目錄
1. 產品概述
17-21/G6C-FN1P2B/3T 是一款專為高密度電子組裝設計的表面黏著元件 (SMD) LED。其佔用面積極小，非常適合電路板空間有限的應用。此元件採用 AlGaInP 半導體材料製成，能發出亮黃綠色的光。此 LED 以 8mm 載帶包裝，並供應於 7 吋直徑的捲盤上，確保與大量生產中使用的標準自動化取放與迴焊設備相容。
此元件的關鍵優勢在於其微小尺寸，有助於縮減設備體積並提高印刷電路板 (PCB) 上的元件密度。其輕量化結構進一步支援其在微型與可攜式電子裝置中的應用。本產品符合主要環境與安全標準，包括 RoHS、REACH 及無鹵素要求，使其適用於全球市場。
2. 技術規格詳解
2.1 絕對最大額定值
本元件設計為在指定範圍內可靠運作。超過這些額定值可能導致永久損壞。最大逆向電壓 (VR) 為 5V。連續順向電流 (IF) 不應超過 25mA，而在脈衝條件下（工作週期 1/10，頻率 1kHz）則允許 60mA 的峰值順向電流 (IFP)。最大功率耗散 (Pd) 為 60mW。元件可承受人體放電模型 (HBM) 2000V 的靜電放電 (ESD)。其工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍為 -40°C 至 +90°C。
2.2 電光特性
在標準接面溫度 25°C 與順向電流 20mA 下量測，LED 的性能由幾個關鍵參數定義。發光強度 (Iv) 的典型範圍由其分級系統定義。視角 (2θ1/2) 通常為 140 度，提供寬廣的照明範圍。峰值波長 (λp) 約為 575nm，而主波長 (λd) 範圍為 570.0nm 至 574.5nm。頻譜頻寬 (Δλ) 通常為 20nm。順向電壓 (VF) 範圍為 1.75V 至 2.35V，在 5V 逆向偏壓下，逆向電流 (IR) 最大值為 10μA。必須注意，本元件並非設計用於逆向電壓條件下運作；VR 額定值僅適用於 IR 測試。
3. 分級系統說明
為確保應用設計的一致性，LED 會根據三個關鍵參數進行分級：發光強度、主波長與順向電壓。這讓設計師能為其專案選擇符合特定性能標準的元件。
3.1 發光強度分級
發光強度在 IF=20mA 下量測，分為四個等級 (N1, N2, P1, P2)。範圍從最小值 28.5 mcd (N1 min) 到最大值 72.0 mcd (P2 max)。每個等級內適用 ±11% 的容差。
3.2 主波長分級
定義感知顏色的主波長分為三個等級 (CC2, CC3, CC4)。範圍從 570.0nm 到 574.5nm，並具有 ±1nm 的嚴格容差以維持顏色一致性。
3.3 順向電壓分級
順向電壓在 IF=20mA 下分為三個等級 (0, 1, 2)，範圍從 1.75V 到 2.35V。順向電壓的容差為 ±0.1V。當多個 LED 並聯驅動時，選擇相同電壓等級的 LED 有助於確保亮度均勻。
4. 性能曲線分析
規格書中參考了典型的電光特性曲線。雖然具體圖表未以文字重現，但這些曲線通常說明順向電流與發光強度的關係、順向電壓與溫度的關係，以及頻譜功率分佈。分析這些曲線對於理解 LED 在不同工作條件下的行為至關重要，例如驅動電流或環境溫度的變化會影響光輸出與效率。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
此 LED 採用緊湊的 SMD 封裝，尺寸約為長 1.6mm、寬 0.8mm、高 0.6mm（除非另有說明，容差為 ±0.1mm）。規格書中提供了詳細的尺寸圖，包括 PCB 設計的焊墊佈局建議，以確保正確焊接與熱管理。
5.2 極性辨識
陰極在封裝上有明確標記。組裝時正確的極性方向對元件功能至關重要。PCB 焊墊設計必須與此標記對齊，以防止反向安裝。
6. 焊接與組裝指南
正確的處理與焊接對於維持 LED 性能與可靠性至關重要。
6.1 儲存與濕度敏感性
元件包裝在含有乾燥劑的防潮袋中。在準備使用 LED 之前，不應打開袋子。開封後，未使用的 LED 應儲存在 ≤30°C 且相對濕度 ≤60% 的環境中，並在 168 小時（7 天）內使用。若超過此期限或乾燥劑顯示已吸濕，則在使用前需進行 60±5°C、24 小時的烘烤處理。
6.2 迴焊溫度曲線
