目錄
1. 產品概述
17-215/G6C-FN2P2B/3T 是一款專為高密度電子組裝設計的表面黏著元件 (SMD) LED。此元件採用 AIGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體晶片，可產生亮黃綠色的光輸出。其主要優勢在於其微型封裝尺寸，能顯著縮小印刷電路板 (PCB) 面積、提高元件裝配密度，最終有助於開發更輕巧的終端設備。本元件以業界標準的 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑的捲盤上，完全相容於自動化取放組裝設備，從而簡化大量生產流程。
此 LED 屬於單色類型，並採用無鉛材料製造。它符合主要的國際環境與安全法規，包括歐盟的《危害性物質限制指令》(RoHS)、《化學品註冊、評估、授權和限制法規》(REACH)，以及無鹵標準（溴 <900 ppm、氯 <900 ppm，總和 <1500 ppm）。此合規性確保其適用於全球多樣化市場及對材料有嚴格要求的應用。
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。這些數值並非正常操作條件。對於 17-215 LED，最大連續順向電流 (IF) 額定值為 25 mA。在 1 kHz、工作週期 1/10 的脈衝條件下，峰值順向電流 (IFP) 可達 60 mA。最大允許逆向電壓 (VR) 為 5 V；必須注意，此元件並非設計用於逆向偏壓操作，此額定值主要適用於逆向電流 (IR) 測試條件。總功耗 (Pd) 不得超過 60 mW，計算方式為順向電壓與順向電流的乘積。根據人體放電模型 (HBM)，元件可承受 2000 V 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) 則略高，可達 +90°C。
2.2 電氣與光學特性
電氣與光學性能是在環境溫度 (Ta) 25°C、順向電流 20 mA 的標準測試條件下規定的。發光強度 (Iv) 的典型範圍為 36.00 mcd 至 72.00 mcd，指定公差為 ±11%。光線的空間分佈以 130 度的寬視角 (2θ1/2) 為特徵，提供廣泛的照明。光譜特性由峰值波長 (λp) 575 nm 和主波長 (λd) 範圍 570.00 nm 至 574.50 nm（公差 ±1nm）定義。光譜頻寬 (Δλ) 約為 20 nm。在 20 mA 電流下，順向電壓 (VF) 的典型範圍為 1.75 V 至 2.35 V，公差為 ±0.1 V。當施加 5 V 逆向電壓時，逆向電流 (IR) 保證小於或等於 10 μA。
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。這讓設計師能選擇符合特定應用在亮度、顏色和電氣行為方面要求的元件。
順向電壓分為三個等級，以輔助電路設計，特別是限流電阻計算和電源供應設計：
發光強度在 IF= 20 mA 的條件下分為三個主要等級：
- 等級 N2：36.00 mcd (最小) 至 45.00 mcd (最大)
- 等級 P1：45.00 mcd (最小) 至 57.00 mcd (最大)
- 等級 P2：57.00 mcd (最小) 至 72.00 mcd (最大)
3.2 主波長分級
與感知顏色密切相關的主波長分為三個等級：
- 等級 CC2：570.00 nm (最小) 至 571.50 nm (最大)
- 等級 CC3：571.50 nm (最小) 至 573.00 nm (最大)
- 等級 CC4：573.00 nm (最大) 至 574.50 nm (最大)
3.3 順向電壓分級
Forward voltage is sorted into three bins to aid in circuit design, particularly for current-limiting resistor calculation and power supply design:
- 等級 0：1.75 V (最小) 至 1.95 V (最大)
- 等級 1：1.95 V (最小) 至 2.15 V (最大)
- 等級 2：2.15 V (最小) 至 2.35 V (最大)
4. 性能曲線分析
雖然 PDF 文件顯示第 5 頁有典型的電氣與光學特性曲線，但文本內容並未提供具體圖表。通常，此類規格書會包含說明順向電流與發光強度關係、順向電壓與順向電流關係，以及相對發光強度隨環境溫度變化關係的曲線。這些曲線對於設計師理解元件在非標準條件下的行為至關重要。例如，發光強度通常會隨著環境溫度升高而降低。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。設計師應參考圖形數據，針對其特定的操作環境適當降額性能，並確保在預期的溫度範圍內提供穩定的電流驅動。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
