目錄
1. 產品概述
17-21/G6C-AP1Q1B/3T 是一款專為高密度、微型化應用設計的表面黏著元件（SMD）LED。它採用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）晶片，能發出亮黃綠色的光輸出。此 LED 封裝於緊湊的 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm 尺寸內，與傳統插件式元件相比，能在印刷電路板（PCB）上顯著節省空間。其小巧尺寸與輕量化特性，使其成為現代電子產品中，微型化為關鍵設計限制的理想選擇。
本元件符合主要環境與安全標準，包括 RoHS（有害物質限制指令）、歐盟 REACH 法規，並歸類為無鹵素（Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm）。它以 8mm 載帶包裝，捲裝於 7 英吋直徑的捲盤上，完全相容於自動化取放組裝設備。此 LED 適用於紅外線與氣相迴焊製程。
2. 技術規格詳解
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極限值。這些額定值是在環境溫度（Ta）為 25°C 下指定的。最大反向電壓（VR）為 5V。連續順向電流（IF）不應超過 25mA。對於脈衝操作，在 1kHz、工作週期 1/10 的條件下，允許峰值順向電流（IFP）為 60mA。最大功耗（Pd）為 60mW。根據人體放電模型（HBM），元件可承受 2000V 的靜電放電（ESD）。工作溫度範圍（Topr）為 -40°C 至 +85°C，而儲存溫度範圍（Tstg）稍寬，為 -40°C 至 +90°C。焊接溫度（Tsol）曲線至關重要：對於迴焊，峰值溫度不應超過 260°C，最長 10 秒；對於手工焊接，烙鐵頭溫度應為 350°C 或更低，每個端子最長 3 秒。
2.2 電氣與光學特性
電氣與光學特性是在 Ta=25°C 及工作電流（IF）為 20mA 的標準測試條件下量測的。發光強度（Iv）的典型範圍為 45.0 mcd 至 90.0 mcd，具體數值由分級代碼決定（見第 3 節）。視角（2θ1/2）通常為 140 度，提供寬廣的光束模式。峰值波長（λp）約為 575 nm。決定感知顏色的主波長（λd）範圍為 569.5 nm 至 577.5 nm。頻譜頻寬（Δλ）約為 20 nm。順向電壓（VF）範圍為 1.75V 至 2.35V，同樣受分級影響。當施加 5V 反向電壓（VR）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下操作；VR 額定值僅用於 IR 測試目的。
3. 分級系統說明
為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據關鍵參數進行分級。這讓設計師能選擇符合特定應用需求的元件。
3.1 發光強度分級
發光強度在 IF=20mA 下分為三個主要代碼：P1（45.0-57.0 mcd）、P2（57.0-72.0 mcd）和 Q1（72.0-90.0 mcd）。型號 17-21/G6C-AP1Q1B/3T 中的後綴 "Q1" 表示其屬於最高亮度的 Q1 等級。
3.2 主波長分級
決定黃綠色精確色調的主波長分為四個代碼：C16（569.5-571.5 nm）、C17（571.5-573.5 nm）、C18（573.5-575.5 nm）和 C19（575.5-577.5 nm）。型號中的後綴 "C" 對應於此色度座標與波長等級。
3.3 順向電壓分級
順向電壓分級有助於電路設計，特別是限流電阻的計算。分級為：0（1.75-1.95 V）、1（1.95-2.15 V）和 2（2.15-2.35 V）。型號中的後綴 "B" 表示順向電壓等級。
4. 性能曲線分析
雖然提供的文本中未詳述具體的圖形曲線，但此類 LED 的典型性能曲線將包括順向電流（IF）與順向電壓（VF）的關係，顯示二極體的指數特性。發光強度與順向電流的關係在工作範圍內通常是線性的。發光強度的溫度依賴性通常顯示隨著接面溫度升高，輸出會下降。頻譜分佈曲線將顯示一個以 575 nm 為中心、具有指定 20 nm 頻寬的單一峰值，證實其為單色黃綠光輸出。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
此 LED 採用標準 17-21 SMD 封裝。關鍵尺寸為：長度 1.6 mm、寬度 0.8 mm、高度 0.6 mm。封裝上設有陰極標記，以便在組裝時正確識別極性。所有未指定的公差為 ±0.1 mm。緊湊的尺寸是其主要優勢，能實現高密度 PCB 佈局。
5.2 極性識別
正確的極性對於操作至關重要。封裝包含一個明顯的陰極標記。由於最大反向電壓額定值（5V）較低，若以反向偏壓安裝 LED 可能導致立即失效。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
此 LED 相容於無鉛（Pb-free）迴焊。建議的溫度曲線至關重要：預熱應在 150°C 至 200°C 之間進行 60-120 秒。溫度高於焊料液相線溫度（217°C）的時間應為 60-150 秒。峰值溫度不得超過 260°C，且溫度達到或高於 255°C 的時間應限制在最多 30 秒。最大加熱速率應為 6°C/秒，最大冷卻速率應為 3°C/秒。同一元件不應進行超過兩次的迴焊。
6.2 手工焊接
若必須進行手工焊接，則需格外小心。烙鐵頭溫度應低於 350°C，且與每個端子的接觸時間不應超過 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，以利散熱並防止熱損傷。