此 LED 相容於紅外線與氣相迴焊製程。對於無鉛焊接，必須遵循特定的溫度曲線：在 150-200°C 之間預熱 60-120 秒，在 217°C（液相線）以上的時間為 60-150 秒，峰值溫度不得超過 260°C，且持續時間最長 10 秒。最大升溫速率應為 6°C/秒，最大降溫速率應為 3°C/秒。迴焊次數不應超過兩次。
6.3 手工焊接與返修
若必須進行手工焊接，烙鐵頭溫度必須低於 350°C，每個端子焊接時間不超過 3 秒。烙鐵功率應小於 25W。焊接每個端子之間應觀察至少 2 秒的冷卻間隔。不建議在初次焊接後進行修復。若不可避免，必須使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以避免對 LED 晶片造成機械應力。
7. 包裝與訂購資訊
LED 以防潮包裝供應。它們被裝載於載帶中，尺寸規格符合自動化處理需求。每捲包含 3000 顆。包裝標籤包含用於追溯與選擇的關鍵資訊：產品編號 (P/N)、數量 (QTY)，以及發光強度 (CAT)、主波長 (HUE) 和順向電壓 (REF) 的特定分級代碼。
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與開關的背光、電話與傳真機等通訊設備的指示燈與背光、LCD 的平面背光，以及一般狀態指示。
8.2 設計考量
限流：必須使用外部限流電阻。LED 的指數型 I-V 特性意味著電壓的微小增加會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和 LED 的順向電壓等級計算。
熱管理：雖然功率耗散低，但確保焊墊有足夠的 PCB 銅箔面積有助於散熱，特別是在高環境溫度或較高驅動電流的情況下。
電路板應力：避免在焊接期間或之後彎曲或扭曲 PCB，因為這可能導致 LED 封裝產生應力裂紋。
9. 技術比較與差異化
與較大的引線框架型 LED 相比，此 SMD 變體提供了顯著的空間節省、更高的放置密度，以及與全自動組裝線的相容性，從而降低製造成本。採用 AlGaInP 技術提供了高效率與飽和的黃綠色。其符合嚴格的環境法規（RoHS、REACH、無鹵素）使其成為針對全球市場的現代電子設計的未來導向選擇。
10. 常見問題 (FAQ)
問：我可以不使用串聯電阻來驅動此 LED 嗎？
答：不行。規格書明確警告必須使用保護電阻。直接從電壓源驅動 LED 將導致電流不受控制並迅速失效。
問：如果打開防潮袋後超過 7 天的車間壽命會怎樣？
答：LED 可能從大氣中吸收濕氣。未經適當烘烤即進行焊接，可能因迴焊過程中水氣迅速膨脹而導致爆米花效應或內部分層，從而造成失效。請遵循規定的烘烤程序。
問：如何解讀標籤上的分級代碼？
答：CAT、HUE 和 REF 代碼分別對應於第 3.1、3.2 和 3.3 節詳細說明的發光強度、主波長和順向電壓等級。在陣列中選擇一致的等級是實現均勻性能的關鍵。
11. 實務設計與使用範例
範例 1：儀表板開關背光：設計師需要 10 個均勻的黃綠色指示燈。他們應指定來自相同發光強度等級（例如，全部 P1）和相同主波長等級（例如，全部 CC3）的 LED，以確保一致的亮度與顏色。可以使用來自等級 2 的最大順向電壓 (2.35V) 計算單一限流電阻，以保證所有單元的安全運作，即使有些單元的 Vf 較低。
範例 2：高密度狀態面板：對於具有 50 個 LED 的面板，使用 SMD 封裝可實現非常緊湊的佈局。設計師必須確保 PCB 焊墊設計符合規格書建議，以利於迴焊期間形成良好的焊點。鋼網開孔設計應進行優化，以防止間距緊密的焊墊之間發生錫橋。
12. 工作原理
此 LED 是一種基於磷化鋁鎵銦 (AlGaInP) 材料的半導體二極體。當施加超過其能隙能量的順向電壓時，電子與電洞在半導體的主動區域復合，以光子的形式釋放能量。AlGaInP 層的特定成分決定了發射光的波長，在本例中為黃綠色光譜（約 575nm）。環氧樹脂透鏡為水清色，以最大化光提取效率，並將發射模式塑造成 140 度的視角。
13. 技術趨勢
指示燈與背光 LED 的趨勢持續朝向微型化、提高效率（每瓦流明）與更高可靠性發展。像 17-21 這樣的 SMD 封裝因其製造優勢正成為標準。同時，越來越強調精確的分級與更嚴格的容差，以滿足需要高色彩與亮度均勻性的應用需求，例如全彩顯示器與汽車照明模組。此外，對環境永續電子產品的推動確保了無鹵素與符合 RoHS 的材料仍然是所有新元件的基準要求。
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。 |