17-215 SMD LED 採用緊湊型封裝。關鍵尺寸（單位：毫米）如下，除非另有說明，一般公差為 ±0.1 mm：整體封裝長度為 2.0 mm，寬度為 1.25 mm，高度為 0.8 mm。元件包含兩個陽極/陰極端子用於電氣連接。規格書中提供了詳細的尺寸圖，包括焊盤間距、端子尺寸和透鏡幾何形狀，以指導 PCB 焊盤圖案設計，實現最佳焊接和機械穩定性。
5.2 極性辨識
正確的極性對於 LED 操作至關重要。規格書的封裝圖清楚地標示了陽極和陰極端子。通常，其中一個端子可能會有標記或具有不同的形狀（例如，凹口或切角），以便於手動組裝或檢查時進行視覺辨識。設計師必須確保 PCB 焊盤圖案反映此極性，以防止錯誤放置。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
此 LED 相容於紅外線和氣相迴焊製程。對於無鉛焊接，必須遵循特定的溫度曲線：
- 預熱：在 60-120 秒內從環境溫度升溫至 150-200°C。
- 均熱/迴焊：維持在 217°C（液相線溫度）以上 60-150 秒。峰值溫度不得超過 260°C，且高於 255°C 的時間必須限制在最多 30 秒。
- 冷卻：最大冷卻速率不應超過每秒 6°C。
6.2 手工焊接
如果無法避免手工焊接，必須極度小心。烙鐵頭溫度應低於 350°C，與每個端子的接觸時間不得超過 3 秒。烙鐵功率應為 25W 或更低。焊接每個端子之間應至少間隔 2 秒。建議使用雙頭烙鐵進行維修以減少熱應力，但一般不鼓勵在初次焊接後進行維修。
6.3 儲存與濕度敏感性
LED 包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中。在準備使用元件之前，不得打開袋子。開封後：
- 未使用的 LED 應儲存在 30°C 或以下、相對濕度 (RH) 60% 或以下的環境中。
- 開袋後的車間壽命為 168 小時（7 天）。
- 若未在此期間內使用，剩餘的 LED 必須重新裝袋並放入乾燥劑。
- 如果乾燥劑指示劑變色或超過暴露時間，則在使用前需要進行 60°C ±5°C、24 小時的烘烤處理。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 捲帶與載帶規格
產品以標準的彈藥帶式載帶供應，寬度為 8 mm，纏繞在直徑 7 英吋（178 mm）的捲盤上。每捲包含 3000 個元件。提供了捲盤、載帶凹槽和覆蓋帶的詳細尺寸，以確保與自動送料器的相容性。
7.2 標籤說明
包裝標籤包含幾個用於追溯和規格說明的關鍵代碼：
- CPN：客戶產品編號（由買方指定）。
- P/N：製造商產品編號 (17-215/G6C-FN2P2B/3T)。
- QTY：包裝數量（例如：3000）。
- CAT：發光強度等級（例如：N2, P1, P2）。
- HUE：色度座標與主波長等級（例如：CC2, CC3, CC4）。
- REF：順向電壓等級（例如：0, 1, 2）。
- LOT No：製造批號，用於追溯。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
亮黃綠色和緊湊尺寸使此 LED 適用於各種指示燈和背光功能：
- 汽車內裝：儀表板儀器、開關和控制面板的背光。
- 通訊設備：電話、傳真機和其他通訊設備中的狀態指示燈和鍵盤背光。
- 消費性電子產品：小型 LCD 顯示器的平面背光、開關照明和符號指示燈。
- 通用指示：廣泛電子設備中的電源狀態、模式選擇和警報指示燈。
8.2 關鍵設計考量
必須限流：LED 是電流驅動元件。必須始終使用一個外部限流電阻與 LED 串聯。電阻值根據電源電壓 (Vsupply)、LED 的順向電壓 (VF，取自其等級) 和所需的順向電流 (IF，通常為 20 mA 或更低) 計算。公式為：R = (Vsupply- VF) / IF。若無此電阻，即使電源電壓的微小增加也可能導致電流大幅且具破壞性的增加。
熱管理：雖然功耗很低，但確保 LED 焊盤周圍有足夠的 PCB 銅箔面積有助於散熱，特別是在高環境溫度下或以最大連續電流驅動時。這有助於維持光輸出和壽命。
應用限制：此標準商用級 LED 並非專門設計或認證用於故障可能導致安全風險的高可靠性應用。這包括但不限於軍事/航太系統、汽車安全關鍵系統（例如煞車燈、安全氣囊指示燈）和生命維持醫療設備。對於此類應用，應採購具有相應認證和可靠性數據的元件。
