目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 核心優勢與目標市場
- 2. 技術參數深入解析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 3.3 順向電壓分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴焊溫度曲線
- 6.2 手工焊接
- 6.3 儲存與濕度敏感性
- 6.4 維修
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 捲盤與載帶規格
- 7.2 標籤說明
- 8. 應用建議與設計考量
- 8.1 必須進行限流
- 8.2 熱管理
- 8.3 ESD 防護
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題解答（基於技術參數）
- 11. 設計與使用案例研究
- 12. 技術原理介紹
- 13. 技術趨勢
1. 產品概述
17-21/G6C-FP1Q1B/3T 是一款採用 AlGaInP 晶片技術的表面黏著元件 (SMD) LED，能發出亮黃綠光。此元件專為空間與重量受限的高密度 PCB 應用而設計。其緊湊的 1.6mm x 0.8mm x 0.6mm 佔位面積，相較於傳統引線框架 LED，能顯著縮小電路板尺寸與設備體積。
此 LED 以 8mm 載帶包裝，捲繞於直徑 7 英吋的捲盤上，完全相容於自動化取放組裝設備。它適用於標準紅外線與氣相迴焊製程。該元件為單色型，配備水色透明樹脂透鏡。其為無鉛產品，並符合 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素標準（溴 <900 ppm，氯 <900 ppm，溴+氯 < 1500 ppm）等關鍵環保法規。
1.1 核心優勢與目標市場
此 LED 的主要優勢在於其微型尺寸，可直接轉化為 PCB 上更高的元件密度、減少儲存空間需求，並最終實現更小的終端用戶設備。其輕量化結構更使其成為可攜式與微型電子應用的理想選擇。
目標應用廣泛，主要聚焦於指示燈與背光功能。關鍵市場包括汽車內裝（例如儀表板與開關背光）、通訊設備（例如電話與傳真機的指示燈與背光），以及需要為 LCD、開關和符號提供平面背光的一般電子產品。
2. 技術參數深入解析
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。不保證在或超過這些極限下運作。
- 逆向電壓 (VR):5V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
- 順向電流 (IF):25 mA 直流。連續工作電流不應超過此值。
- 峰值順向電流 (IFP):60 mA。此僅允許在脈衝條件下，於 1 kHz 頻率、工作週期 1/10 時使用。
- 功率消耗 (Pd):60 mW。此為在環境溫度 (Ta) 25°C 下，封裝所能散發的最大功率。
- 靜電放電 (ESD):人體放電模型 (HBM) 額定值為 2000V。必須遵循正確的 ESD 處理程序。
- 工作溫度 (Topr):-40°C 至 +85°C。保證元件在此環境溫度範圍內運作。
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +90°C。
- 焊接溫度 (Tsol):對於迴焊，規定峰值溫度為 260°C，最長 10 秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度必須低於 350°C，每個端子最長 3 秒。
2.2 電光特性
這些參數在 Ta=25°C 下量測，定義了元件的典型性能。
- 發光強度 (Iv):在順向電流 (IF) 20 mA 下，範圍從 45.0 mcd（最小）到 90.0 mcd（最大）。典型值落在這個分級範圍內。
- 視角 (2\u03b81/2):典型的寬視角為 140 度。
- 峰值波長 (\u03bbp):典型值為 575 nm。
- 主波長 (\u03bbd):範圍從 570.0 nm（最小）到 574.5 nm（最大），定義了感知顏色為亮黃綠色。
- 頻譜頻寬 (\u0394\u03bb):典型值為 20 nm，以半峰全寬 (FWHM) 量測。
- 順向電壓 (VF):在 IF=20 mA 下，範圍從 1.75 V（最小）到 2.35 V（最大）。
- 逆向電流 (IR):當施加逆向電壓 (VR) 5V 時，最大值為 10 \u03bcA。重要注意事項:此元件並非設計用於逆向偏壓操作；此測試條件僅用於漏電流特性分析。
