SMD LED 17-21/GVC-AMPB/3T 資料手冊 - 2.0x1.25x0.8mm - 綠色 (568nm) - 20mA - 英文技術文件

1. 產品概述

17-21 SMD LED 是一款緊湊型表面黏著元件，專為需要可靠指示燈照明和背光應用的現代電子產品而設計。此元件採用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體技術，可產生典型峰值波長為 568nm 的綠光輸出。其主要優勢在於其微型佔位面積，這使得印刷電路板（PCB）上能實現更高的封裝密度、減少所需的儲存空間，並有助於終端設備的整體小型化。其輕量化結構更使其成為便攜式和空間受限應用的理想選擇。

This LED is packaged on 8mm tape wound onto a 7-inch diameter reel, making it fully compatible with high-speed automatic pick-and-place assembly equipment. It is designed for use with standard infrared (IR) and vapor phase reflow soldering processes, ensuring seamless integration into modern manufacturing lines. The product is compliant with key environmental and safety regulations, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, and Br+Cl < 1500 ppm).

2. 技術參數深度分析

2.1 絕對最大額定值

裝置的操作極限是在特定環境條件下定義的（Ta=25°C）。超過這些額定值可能會導致永久性損壞。

• 反向電壓 (VR): 5V。這是一個關鍵參數；施加超過5V的反向電壓可能擊穿LED的PN接面。
• 連續順向電流 (IF)： 25 mA。這是為確保長期可靠性並防止熱失控，建議用於連續操作的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)： 60 mA。此額定值適用於脈衝條件，工作週期為 1/10，頻率為 1 kHz。它允許短時間內達到較高亮度，但不應用於直流操作。
• 功率耗散 (Pd): 60 mW。這代表封裝所能散逸的最大熱功率。超過此限制將使接面溫度升高，導致性能下降並縮短使用壽命。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM): 2000V。此額定值表示中等程度的ESD防護。在組裝和處理過程中，仍需採取標準的ESD防護措施。
• 工作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C。該LED額定可在此寬廣的工業溫度範圍內運作。
• 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度 (Tsol): 本元件可承受峰值溫度為260°C、持續時間最長10秒的回流焊接。若使用手工焊接，烙鐵頭溫度不得超過350°C，且每個端子焊接時間最長不得超過3秒。

2.2 電氣-光學特性

這些參數是在標準測試電流 IF=20mA 與環境溫度 Ta=25°C 下量測。它們定義了核心光輸出與電氣性能。

• 發光強度 (Iv): 範圍從最小值 18.00 mcd 到最大值 72.00 mcd。典型值取決於特定的分檔代碼 (M, N, P)。這是衡量感知亮度的指標。
• 視角 (2θ1/2): 通常為140度。此寬廣視角使得LED適用於需要從廣泛位置都能看見光線的應用。
• 峰值波長 (λp)： 通常為568 nm。此為光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長 (λd): 範圍從 563.50 nm 到 571.50 nm，並分入特定代碼 (C13 至 C16)。這是人眼感知的單一波長，對色彩一致性至關重要。
• 頻譜帶寬 (Δλ): 通常為20奈米。這定義了發射光譜在峰值波長附近的分佈範圍。
• 順向電壓 (VF): 在20mA下範圍為1.75V至2.35V，並分級為代碼 (0, 1, 2)。此參數對於設計驅動電路中的限流電阻至關重要。
• 逆向電流 (IR): 當施加5V逆向電壓時，最大為10 μA。數據手冊明確註明該元件並非為逆向操作而設計。

重要注意事項： 數據手冊規定了關鍵參數的容差：發光強度 (±11%)、主波長 (±1nm) 及順向電壓 (±0.1V)。這些容差適用於各分檔內，對設計餘裕計算至關重要。

3. Binning System 說明

為確保量產的一致性，LED會根據測量到的性能進行分檔。這讓設計師能夠選擇符合特定應用在亮度、顏色和電壓方面要求的元件。

3.1 發光強度分檔

分級依據為在 IF=20mA 條件下的最小與最大發光強度值。

• 分級 M： 18.00 mcd (最小值) 至 28.50 mcd (最大值)
• Bin N: 28.50 mcd (最小值) 至 45.00 mcd (最大值)
• Bin P: 45.00 mcd (最小值) 至 72.00 mcd (最大值)

選擇較高等級 (例如 P) 可保證更高的最低亮度，但可能需要支付額外成本。

3.2 主波長分檔

此分檔確保色彩一致性。主波長以2nm為間隔進行分類。

• 分檔 C13： 563.50 nm 至 565.50 nm
• Bin C14: 565.50 nm 至 567.50 nm
• Bin C15: 567.50 nm 至 569.50 nm
• Bin C16: 569.50 nm 至 571.50 nm

