SMD LED 19-217/G7C-AN1P2/3T 資料手冊 - 亮黃綠色 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 60mW - 英文技術文件

1. 產品概述

19-217/G7C-AN1P2/3T 是一款表面黏著元件 (SMD) LED，專為現代化、緊湊的電子應用而設計。它採用 AlGaInP 晶片技術，能產生明亮的黃綠光輸出。其主要優勢在於其微型佔位面積，能顯著縮小印刷電路板 (PCB) 尺寸和整體設備體積。這有助於提高封裝密度並減少儲存需求。該元件重量輕，使其特別適合空間和重量為關鍵限制因素的應用。

The LED is supplied in industry-standard 8mm tape on 7-inch diameter reels, ensuring compatibility with automated pick-and-place assembly equipment. It is formulated to be lead-free (Pb-free) and complies with major environmental regulations including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The device is compatible with both infrared and vapor phase reflow soldering processes.

技術參數深度解析

2.1 絕對最大額定值

此額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限條件。不保證在此條件下的操作。

• 順向電流 (IF): 25 mA (連續)
• 峰值順向電流 (IFP): 60 mA (工作週期 1/10 @ 1kHz)
• 功率消耗 (Pd): 60 mW
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM): 2000 V
• 工作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C
• 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +90°C
• 焊接溫度 (Tsol): 迴流焊：最高 260°C，持續 10 秒。手工焊接：最高 350°C，持續 3 秒。

2.2 電氣與光學特性

除非另有說明，這些參數是在 Ta=25°C 和 IF=20mA 的標準測試條件下測量的。它們定義了 LED 的光學和電氣性能。

• 發光強度 (Iv): 範圍從 28.5 mcd (最小值) 到 72.0 mcd (最大值)。未指定典型值，表示性能是通過分檔系統進行管理的。
• 視角 (2θ1/2)： 120 度（典型值）。此寬廣視角使 LED 適用於需要廣泛照明或可視度的應用。
• 峰值波長 (λp)： 575 nm（典型值）。此數值表示發射光強度最高的波長。
• 主波長 (λd)： 範圍從 569.5 nm 至 577.5 nm。此為人眼感知的單一波長，決定了顏色。
• 頻譜頻寬 (Δλ)： 20 nm（典型值）。此數值定義了峰值波長周圍的發射頻譜範圍。
• 順向電壓 (VF): 範圍從 1.7V (最小) 到 2.4V (最大)，在 20mA 電流下的典型值為 2.0V。
• 逆向電流 (IR): 在逆向電壓 (VR) 為 5V 時，最大為 10 μA。 重要注意事項: 本元件並非設計用於逆向偏壓操作；此參數僅用於漏電流測試。

容差: 發光強度具有 ±11% 的容差，而主波長相對於分檔中心值的容差為 ±1nm。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色與亮度的一致性，LED會根據測量到的性能進行分檔。

3.1 發光強度分級

LED根據其在IF=20mA條件下測得的發光強度，被分為四個檔位（N1, N2, P1, P2）。

• 檔位 N1： 28.5 mcd 至 36.0 mcd
• 檔位 N2： 36.0 mcd 至 45.0 mcd
• Bin P1: 45.0 mcd 至 57.0 mcd
• Bin P2: 57.0 mcd 至 72.0 mcd

3.2 主波長分級

LED 根據其主波長被分為四個檔位 (C16, C17, C18, C19)。

• Bin C16: 569.5 nm 至 571.5 nm
• Bin C17: 571.5 nm 至 573.5 nm
• Bin C18: 573.5 nm 至 575.5 nm
• Bin C19: 575.5 nm 至 577.5 nm

這種二維分檔（強度 + 波長）方法讓設計師能根據應用需求，選擇符合特定亮度和色點要求的元件，確保多顆LED之間的視覺一致性。

4. 性能曲線分析

資料手冊中引用了典型的光電特性曲線。雖然提供的文字未詳細說明具體圖表，但此類LED的標準曲線通常包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流（I-V曲線）： 顯示光輸出如何隨電流增加，通常在操作範圍內呈接近線性的關係。
• 順向電壓 vs. 順向電流： 展示二極體的指數型I-V特性。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度： 說明隨著接面溫度升高，光輸出會下降，這是熱管理的一個關鍵因素。
• 光譜分佈： 此圖表顯示以575nm峰值為中心，在不同波長下發射光的相對強度。
• 視角分佈圖： 一個顯示光強度角度分佈的極座標圖。

