SMD LED 17-215/G6C-BM1N2L/3T 規格書 - 亮黃綠色 - 封裝尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 電壓 1.7-2.3V - 功率 60mW - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

17-215/G6C-BM1N2L/3T是一款專為高密度電子組裝設計的表面黏著元件（SMD）LED。它採用AIGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片，以產生亮黃綠色的光輸出。此元件的首要優勢在於其微型封裝尺寸，能顯著縮小印刷電路板（PCB）的體積、提高元件裝配密度，最終有助於開發更輕巧的終端設備。其輕量化結構使其特別適合空間與重量為關鍵限制因素的應用。

此LED以業界標準的8mm載帶包裝於7英吋直徑的捲盤上供應，確保與自動化取放組裝設備的相容性。其設計可兼容紅外線與氣相迴焊製程，有利於現代化、大批量的生產製造。本產品屬於單色類型，為無鉛（Pb-free）設計，並確認符合包括歐盟RoHS指令、REACH法規及無鹵素要求（溴<900 ppm、氯<900 ppm，總和<1500 ppm）在內的主要環境與安全規範。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限，這些數值並非用於正常操作。對於17-215 LED，最大反向電壓（VR）為5V。超過此反向電壓可能導致接面崩潰。連續順向電流（IF）額定值為25 mA，而在脈衝條件下（工作週期1/10，頻率1 kHz），則允許較高的峰值順向電流（IFP）60 mA。最大功率耗散（Pd）為60 mW，這是熱管理設計的關鍵參數。此元件可承受人體模型（HBM）2000V的靜電放電（ESD）。操作溫度範圍（Topr）為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍（Tstg）為-40°C至+90°C，顯示其在廣泛環境條件下均具備穩健的性能。

2.2 電光特性

電光特性是在環境溫度（Ta）25°C、順向電流（IF）20 mA的標準測試條件下所指定。發光強度（Iv）範圍從最小值18.0 mcd到最大值45.0 mcd，典型值取決於特定的分級代碼。視角（2θ1/2）定義為半強度的全角，典型值為130度，提供寬廣的發光模式，適用於背光與指示燈應用。

光譜特性由峰值波長（λp）和主波長（λd）定義。峰值波長典型值為575 nm，主波長範圍則為567.5 nm至575.5 nm。光譜頻寬（Δλ）典型值為20 nm。在20 mA下驅動LED所需的順向電壓（VF）範圍為1.7V至2.3V，典型值約在此範圍的中點。當施加5V反向電壓時，最大反向電流（IR）為10 μA。必須注意，此元件並非設計用於反向偏壓操作；VR額定值僅用於測試IR參數。

3. 分級系統說明

為確保生產一致性並協助設計師根據特定需求選擇元件，LED會根據三個關鍵參數進行分級：發光強度、主波長和順向電壓。

3.1 發光強度分級

發光強度分為四個等級：M1（18.0-22.5 mcd）、M2（22.5-28.5 mcd）、N1（28.5-36.0 mcd）和N2（36.0-45.0 mcd）。這讓設計師能為其應用選擇具有適當亮度等級的LED，確保在多LED陣列中的視覺一致性，或滿足特定的亮度要求。

3.2 主波長分級

主波長與感知顏色密切相關，分為四個代碼：C15（567.5-569.5 nm）、C16（569.5-571.5 nm）、C17（571.5-573.5 nm）和C18（573.5-575.5 nm）。這種嚴格的±1 nm公差分級，對於需要精確顏色匹配的應用至關重要，例如狀態指示燈或顏色均勻性至關重要的背光。

3.3 順向電壓分級

順向電壓分為六個等級，標記為19至24，每個等級涵蓋從1.7V到2.3V的0.1V範圍。了解VF分級對於設計高效的限流電路非常重要，特別是在驅動多個串聯LED時，以確保電流均勻分佈和可預測的功耗。

4. 性能曲線分析

雖然規格書標示了典型電光特性曲線的章節，但擷取的文本中並未提供具體圖表（例如，相對發光強度 vs. 順向電流、順向電壓 vs. 接面溫度、光譜分佈）。在完整的規格書中，這些曲線對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。設計師通常依賴IV曲線來確定動態電阻、溫度降額曲線來了解高溫下的亮度衰減，以及光譜圖來驗證色純度和半高全寬（FWHM）。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED採用緊湊的SMD封裝。關鍵尺寸（單位：毫米）如下：總長度為2.0 mm，寬度為1.25 mm，高度為0.8 mm。陰極通常由封裝上的標記或切角來識別。PCB設計的焊墊圖形（Footprint）建議包括焊墊尺寸和間距，以確保可靠的焊接和機械穩定性。所有未指定的公差為±0.1 mm。

5.2 包裝規格

元件以防潮包裝系統交付。它們被放置在專為2.0x1.25mm尺寸設計的載帶凹槽中。此載帶纏繞在標準7英吋（178 mm）直徑的捲盤上。每捲包含3000個元件。包裝內含乾燥劑，並密封在鋁箔防潮袋中，以保護LED在儲存和運輸過程中免受環境濕度影響，這對於防止迴焊過程中的爆米花效應至關重要。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

對於無鉛焊接，必須遵循特定的溫度曲線。預熱區應在60-120秒內從150°C升溫至200°C。高於液相線溫度（217°C）的時間應維持60-150秒。峰值溫度不得超過260°C，且在此峰值的時間最多為10秒。升至峰值的最大升溫速率為6°C/秒，高於255°C的最長時間為30秒。冷卻速率應控制在最大3°C/秒。同一LED不應進行超過兩次的迴焊。

