SMD LED 19-217/S2C-AL1M2VY/3T 規格書 - 亮橙色 - 5mA - 1.7-2.2V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-217/S2C-AL1M2VY/3T 是一款表面黏著元件（SMD）LED，專為需要可靠、緊湊且高效能指示照明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，以產生亮橙色的光輸出。其主要設計目標在於微型化、與自動化組裝製程的相容性，以及遵循嚴格的環境與安全標準。

此 LED 的核心優勢源自其 SMD 封裝。它比傳統引線框架型 LED 顯著更小，使得印刷電路板（PCB）上的元件封裝密度得以提高。這有助於縮小整體電路板尺寸、減少儲存空間需求，並最終促成更小、更輕的終端使用者設備之開發。封裝的輕量化特性使其特別適合空間與重量為關鍵限制因素的微型與可攜式應用。

此產品的目標市場廣泛，涵蓋一般電子產品、消費性裝置與工業設備。其設計旨在滿足尋求可靠、符合 RoHS 規範且無鹵素的橙色指示解決方案之設計師需求，該方案可使用標準表面黏著技術（SMT）生產線進行整合。

2. 技術規格深入解析

2.1 電光特性

電光性能是在環境溫度（Ta）25°C、順向電流（IF）5mA 的標準測試條件下所指定。關鍵參數定義了光輸出與色彩品質。

• 發光強度（Iv）：根據人眼敏感度調整後的輻射功率。典型值並非單一數值；相反地，產品會根據最小發光強度值（從 11.5 mcd 到 22.5 mcd）分級為不同等級（L1, L2, M1, M2）。最高等級（M2）的最大值為 28.5 mcd。發光強度容差為 ±11%。
• 視角（2θ1/2）：此為發光強度降至 0 度（軸向）強度一半時的角度。此 LED 具備非常寬廣的 120 度視角，使其適合需要從廣泛視角範圍內可見光源的應用。
• 峰值波長（λp）：光譜發射達到最大值時的波長。典型值為 611 奈米（nm），使其明確位於可見光譜的橙色區域。
• 主波長（λd）：這是人眼感知為光線顏色的單一波長。其範圍從 600.5 nm 到 612.5 nm，具有嚴格的 ±1 nm 容差。主波長同樣會進行分級（D8 至 D11）。
• 頻譜頻寬（Δλ）：發射頻譜在其最大功率一半處的寬度。典型值為 17 nm，顯示出 AlGaInP 技術相對純淨的色彩發射特性。

2.2 電氣參數

電氣特性定義了可靠性能的操作限制與條件。

• 順向電壓（VF）：在指定電流下操作時，LED 兩端的電壓降。在 IF=5mA 時，其範圍從最小值 1.70V 到最大值 2.20V，容差為 ±0.05V。此低順向電壓對於低功耗與電池供電裝置具有優勢。電壓同樣會進行分級（代碼 19 至 23）。
• 逆向電壓（VR）：在不損壞元件的情況下，可施加於逆向方向的最大電壓。絕對最大額定值為 5V。
• 逆向電流（IR）：施加最大逆向電壓（5V）時的漏電流。其最大值為 10 µA。
• 順向電流（IF）：建議的連續操作電流為 25 mA。
• 峰值順向電流（IFP）：對於脈衝操作（工作週期 1/10，頻率 1 kHz），LED 可處理高達 60 mA 的峰值電流。

2.3 熱特性與絕對最大額定值

這些額定值定義了環境與應力限制，超出此限制可能導致永久性損壞。

• 功率消耗（Pd）：最大允許功率消耗為 60 mW。
• 操作溫度（Topr）：可靠操作的環境溫度範圍為 -40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度（Tstg）：非操作狀態下的儲存溫度範圍為 -40°C 至 +90°C。
• 靜電放電（ESD）：使用人體放電模式（HBM）時，元件可承受 2000V，這是在 ESD 控制環境中處理的標準防護等級。
• 焊接溫度：此封裝相容於迴焊與手工焊接。
  • 迴焊焊接：最高峰值溫度 260°C，持續時間最長 10 秒。
  • 手工焊接：烙鐵頭溫度最高 350°C，每個端子最長 3 秒。