這些曲線對於預測非標準條件（不同的驅動電流、溫度）下的實際性能以及進行正確的電路設計至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED採用緊湊型SMD封裝。關鍵尺寸（單位：mm，公差±0.1mm，除非另有註明）如下：

• 封裝長度：2.0 mm
• 封裝寬度：1.25 mm
• 封裝高度：0.8 mm
• 銲墊圖形：資料手冊中包含詳細的尺寸圖，指定了PCB佈局所需的銲墊尺寸、間距與元件方向。正確的銲墊圖形設計對於可靠的焊接與機械穩定性至關重要。

5.2 極性辨識

陰極通常在元件上標示，常見方式包括凹口、圓點或透鏡陰極側的綠色色調。PCB銲墊圖案應設計為與此極性匹配。錯誤的極性連接將導致LED無法發光，並可能對元件造成應力。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊接溫度曲線

建議採用無鉛迴焊溫度曲線：

• 預熱： 150–200°C，持續 60–120 秒。
• 高於液相線時間（217°C）： 60–150 秒。
• 峰值溫度： 最高 260°C。
• 峰值溫度持續時間： 最長 10 秒。
• 升溫速率： 最高6°C/秒。
• 高於255°C的時間： 最高30秒。
• 冷卻速率： 最高3°C/秒。

關鍵： 同一LED組件不應進行超過兩次的迴流焊接。

6.2 手工焊接

若需進行手工焊接，必須極度謹慎：

• Soldering iron tip temperature: < 350°C.
• 每個端子的接觸時間：≤ 3 秒。
• 烙鐵功率：≤ 25W。
• 焊接每個端子之間至少間隔 2 秒，以防止熱量累積。

6.3 儲存與濕度敏感性

LED 封裝於含有乾燥劑的防潮阻隔袋中。

• 請於準備使用前再開啟包裝袋。
• 開封後，未使用的 LED 必須儲存於 ≤ 30°C 且 ≤ 60% 相對濕度的環境中。
• 開封後的「車間壽命」為 168 小時（7 天）。
• 若超過此期限仍未使用，或乾燥劑指示劑已變色，則 LED 在使用前必須重新烘烤：60 ±5°C 持續 24 小時。

6.4 返工與維修

強烈不建議在焊接後進行維修。若絕對必要，必須使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以最小化熱應力。必須事先驗證其對LED特性的影響。

7. 封裝與訂購資訊

7.1 封裝規格

本產品供應用於自動化組裝：

• 載帶： 8mm寬度。
• 捲盤： 直徑7英吋（178公釐）。
• 每捲數量： 3000件。
• 資料表中提供了載帶口袋和捲盤的詳細尺寸，以確保與送料設備的相容性。

7.2 標籤資訊

捲盤標籤包含用於追溯性和正確應用的關鍵資訊：

• 客戶產品編號 (CPN)
• 產品編號 (P/N)：例如，19-217/G7C-AN1P2/3T
• 包裝數量 (QTY)
• 發光強度等級 (CAT) – 對應強度分級 (N1, N2, P1, P2)
• 色度/主波長等級 (HUE) – 對應波長分級 (C16-C19)
• 順向電壓等級 (REF)
• 追溯用批號 (LOT No.)

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 背光： 儀表板指示燈、開關照明、鍵盤背光。
• 電信設備： 電話與傳真機的狀態指示燈及背光。
• 平面面板背光： 小型LCD顯示器的側光式背光，符號與圖示的背光。
• 一般指示器用途： 消費性及工業電子產品中的電源狀態、模式指示、警示訊號。

8.2 設計考量

• 電流限制： 外部限流電阻是 MANDATORYLED的正向電壓有一個範圍（1.7V-2.4V），其電流-電壓特性呈指數關係。若無串聯電阻，電源電壓的微小變化可能導致電流發生巨大且具潛在破壞性的改變。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = (V_電源 - VF_LED) / I_期望值。為進行保守設計，請使用數據手冊中的最大VF值。
• 熱管理： 雖然功耗很低（最大60mW），但確保LED在其額定溫度範圍內運行對於長期可靠性和穩定的光輸出至關重要。請避免將其放置在PCB上靠近其他熱源的位置。
• ESD防護： 儘管其額定值為2000V HBM，但在組裝和處理過程中仍應遵守標準的ESD處理預防措施。

9. 技術比較與差異化

19-217 LED的差異化主要在於其結合了特定的亮黃綠色（採用AlGaInP技術）和非常緊湊的2.0x1.25mm封裝尺寸。與較大的引線框架LED相比，它能顯著節省空間。與其他SMD顏色的LED相比，AlGaInP技術在琥珀-黃-綠光譜範圍內通常比舊技術提供更高的發光效率。其寬廣的120度視角是應用需要廣泛可見性時的關鍵特性，這與用於聚焦照明的窄光束LED不同。