6.2 手工焊接與儲存

若需進行手工焊接，必須極度小心。烙鐵頭溫度應低於350°C，與每個接腳的接觸時間不得超過3秒。建議使用低功率烙鐵（≤25W），且焊接每個接腳之間至少間隔2秒。加熱時不應對LED施加應力，且焊接後PCB不應變形。

關於儲存，防潮袋在準備使用LED前不得開啟。開封後，未使用的LED應儲存在≤30°C且相對濕度≤60%的環境中。開袋後的車間壽命為168小時（7天）。若超過此時間或乾燥劑指示劑顯示飽和，則在使用前需進行60±5°C、24小時的烘烤處理。

7. 應用說明與設計考量

7.1 典型應用

此LED非常適合各種指示燈和背光功能。常見應用包括汽車儀表板和開關的背光、通訊設備（電話、傳真機）中的狀態指示燈和鍵盤背光、小型LCD面板的平面背光，以及需要明亮黃綠色訊號的通用指示燈用途。

7.2 關鍵設計考量

電流限制：必須使用外部限流電阻。LED呈現高度非線性的IV特性；順向電壓稍微超過標稱值，就可能導致電流大幅且可能具破壞性的增加。電阻值必須根據電源電壓、LED的順向電壓（考慮其分級）和所需的工作電流（≤25 mA連續）來計算。

熱管理：儘管功率耗散較低（最大60 mW），PCB上適當的熱設計仍然重要，特別是在高環境溫度或密閉空間中操作時。散熱焊墊周圍足夠的銅箔面積有助於散熱，並維持LED的性能和壽命。

ESD防護：雖然LED具有2000V HBM ESD等級，但在組裝和處理過程中仍應遵守標準的ESD防護措施，以防止潛在損壞。

8. 應用限制與可靠性說明

本產品專為一般商業和工業應用設計。明確說明，未經事先諮詢，可能不適用於高可靠性應用。這些限制應用包括軍事和航太系統、汽車安全與保全系統（例如，安全氣囊控制、煞車燈）以及生命攸關的醫療設備。對於此類用途，通常需要具有不同規格、認證等級和可靠性數據的產品。本規格書提供的性能保證僅適用於元件在指定的絕對最大額定值和建議操作條件下運行時。

9. 技術比較與差異化

此LED的主要差異化特點在於其結合了特定的AIGaInP晶片材料（產生亮黃綠色）與非常緊湊的2.0x1.25mm SMD封裝。相較於舊式的穿孔或較大的SMD LED，它提供了顯著的空間節省。寬廣的130度視角對於需要廣泛照明而非聚焦光束的應用具有優勢。其符合現代環境標準（RoHS、REACH、無鹵素）的特性，使其適合具有嚴格材料聲明的產品。詳細的分級系統為設計師提供了對產品顏色和亮度一致性的高度控制。

10. 常見問題（FAQ）

問：峰值波長和主波長有何不同？

答：峰值波長（λp）是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長（λd）是與LED感知顏色相匹配的單色光波長。對於像此LED這樣的窄頻發射器，兩者通常很接近，但λd對於顏色規格更為相關。

問：如果我的電源是恆流源，是否可以不用限流電阻來驅動此LED？

答：可以，恆流驅動器是驅動LED的一種極佳且通常更受青睞的方法，因為它直接控制決定光輸出的主要變數（電流），並確保穩定運行，不受元件間順向電壓差異或溫度變化的影響。

問：為什麼儲存和烘烤程序如此重要？

答：SMD封裝會從空氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣可能迅速蒸發，產生內部壓力，導致環氧樹脂封裝破裂（此現象稱為爆米花效應或分層）。濕度敏感等級（MSL）和烘烤程序可防止此類失效模式。

問：如何解讀捲盤上的標籤？

答：捲盤標籤包含關鍵資訊：CPN（客戶料號）、P/N（製造商料號）、QTY（捲盤數量）、CAT（發光強度分級代碼）、HUE（主波長分級代碼）、REF（順向電壓分級代碼）和LOT No（可追溯的生產批號）。

11. 設計與使用案例研究

情境：設計一個多指示燈面板。一位設計師正在創建一個具有20個狀態指示燈的控制面板。均勻的亮度和顏色對使用者體驗至關重要。利用分級資訊，設計師在下單時可以指定來自相同發光強度等級（例如，全部來自N1）和相同主波長等級（例如，全部來自C17）的LED。這種在採購階段的預先篩選，能最大限度地減少最終組裝面板上的亮度和顏色差異，無需進行生產後校準或分選。此外，了解順向電壓等級（例如，21代表1.9-2.0V）可以在將多個LED串聯到12V電源軌時，精確計算限流電阻值，確保每個LED獲得預期的電流。

12. 工作原理

此LED基於半導體p-n接面的電致發光原理運作。主動區由AIGaInP（磷化鋁鎵銦）組成。當施加順向偏壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入主動區。在那裡，它們復合，以光子的形式釋放能量。AIGaInP合金的特定能隙決定了發射光的波長，在本例中位於可見光譜的黃綠色區域（約575 nm）。環氧樹脂封裝用於保護半導體晶片、提供機械穩定性，並作為主透鏡來塑造光輸出光束。

13. 技術趨勢

SMD LED技術的總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明或毫燭光）、更小封裝尺寸以增加密度，以及改善顏色一致性和顯色性。同時，重點也在於增強在高工作電流和溫度下的可靠性和壽命。此外，對永續性的追求推動了更廣泛地遵守環境法規，並在封裝和製造過程中開發更環保的材料。本規格書中強調的詳細分級和濕度敏感性處理程序，反映了產業在自動化、大批量製造環境中朝向更高精度和可靠性的發展方向。