9. 技術比較與差異化
17-215 LED 的主要差異化因素在於其結合了產生亮黃綠色的特定 AIGaInP 晶片材料、極其緊湊的 2012（2.0x1.25mm）封裝尺寸，以及其符合現代環境標準（無鉛、無鹵、RoHS、REACH）。與舊式的穿孔或較大的 SMD LED 相比，它能實現顯著的小型化。與其他黃綠色 LED 相比，AIGaInP 技術通常比用於類似顏色的其他半導體材料提供更高的發光效率和更好的顏色穩定性（隨溫度和電流變化）。寬廣的 130 度視角也是需要廣泛、均勻照明而非聚焦光束的應用的關鍵特徵。
10. 常見問題 (FAQ)
Q1: 峰值波長 (λp) 和主波長 (λd) 有什麼區別？
A1: 峰值波長是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。對於光譜相對較窄的 LED，兩者通常很接近，但 λd 在應用中對於顏色規格更為相關。
Q2: 如果我使用設定為 LED 順向電壓的恆壓源，是否可以不用限流電阻來驅動此 LED？
A2: 不，不建議這樣做，很可能會損壞 LED。順向電壓有公差且具有負溫度係數。電源電壓的微小變化或 LED 溫度的升高都可能導致電流顯著且不受控制地增加，從而導致過熱和故障。應始終使用串聯電阻或專用的恆流驅動器。
Q3: 為什麼打開防潮袋後有嚴格的車間壽命限制？
A3: SMD 元件會從大氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣會迅速汽化，產生內部壓力，可能導致封裝破裂（爆米花效應）或分層，從而引發故障。車間壽命和烘烤程序就是為了管理此濕度敏感性等級 (MSL)。
Q4: 訂購時如何解讀分級代碼 (CAT, HUE, REF)？
A4: 您可以根據應用對亮度 (CAT)、顏色 (HUE) 和順向電壓 (REF) 的需求，指定您需要的確切分級代碼。訂購更嚴格的等級可確保最終產品的外觀和電氣性能具有更高的一致性。如果未指定，您將收到來自標準生產等級的元件。
11. 實用設計與使用範例
範例 1: 儀表板開關背光
在汽車儀表板中，可將多個 17-215 LED 放置在透明開關帽後方。微控制器 GPIO 腳位可透過電晶體從車輛的 12V 系統供電。為每個 LED 計算串聯電阻。例如，使用 12V 電源、VF為 2.1V（等級 1）、目標 IF為 20mA：R = (12V - 2.1V) / 0.02A = 495 歐姆。標準的 510 歐姆電阻將是合適的，結果 IF≈ 19.4 mA。寬視角確保開關均勻發光。
範例 2: 網路設備狀態指示燈
對於路由器上的連線活動指示燈，單個 LED 可以直接由 3.3V 邏輯訊號驅動。使用 VF= 1.9V（等級 0）和 IF= 15 mA 以降低功耗並延長壽命：R = (3.3V - 1.9V) / 0.015A ≈ 93.3 歐姆。將使用 100 歐姆電阻。亮黃綠色非常醒目，且通常與網路活動相關聯。
12. 工作原理簡介
發光二極體 (LED) 是一種透過稱為電致發光的過程發光的半導體元件。17-215 LED 使用 AIGaInP（磷化鋁鎵銦）化合物半導體。當順向電壓施加於 p-n 接面時，來自 n 型區域的電子和來自 p 型區域的電洞被注入活性區域。當這些電荷載子（電子和電洞）復合時，它們會釋放能量。在 AIGaInP 材料中，此能量主要以光子（光粒子）的形式釋放，其波長對應於半導體材料的能隙能量。Al、Ga、In 和 P 原子的特定組成經過設計，以產生能隙，從而產生峰值波長約為 575 nm 的黃綠光。環氧樹脂透鏡封裝晶片，保護它，並塑造光輸出以實現所需的 130 度視角。
13. 技術趨勢與發展
SMD LED 技術的總體趨勢持續朝向幾個關鍵領域發展：效率提升：持續的材料科學和晶片設計改進旨在提高每瓦流明數 (lm/W)，從而降低特定光輸出的功耗。小型化：封裝尺寸持續縮小（例如從 2012 到 1608、1005 公制尺寸），以支援日益小巧的消費性電子產品。色彩還原與一致性改善：螢光粉技術（用於白光 LED）和外延生長製程（用於 AIGaInP 等彩色 LED）的進步，使得顏色分級更嚴格，性能在壽命和溫度變化下更穩定。更高可靠性：增強的封裝材料和製造製程正在延長 LED 壽命，並提高對熱和環境應力的抵抗力。整合解決方案：內建限流電阻、保護二極體甚至驅動 IC 的 LED 市場正在成長，簡化了電路設計。17-215 代表了一種成熟且廣泛採用的封裝和技術，受益於這些持續的全行業在製造良率和性能方面的改進。
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。 |