3. 分級系統說明

為確保生產中的色彩與亮度一致性，LED 會根據關鍵參數進行分級。這使得設計師能夠選擇符合特定應用需求的元件。

3.1 發光強度分級

LED 根據其在 5mA 下測得的發光強度，分為四個等級（L1, L2, M1, M2）。這允許針對需要不同亮度等級的應用進行選擇，同時保持可預測的性能。

3.2 主波長分級

色彩（色調）透過四個波長等級（D8, D9, D10, D11）進行嚴格控制，每個等級涵蓋從 600.5nm 到 612.5nm 的 3nm 範圍。這確保了組裝中多個單元間的視覺色彩一致性。

3.3 順向電壓分級

順向電壓分為五個等級（19 至 23），每個等級涵蓋從 1.70V 到 2.20V 的 0.1V 範圍。這對於需要精確管理電源設計與限流電阻計算的設計師特別有用，尤其是在電壓降可能成為問題的大型陣列中。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中引用了特定的圖形曲線，但其含義可以根據標準 LED 行為與提供的參數進行描述。

電流對電壓（I-V）曲線將顯示典型的二極體指數關係。指定的順向電壓範圍（5mA 時為 1.7-2.2V）指示了此曲線的膝點。在顯著高於 5mA 的電流下操作將需要更高的順向電壓，沿著指數斜率向上移動。這強調了使用限流電阻或恆流驅動器的重要性，因為電壓的微小增加可能導致電流大幅且可能具破壞性的增加。發光強度對順向電流（L-I）曲線

在一定範圍內通常是線性的。在最大連續電流（25mA）下操作將產生比測試電流 5mA 下顯著更高的光輸出，但也會增加功率消耗與接面溫度，必須透過適當的 PCB 熱設計來管理。溫度依賴性特性至關重要。對於 AlGaInP LED，發光強度通常隨著接面溫度升高而降低。雖然未提供確切的降額曲線，但寬廣的操作溫度範圍（-40°C 至 +85°C）證實了元件的穩健性。設計師必須考慮高溫環境下的強度衰減。順向電壓也具有負溫度係數，意味著它會隨著溫度升高而略微下降。

頻譜分佈曲線將顯示一個單一、相對狹窄的峰值，中心約在 611 nm（典型值），其寬度由 17 nm 頻寬定義。這證實了輸出的單色性質，適合需要特定、飽和橙色的應用。5. 機械與封裝資訊

19-217 LED 採用標準 SMD 封裝。確切尺寸在規格書的詳細圖紙中提供，除非另有說明，標準公差為 ±0.1mm。關鍵機械特徵包括：封裝外型：圖紙指定了 LED 本體的長度、寬度與高度，以及可焊接端子（焊墊）的尺寸與間距。

焊墊設計：

PCB 上的焊墊佈局必須符合建議的焊墊設計，以確保正確的焊接、機械穩定性，並可能提供一些散熱效果。

• 極性識別：規格書圖紙明確標示了陽極與陰極端子。正確的極性對於元件操作至關重要。通常，其中一個焊墊可能以不同方式標記或形狀（例如，LED 封裝本體上的凹口或斜角）來指示陰極。
• 材料：透鏡（樹脂）顏色指定為水透明，意味著橙色光線透過透明的封裝材料發射，這有助於實現寬廣的 120 度視角。
• 6. 焊接與組裝指南正確的處理與焊接對於可靠性至關重要。LED 以防潮包裝（捲帶包裝）供應，相容於自動取放設備。
• 6.1 迴焊焊接參數建議使用無鉛（Pb-free）迴焊溫度曲線。該曲線包括：

預熱：

在 60-120 秒內從環境溫度升至 150-200°C。

均熱/迴焊：

高於液相線（217°C）的時間應為 60-150 秒。峰值溫度不得超過 260°C，且處於或高於 255°C 的時間必須限制在最多 30 秒。

• 冷卻：最大冷卻速率應為每秒 6°C。
• 重要注意事項：同一 LED 組件上不應執行超過兩次的迴焊焊接，以避免熱應力損壞。
• 6.2 儲存與濕度敏感性元件包裝在含有乾燥劑的防潮袋中。