10. 常見問題 (FAQs)

Q: 為什麼限流電阻絕對必要？
A: LED是電流驅動元件。其順向電壓並非固定值，而是存在製造公差且會隨溫度變化。將LED直接連接到電壓源，即使電壓接近其典型VF值，也可能導致電流過大，使LED迅速過熱並損壞（「熱失控」）。串聯電阻提供了一種線性且可預測的方法來設定工作電流。

Q: 我可以用高於25mA的脈衝電流驅動這個LED嗎？
A: 可以，但僅在特定條件下。數據手冊規定了60mA的峰值順向電流(IFP)，但這僅允許在低工作週期（1/10或10%）且頻率為1kHz的情況下使用。不允許在超過25mA的電流下連續工作，否則將超出功率耗散額定值，導致故障。

Q: 分級代碼（例如P1、C18）對我的設計有何意義？
A: 分級代碼確保了顏色和亮度的一致性。如果您的產品使用多個LED並且要求外觀均勻，您必須指定並使用來自相同光強和波長分級的LED。混合使用不同分級的LED可能導致相鄰LED之間出現明顯的亮度或色調差異。

Q: 打開防潮袋後的7天車間壽命有多關鍵？
A: 這對焊接可靠性至關重要。SMD元件會吸收空氣中的濕氣。在回流焊接過程中，這些被吸收的濕氣會迅速汽化，導致內部層狀剝離或「爆米花效應」，這可能使封裝破裂並導致故障。遵守儲存和烘烤指南對於實現高良率的製造至關重要。

11. 實務設計與使用案例

情境：設計一個帶有10個均勻黃綠色LED的狀態指示燈面板。

1. 元件選擇： 向您的供應商明確要求所有LED需來自同一分選區間，例如：光強度分選區間P1 (45-57 mcd) 和波長分選區間C18 (573.5-575.5 nm)。這對於視覺一致性至關重要。
2. 電路設計： 使用5V電源供應並設定驅動電流為20mA。假設一個保守的順向電壓(VF)為2.4V（最大值），計算串聯電阻：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 歐姆。最接近的標準值為130Ω或120Ω。電阻的額定功率：P = I^2 * R = (0.02^2) * 130 = 0.052W，因此標準的1/8W (0.125W) 電阻已足夠。
3. PCB佈局： 請使用資料手冊中封裝尺寸圖上的確切焊墊圖形。確保LED之間有足夠的間距，以實現均勻的光線分佈並避免熱耦合。
4. 組裝： 在生產線準備好之前，請保持捲帶密封。請精確遵循迴焊溫度曲線。組裝後，請避免在LED附近彎曲或扭曲PCB，以防止焊點承受應力。

12. 運作原理介紹

此LED基於AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料。當施加超過二極體接面電位（約1.7-2.4V）的順向電壓時，電子和電洞會被注入半導體的主動區域。這些電荷載子復合，以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP合金的特定成分決定了半導體的能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）。在此情況下，成分被調整以產生可見光譜中黃綠光區域的光子，中心波長約為575奈米。環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶片、塑造光輸出光束（從而產生120度的視角），並增強晶片的光提取效率。

13. 技術趨勢

像19-217這類SMD LED的發展遵循幾個關鍵的產業趨勢： 微型化 持續是主要的驅動力，使得電子裝置能夠變得越來越小。 效率提升 在如AlGaInP等材料上的進步，使得相同或更小的晶片尺寸能產生更高的發光強度。 環保法規遵循 （RoHS、REACH、無鹵素）已成為標準要求，而非選項。 自動化相容性 透過標準化的捲帶包裝對於實現高產量、成本效益的製造至關重要。最後，業界趨勢是朝向更精確和更嚴格的 分檔與色彩控制 以滿足需要高色彩一致性的應用需求，例如全彩顯示器和汽車照明，儘管此特定元件是單色類型。

13.1 應用限制注意事項

本資料手冊包含一項關於高可靠性應用的重要免責聲明。如規格所述，此產品若未經額外認證且可能需使用不同產品等級，則可能不適用於安全關鍵系統，例如汽車安全（如煞車燈）、航空航太、軍事或醫療生命維持設備。對於此類應用，必須諮詢製造商，以識別專為這些領域的嚴格可靠性標準而設計和測試的元件。