6.3 儲存與濕度敏感性
LED 包裝於含有乾燥劑的防潮阻隔袋中。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 或更低、相對濕度（RH）60% 或更低的環境中。開封後的 "車間壽命" 為 168 小時（7 天）。若超過此時間或乾燥劑指示劑已變色，則在使用前必須將 LED 在 60 ±5°C 下烘烤 24 小時，以去除吸收的水分，防止在迴焊過程中發生 "爆米花效應"。
7. 包裝與訂購資訊
本元件以防潮包裝供應。它被裝載於 8mm 寬的載帶上，然後捲繞在 7 英吋直徑的捲盤上。每捲包含 3000 個元件。包裝標籤包含關鍵資訊：客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、包裝數量（QTY）、發光強度等級（CAT）、色度/波長等級（HUE）、順向電壓等級（REF）以及批號（LOT No）。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
亮黃綠色與緊湊尺寸使此 LED 適用於各種指示燈與背光應用。常見用途包括：儀表板與薄膜開關的背光、通訊設備（電話、傳真機）中的狀態指示燈與鍵盤背光、小型 LCD 與符號的平面背光，以及消費性與工業電子產品中的通用指示燈應用。
8.2 設計考量
電流限制：必須使用外部限流電阻。LED 是電流驅動元件，即使順向電壓的微小增加也可能導致電流大幅、甚至具破壞性的增加。電阻值必須根據電源電壓、LED 的順向電壓等級（Vf）以及所需的工作電流（例如 20mA）來計算。
熱管理：儘管功耗低，但確保散熱焊盤（如有）或連接至陽極與陰極的走線周圍有足夠的 PCB 銅箔面積，有助於散熱並維持 LED 的性能與壽命，特別是在高環境溫度的情況下。
ESD 防護：雖然此 LED 具有 2000V HBM ESD 等級，但在組裝與處理過程中仍應遵守標準的 ESD 防護措施。
9. 技術比較與差異化
此 17-21 LED 的主要優勢在於其極小的佔位面積（1.6x0.8mm），遠小於傳統的 3mm 或 5mm 插件式 LED，實現了微型化。採用 AlGaInP 技術相較於舊技術提供了更高的效率與飽和的黃綠色。寬廣的 140 度視角提供了良好的離軸可見度。其符合現代環境標準（RoHS、無鹵素），使其適合法規嚴格的全球市場。
10. 常見問題（FAQ）
問：分級代碼（P1、C17、B 等）的目的是什麼？
答：分級確保一致性。設計師可以指定分級代碼，以確保其生產批次中的 LED 具有幾乎相同的亮度（P1/Q1）、顏色（C16-C19）和順向電壓（0-2），從而使最終產品的外觀與性能保持一致。
問：我可以不使用限流電阻來驅動此 LED 嗎？
答：不行。直接從電壓源驅動 LED 是導致立即失效的常見原因。順向電壓具有公差，輕微的過壓會導致過電流，燒毀 LED。始終需要串聯一個電阻。
問：規格書顯示最大電流為 25mA，但測試條件為 20mA。我應該使用哪一個？
答：為了確保長期可靠運作，對元件進行降額使用是標準做法。以 20mA 運作可在絕對最大值 25mA 以下提供安全餘裕，提高壽命與可靠性。20mA 是建議的工作電流。
問：為什麼儲存與烘烤程序如此重要？
答：SMD 封裝會從空氣中吸收水分。在迴焊的高溫過程中，這些水分會迅速轉化為蒸汽，導致內部分層或破裂（"爆米花效應"）。烘烤程序能安全地去除這些水分。
11. 實務設計與使用範例
範例 1：儀表板指示燈：在汽車儀表板中，可將多個 17-21 LED 放置在透明圖標（例如，檢查引擎、低油量）後方。使用來自相同發光強度（Q1）和主波長（例如 C18）等級的 LED，可確保所有圖標以相等的亮度和相同的顏色點亮，呈現專業且一致的外觀。典型的電路包括 12V 電源、一個為約 18mA（考慮車輛電壓變化）計算的限流電阻，以及一個由車輛 ECU 控制的驅動電晶體。
範例 2：可攜式裝置背光：對於手持裝置的鍵盤背光，17-21 LED 的低高度（0.6mm）至關重要。它可以直接放置在薄橡膠鍵盤或導光板下方。電源來自低壓電池（例如 3.3V）。必須使用順向電壓等級（例如等級 1：1.95-2.15V）來準確計算串聯電阻值，以在電池放電時維持一致的亮度。
12. 工作原理簡介
此 LED 是一種半導體光子元件。其核心是生長在基板上的 AlGaInP 層所製成的晶片。當施加超過二極體閾值電壓（約 1.8-2.0V）的順向電壓時，電子和電洞會被注入晶片的主動區域。當這些電荷載子復合時，會以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色）——在本例中，約為 575 nm 的亮黃綠色。圍繞晶片的環氧樹脂透鏡是 "水清" 的，以最大化光提取效率並將光束塑形為 140 度的視角。
13. 技術趨勢與背景
17-21 封裝代表了電子元件持續微型化趨勢中的一步。隨著智慧型手機、穿戴式裝置和物聯網設備等終端產品體積縮小，對更小、更低高度的 LED 需求也隨之增加。從 GaAsP 等舊技術轉向 AlGaInP 提供了更高的效率，意味著在相同電流下能產生更亮的光輸出，或在相同亮度下功耗更低——這對於電池供電設備至關重要。此外，如本元件所示，業界全面轉向無鉛焊接與無鹵素材料，是由於全球環境法規以及消費者對 "更環保" 電子產品的需求所驅動。未來的趨勢可能會推動更小的封裝、更高的效率，以及將 LED 驅動電路整合在封裝內的整合解決方案。
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。 |