開封前：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度（RH）的環境。

開封後：

車間壽命（元件可暴露於工廠環境空氣中的時間）在 ≤30°C 且 ≤60% RH 條件下為 1 年。未使用的零件應重新密封於防潮包裝中。

• 烘烤：如果乾燥劑顯示飽和或超過儲存時間，在進行迴焊前需要以 60±5°C 烘烤 24 小時，以防止焊接過程中發生爆米花裂痕。
• 6.3 手工焊接與返修若必須進行手工焊接：
• 使用烙鐵頭溫度 ≤350°C 的烙鐵。每個端子的接觸時間限制在 ≤3 秒。

使用額定功率 ≤25W 的烙鐵。

焊接每個端子之間至少間隔 2 秒。

• 強烈不建議進行返修。
• 若絕對無法避免，必須使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並取下元件，而不施加機械應力。任何返修後都必須驗證對 LED 特性的影響。
• 7. 包裝與訂購資訊
• 標準出貨包裝為纏繞在 7 英吋直徑捲盤上的 8mm 寬載帶。每捲包含 3000 個元件。

捲盤與載帶在規格書圖紙中提供了特定尺寸，以確保與自動化組裝設備的相容性。包裝標籤包含用於追溯性與正確應用的關鍵資訊：

CPN：

客戶產品編號（若已指定）。

P/N：

製造商料號（19-217/S2C-AL1M2VY/3T）。

• QTY：包裝數量（3000 個/捲）。
• CAT：發光強度等級代碼（例如，L1, M2）。
• HUE：主波長等級代碼（例如，D9, D11）。
• REF：順向電壓等級代碼（例如，20, 22）。
• LOT No：製造批號，用於追溯性。
• 8. 應用建議8.1 典型應用場景
• 背光照明：非常適合儀表板圖標、薄膜開關與控制面板的背光照明，其中寬視角具有優勢。

通訊設備：

作為電話、傳真機與網路硬體中的狀態指示燈、訊息等待燈或鍵盤背光。

• LCD 面板背光：可用於小型單色 LCD 顯示器的平面、側光式背光，或用於照亮特定符號。
• 一般指示用途：廣泛應用於消費性與工業電子產品中的電源開啟指示燈、模式選擇器、警報信號與狀態燈。
• 8.2 關鍵設計考量必須進行電流限制：
• 必須始終使用一個外部限流電阻與 LED 串聯。順向電壓具有容差與負溫度係數。如果未適當限制，電源電壓的輕微增加或 VF 因加熱而降低，可能導致具破壞性的大電流湧浪。電阻值（R）計算為 R = (電源電壓 - LED_VF) / 期望電流。熱管理：

雖然封裝很小，但必須遵守 60mW 的最大功率消耗限制。在高電流（例如，25mA）下操作會產生熱量。PCB 佈局應在 LED 焊墊周圍提供足夠的銅箔面積作為散熱片，特別是在高環境溫度環境中或多個 LED 聚集使用時。

1. ESD 預防措施：儘管額定為 2000V HBM，在組裝與處理過程中仍應遵循標準 ESD 處理程序，以防止潛在損壞。
2. 光學設計：120 度視角提供了非常寬廣、擴散的發射模式。對於需要更聚焦光束的應用，可能需要外部透鏡或導光板。
3. 脈衝操作波形：如果在脈衝模式下使用峰值順向電流（60mA），請確保工作週期不超過 10% 且頻率為指定的 1kHz。平均電流仍必須在 25mA 連續額定值之內。
4. 9. 符合性與環境標準此產品設計符合關鍵的全球環境與安全法規，這對於市場准入是一大優勢。
5. 符合 RoHS：根據歐盟有害物質限制指令，產品不含受限的有害物質。