公差:規格書規定了製造公差：發光強度 (±11%)、主波長 (±1 nm) 及順向電壓 (±0.1 V)。
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。
3.1 發光強度分級
分級由代碼 P1、P2 和 Q1 定義，在 IF=20 mA 下量測。
- P1:45.0 – 57.0 mcd
- P2:57.0 – 72.0 mcd
- Q1:72.0 – 90.0 mcd
3.2 主波長分級
分級由代碼 CC2、CC3 和 CC4 定義，在 IF=20 mA 下量測。
- CC2:570.00 – 571.50 nm
- CC3:571.50 – 573.00 nm
- CC4:573.00 – 574.50 nm
3.3 順向電壓分級
分級由代碼 0、1 和 2 定義，在 IF=20 mA 下量測。
- 0:1.75 – 1.95 V
- 1:1.95 – 2.15 V
- 2:2.15 – 2.35 V
特定料號 17-21/G6C-FP1Q1B/3T 包含了這些分級代碼，其中 "FP1Q1B" 可能表示特定的強度 (Q1) 及其他特性分級。
4. 性能曲線分析
規格書參考了典型的電光特性曲線。雖然提供的文本中未顯示，但此類曲線通常包括：
- 相對發光強度 vs. 順向電流 (IF):顯示光輸出如何隨電流增加，通常呈次線性關係，並在高電流下趨於飽和。
- 順向電壓 vs. 順向電流 (I-V 曲線):展示了指數關係，對於設計限流電路至關重要。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度:顯示隨著接面溫度升高，光輸出會下降，這是熱管理的一個關鍵考量。
- 頻譜分佈:相對強度對波長的圖表，顯示峰值約在 575 nm，以及約 20 nm 的半峰全寬頻寬。
這些曲線對於設計師預測非標準條件（不同電流、溫度）下的性能以及優化驅動電路至關重要。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
17-21 SMD LED 具有緊湊的矩形封裝。關鍵尺寸（單位 mm，公差 ±0.1mm，除非另有說明）包括本體長約 1.6mm、寬 0.8mm、高 0.6mm。規格書包含詳細的尺寸圖，顯示焊墊佈局、元件外型以及陰極識別標記的位置。
5.2 極性識別
封裝圖上標示有清晰的陰極標記。組裝時必須注意正確極性，以防止逆向偏壓連接，這可能會損壞 LED。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
規定了無鉛 (Pb-free) 迴焊曲線：
- 預熱:150°C 至 200°C，持續 60-120 秒。
- 液相線以上時間 (217°C):60-150 秒。
- 峰值溫度:最高 260°C。
- 峰值溫度 ±5°C 內時間:最長 10 秒。
- 升溫速率:最高 6°C/秒。
- 255°C 以上時間:最長 30 秒。
- 冷卻速率:最高 3°C/秒。
關鍵注意事項:迴焊不應執行超過兩次。加熱期間不應對 LED 施加任何機械應力。焊接後電路板不應翹曲。
6.2 手工焊接
若必須進行手工焊接，請使用烙鐵頭溫度低於 350°C、功率小於 25W 的烙鐵。每個端子的接觸時間不得超過 3 秒。焊接每個端子之間需間隔超過 2 秒。手工焊接有較高的熱損壞風險。
6.3 儲存與濕度敏感性
產品包裝於帶有乾燥劑的防潮袋中。
- 請勿在準備使用前打開袋子。
- 開封後，未使用的 LED 必須儲存在 ≤ 30°C 且 ≤ 60% 相對濕度的環境中。
- 開袋後的 "車間壽命" 為 168 小時 (7 天)。
- 若超過暴露時間或乾燥劑指示劑已變色，則在進行迴焊前需以 60 ± 5°C 烘烤 24 小時。
6.4 維修
強烈不建議在焊接後進行維修。若絕對無法避免，必須使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子以避免熱應力。必須事先驗證對 LED 特性的影響。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 捲盤與載帶規格
LED 以凸型載帶包裝，供應於直徑 7 英吋的捲盤上。每捲包含 3000 顆。提供了載帶凹槽與捲盤的詳細尺寸圖，確保與自動送料器相容。
7.2 標籤說明
捲盤標籤包含數個關鍵欄位：客戶產品編號 (CPN)、製造商產品編號 (P/N)、包裝數量 (QTY)、發光強度等級 (CAT)、色度/主波長等級 (HUE)、順向電壓等級 (REF) 以及批號 (LOT No)。
