄發射峰，這是 AlGaInP 技術的特徵，能產生飽和的黃色光。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 具有緊湊的 SMD 佔位面積。關鍵尺寸包括本體尺寸、端子（焊墊）間距與總高度。所有未指定的公差為 ±0.1 mm。極性由封裝上的標記或特定的焊墊設計（通常是陰極）指示。設計師必須參考精確的尺寸圖進行 PCB 焊墊圖案設計。

6. 焊接與組裝指引

6.1 儲存與濕度敏感性

LED 包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中。在準備使用元件前不得打開袋子。開封後，未使用的 LED 應儲存在 ≤30°C 且 ≤60% 相對濕度（RH）的環境中，並在 168 小時（7 天）內使用。若超過儲存時間或乾燥劑顯示已飽和，則在焊接前需要進行 60 ±5°C、24 小時的烘烤處理，以防止在迴焊過程中發生 "爆米花效應" 損壞。

6.2 迴焊溫度曲線

指定了無鉛（Pb-free）迴焊曲線：

• 預熱：150–200°C，持續 60–120 秒。
• 液相線以上時間（TAL）：在 217°C 以上，持續 60–150 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C，保持最長 10 秒。
• 升溫速率：最高 6°C/秒。
• 255°C 以上時間：最長 30 秒。
• 降溫速率：最高 3°C/秒。

6.3 手工焊接與返修

若無法避免手工焊接，請使用烙鐵頭溫度 ≤350°C 且功率 ≤25W 的烙鐵。每個端子的接觸時間必須 ≤3 秒。焊接每個端子之間至少間隔 2 秒冷卻時間。強烈不建議進行返修。若絕對必要，必須使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以避免對焊點造成機械應力。返修後必須驗證對 LED 特性的影響。

6.4 電路保護

一個限流電阻是必須與 LED 串聯。順向電壓具有負溫度係數，意味著它會隨著 LED 升溫而降低。若沒有電阻，供應電壓的微小增加或 VF 的下降都可能導致順向電流大幅且可能具破壞性的增加。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲盤與載帶規格

元件以凸型載帶包裝，供應於直徑 7 英吋的捲盤上。標準裝載數量為每捲 3000 顆。提供了捲盤、載帶凹槽與覆蓋帶的詳細尺寸，以確保與自動化設備送料器的相容性。

7.2 標籤說明

包裝標籤包含數個代碼：

• CPN：客戶產品編號。
• P/N：製造商產品編號（例如：19-213/Y2C-AP1Q2B/3T）。
• QTY：包裝數量。
• CAT：發光強度等級（分級代碼）。
• HUE：色度座標與主波長等級（分級代碼）。
• REF：順向電壓等級（分級代碼）。
• LOT No：製造批號，用於追溯性。

8. 應用設計考量

8.1 驅動 LED

務必使用恆定電流或透過電壓源串聯限流電阻來驅動 LED。使用歐姆定律計算電阻值：R = (V_電源 - VF_LED) / I_期望。使用分級或規格書中的最大 VF 值，以確保在所有條件下都有足夠的電流。例如，使用 5V 電源、期望電流 20mA、最大 VF 2.35V：R = (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 Ω。一個標準的 130 Ω 或 150 Ω 電阻是合適的，需檢查其額定功率（P = I²R）。

8.2 熱管理

雖然封裝很小，但功率消耗（最高 60mW）仍可能導致溫度上升。確保足夠的 PCB 銅箔面積（散熱焊墊）將熱量從 LED 端子導出，特別是在高環境溫度或接近最大電流下操作時。這有助於維持發光強度與長期可靠性。

8.3 光學設計

120 度的視角提供了寬廣、擴散的發光圖型，適合區域照明以及從各種角度觀看的指示燈。若需要更聚焦的光線，則需要二次光學元件（透鏡）。透明樹脂提供了良好的色彩飽和度。

9. 技術比較與定位

與傳統插件式 LED 相比，此 SMD 類型在組裝速度、節省電路板空間以及透過消除引腳提高機械可靠性方面具有顯著優勢。在 SMD 黃色 LED 類別中，此處使用的 AlGaInP 技術通常比用於黃色波長的舊技術（如 GaAsP）提供更高的效率與更好的色彩純度。與未分級或寬鬆分級的替代品相比，特定的分級結構允許在生產批次中對顏色與亮度進行更嚴格的控制。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長（λp）是 LED 發出最大光功率的物理波長。主波長（λd）是一個感知指標；它是人眼感知到的、與 LED 輸出顏色相同的單色光波長。對於像此類窄頻譜 LED，兩者通常很接近，但 λd 是顏色規格中更相關的參數。

10.2 為何限流電阻絕對必要？

LED 是一種在順向區域具有非常陡峭 I-V 曲線的二極體。其順向電壓也會隨著溫度升高而降低。若沒有串聯電阻，供應電壓或溫度的任何微小變化都可能導致電流失控增加，迅速超過絕對最大額定值並導致災難性故障（燒毀）。電阻提供了負回饋，穩定了工作點。

10.3 我可以在 25mA 下連續操作此 LED 嗎？

可以，25mA 是在 25°C 下的額定連續順向電流（IF）。然而，如果預期環境溫度更高，您必須參考順向電流降額曲線，並相應地降低操作電流，以保持在功率消耗限制內並確保長期可靠性。

10.4 如何解讀零件編號 19-213/Y2C-AP1Q2B/3T？

雖然確切的細分可能是專有的，但它通常編碼了關鍵屬性。"19-213" 可能是基礎產品系列。後綴通常包含顏色代碼（Y 代表黃色）、強度分級（Q2）、波長分級（可能隱含）與電壓分級（3T 可能與分級 '2' 或包裝有關）。捲盤上的特定標籤代碼（CAT、HUE、REF）提供了您訂單的確切分級資訊。