無鉛：

焊接表面處理與材料不含鉛。

• 符合歐盟 REACH：遵循化學品註冊、評估、授權與限制法規。
• 無鹵素：符合溴（Br）與氯（Cl）含量的嚴格限制：Br < 900 ppm，Cl < 900 ppm，且 Br+Cl < 1500 ppm。這對於減少火災時的有毒排放物非常重要。
• 10. 應用限制與可靠性說明明確說明，未經事先諮詢，本規格書中指定的此產品不適用於高可靠性或安全關鍵應用。這包括：
• 軍事與航太系統。汽車安全或保全系統（例如，安全氣囊控制、煞車燈）。

醫療生命維持或關鍵診斷設備。

對於此類應用，可能需要具有更廣泛測試、更寬溫度範圍與更長壽命保證的不同產品等級。本規格保證 LED 作為單一元件在定義的測試條件下的品質與性能。在這些指定限制之外使用產品將使此保證失效。

• 11. 技術原理介紹
• 19-217 LED 基於生長在基板上的 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料。當施加順向電壓時，電子與電洞被注入半導體接面的主動區域。它們的復合以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP 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）。在此情況下，成分被調整以產生橙色光譜（約 611 nm）的光子。水透明的環氧樹脂封裝材料保護半導體晶粒，作為透鏡來塑形光輸出（實現 120 度模式），並提供機械與環境保護。表面黏著封裝具有兩個金屬端子（陽極與陰極），可直接焊接到 PCB 上，消除了對穿孔與導線的需求。
• 12. 基於技術參數的常見問題

問：對於 5V 電源，我需要多大的電阻？

答：使用最壞情況下的最大 VF 2.2V 與期望電流 5mA：R = (5V - 2.2V) / 0.005A = 560 歐姆。使用標準 560Ω 電阻，實際電流範圍約為 ~5mA（若 VF=2.2V）至 ~5.9mA（若 VF=1.7V）。470Ω 電阻也很常見，可提供稍高的亮度，但即使 VF 最小也能確保電流低於 25mA。

問：我可以直接從微控制器引腳驅動它嗎？

答：可能可以，但需謹慎。典型的 MCU 引腳可提供/吸收 20-25mA，這正好是 LED 的絕對最大限制。這沒有餘裕，並對 MCU 與 LED 都造成壓力。更好的做法是使用 MCU 引腳驅動電晶體（例如，MOSFET），再由電晶體控制 LED 電流。

1. 問：為什麼視角這麼寬？答：水透明的圓頂形封裝材料作為透鏡，將來自微小半導體晶片的光線折射到非常寬廣的區域。這對於需要從多個角度看到 LED 的指示應用非常理想。
2. 問：分級代碼 "S2C-AL1M2VY/3T" 是什麼意思？答：這是製造商的內部產品代碼。它可能編碼了特定屬性，如封裝類型（SMD）、晶片技術（AlGaInP）、顏色（橙/黃）、亮度等級與其他製造變體。確切的解碼是專有的，但關鍵性能參數在規格書表格中已完整定義。
3. 問：LED 的壽命有多長？答：雖然此規格書未提供特定的 L70/L50 壽命（亮度降至初始值 70% 或 50% 的小時數），但 AlGaInP LED 在指定的電氣與熱限制內操作時，以非常長的操作壽命（通常數萬小時）而聞名。主要的壽命衰減機制是由於高溫與電流應力下半導體材料與封裝中的缺陷，導致發光輸出逐漸降低。
4. Q: What does the bin code "S2C-AL1M2VY/3T" mean?A: This is the manufacturer's internal product code. It likely encodes specific attributes like package type (SMD), chip technology (AlGaInP), color (Orange/Yellow), brightness bin, and other manufacturing variants. The exact decoding is proprietary, but the key performance parameters are fully defined in the datasheet tables.
5. Q: How long will the LED last?A: While a specific L70/L50 lifetime (hours to 70% or 50% of initial brightness) is not provided in this datasheet, AlGaInP LEDs are known for very long operational lifetimes (often tens of thousands of hours) when operated within their specified electrical and thermal limits. The primary lifetime degradation mechanism is a gradual decrease in luminous output due to defects in the semiconductor material and packaging under high temperature and current stress.