8. 應用建議與設計考量
8.1 必須進行限流
LED 是電流驅動元件。絕對需要一個串聯的限流電阻（或恆流驅動器）。順向電壓具有負溫度係數和製造公差。若無電流調節，電源電壓的輕微增加可能導致順向電流大幅且可能具破壞性的增加。
8.2 熱管理
雖然封裝很小，但在高環境溫度或高電流應用中，必須考慮功率消耗（最大 60mW）以及發光強度隨溫度下降的特性。為 LED 焊墊提供足夠的 PCB 銅箔面積可作為散熱片。
8.3 ESD 防護
儘管額定為 2000V HBM，在連接到 LED 陽極/陰極的敏感訊號線上實施 ESD 保護二極體是良好的做法，特別是在手持式或頻繁接駁的設備中。
9. 技術比較與差異化
17-21 封裝的佔位面積顯著小於傳統的 3mm 或 5mm 圓形 LED（例如，1.6x0.8mm 對比 5mm 直徑）。相較於其他 SMD LED，如 0402 或 0603 尺寸，17-21 可能因其封裝內潛在更大的晶片尺寸而提供更高的光輸出。使用 AlGaInP 技術相較於舊技術，在黃綠光譜區域提供了高效率。其符合無鹵素與 REACH 法規，使其適用於現代電子產品所需的環保設計。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：對於 5V 電源，我應該使用多大的電阻值？
答：使用歐姆定律：R = (V電源- VF) / IF。對於在 20mA 下典型的 VF 2.0V：R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 \u03a9。請務必使用分級中的最大 VF (2.35V) 來計算最小電阻值，以確保電流不超過 20mA：R最小= (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 \u03a9（使用 150 \u03a9 或 180 \u03a9 標準值）。
問：我可以用 3.3V 電源驅動它嗎？
答：可以，因為典型的 VF (1.75-2.35V) 低於 3.3V。電阻的計算將為：R = (3.3 - VF) / IF.
問：為什麼視角這麼寬 (140°)？
答：水色透明樹脂圓頂充當透鏡。晶片放置與圓頂形狀的設計旨在提供寬廣、類似朗伯分佈的發光模式，非常適合需要從寬廣角度可見的指示燈應用。
問："亮黃綠色" 在色度方面意味著什麼？
答：這是對應於主波長範圍 570-574.5 nm 所定義顏色的描述性名稱。它位於純綠色 (~555 nm) 與純黃色 (~585 nm) 之間。
11. 設計與使用案例研究
情境：為網路設備設計狀態指示燈面板。
面板需要在正面 PCB 上非常有限的空間內安裝 10 個獨立的狀態 LED（電源、連線、活動等）。使用 5mm 圓形 LED 是不可能的。因此選擇了 17-21 SMD LED。設計師根據規格書的封裝圖創建了焊墊圖形。電路板上有一個 5V 電源軌。微控制器 GPIO 腳位可以提供 20mA。設計師為每個 LED 計算了一個 150\u03a9 的限流電阻（基於最壞情況的 VF）。LED 以 0.1 英吋 (2.54mm) 的中心距放置，使所有 10 顆 LED 能排成一列，長度僅 25.4mm。寬廣的 140° 視角確保即使從側面觀看面板，指示燈也清晰可見。與取放設備相容的載帶捲盤包裝允許全自動組裝，降低了製造成本與時間。
12. 技術原理介紹
此 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，電子和電洞被注入活性區域，在那裡它們復合，以光子（光）的形式釋放能量。晶格中鋁、鎵和銦的特定比例決定了能隙能量，這直接定義了發射光的波長（顏色）。對於這款亮黃綠色 LED，其成分經過調整，以產生波長中心約在 575 nm 的光子。水色透明環氧樹脂封裝體保護半導體晶片，充當透鏡以塑造光輸出光束，並提供機械穩定性。
13. 技術趨勢
指示燈 LED 的總體趨勢持續朝向更小的封裝尺寸（例如 01005、微型 LED），以用於超高密度應用。同時，在所有顏色中，也有強烈的驅動力朝向更高效率（每瓦更多流明）。對於基於 AlGaInP 的 LED，研究重點在於提高晶片的內部量子效率與光提取效率。整合是另一個趨勢，多色 LED (RGB) 或 LED 陣列正以單一、稍大的 SMD 封裝形式提供。此外，對更廣泛環保合規性（超越 RoHS，包括完整的材料宣告與更低的碳足跡）的需求正在影響製造流程與材料選擇。
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。 |