對於需要特定綠色色調的應用，指定嚴格的波長分選至關重要。

3.3 順向電壓分檔

電壓分選有助於設計出更可預測且高效的驅動電路，尤其是在多個LED串聯使用時。

• 分檔0： 1.75V至1.95V
• 分檔1： 1.95V 至 2.15V
• Bin 2: 2.15V 至 2.35V

使用相同電壓分檔的LED可最小化並聯配置中的電流不平衡。

4. 性能曲線分析

該數據手冊參考了典型的電光特性曲線。雖然提供的文本中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而增加，通常在較高電流下因熱效應而以次線性方式增長。
• 順向電壓 vs. 順向電流： 展示了指數關係，對於熱管理和驅動器設計至關重要。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度： 顯示了隨著接面溫度升高，光輸出會降額。AlGaInP LED 通常會隨著溫度上升而出現顯著的輸出下降。
• 光譜分佈： 相對強度對波長的關係圖，顯示峰值約在568nm，頻寬約為20nm。
• 視角分佈圖： 一幅極座標圖，展示了光強度的角度分佈，證實了140度的視角。

這些曲線對於預測非標準條件（不同電流、溫度）下的實際性能至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

17-21 SMD LED 採用緊湊的矩形封裝。關鍵尺寸（單位為毫米，除非另有說明，公差為 ±0.1 毫米）包括：

• 總長度：2.0 毫米
• 總寬度：1.25 mm
• 總高度：0.8 mm
• 鉛腳（端子）尺寸與間距已指定，供PCB焊墊佈局設計使用。

封裝上清晰標示有陰極標記，以便在組裝時正確辨識極性方向。建議的PCB焊墊圖形（焊墊設計）應遵循這些尺寸，以確保良好的焊接效果與機械穩定性。

5.2 捲盤、載帶與包裝

本裝置採用對濕度敏感的元件（MSD）包裝，依據 IPC/JEDEC 標準為第三級。

• 載帶： 寬度為8mm，帶有容納LED的凹槽。提供了膠帶、凹槽和蓋帶的尺寸，以確保與送料器的相容性。
• 捲盤： 直徑7英吋的捲盤。指定了捲盤尺寸（軸心直徑、凸緣直徑、寬度）以用於自動化處理設備。
• 包裝數量： 每捲3000件。
• 防潮袋： 捲盤與濕度指示卡及乾燥劑一同密封於鋁箔防潮袋內，以保護LED在儲存和運輸過程中免受環境濕氣影響。

標籤說明： 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)、製造商零件編號 (P/N)、數量 (QTY)，以及發光強度 (CAT)、主波長/色調 (HUE) 和順向電壓 (REF) 的特定分檔代碼，連同批號 (LOT No)。

6. 焊接與組裝指南

正確的處理與焊接對於可靠性至關重要。

6.1 儲存與操作

• 在準備使用前，請勿打開防潮屏障袋。
• 開啟後，未使用的LED必須儲存在溫度≤30°C且相對濕度≤60%的環境中。
• 開袋後的「車間壽命」為168小時（7天）。若超過此期限，或乾燥劑指示劑顯示已激活，則在使用前必須將LED以60°C ±5°C烘烤24小時，以去除吸收的濕氣並防止迴焊時產生「爆米花」現象。

6.2 迴焊溫度曲線

指定採用無鉛 (Pb-free) 迴焊溫度曲線：

• 預熱： 在60-120秒內從環境溫度升溫至150-200°C。
• 均熱/預熱： 維持在150-200°C之間。
• 液相時間： 溫度高於217°C的時間應為60-150秒。
• 峰值溫度： 最高260°C。
• 峰值時間： 在260°C下不應超過10秒。
• 升溫速率： 最高每秒6°C。
• 降溫速率： 最高每秒3°C。
• 關鍵規則： 同一顆LED不應進行超過兩次的迴流焊接。

6.3 手工焊接與返修

• Use a soldering iron with a tip temperature <350°C and power <25W.
• 每個端子的焊接時間限制在≤3秒。
• 焊接端子之間需有≥2秒的冷卻間隔。
• 加熱過程中避免對LED本體施加機械應力。
• 強烈不建議在焊接後進行修復。若不可避免，必須使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，並須驗證其對LED特性的影響。
• 焊接後請勿使PCB彎曲變形。

7. 應用建議與設計考量

7.1 典型應用場景

• 背光照明： 非常適合用於儀表板、控制面板和消費性電子產品上的符號、開關及小區域的背光照明。
• 狀態指示燈： 非常適合用於電信設備（電話、傳真機）、電腦周邊設備和工業控制裝置中的電源、連線狀態和功能狀態指示燈。
• 通用指示： 任何需要小型、明亮、可靠的綠色光源的應用。

7.2 設計考量

• 電流限制： An external current-limiting resistor is 強制性. 順向電壓具有負溫度係數，意味著它會隨著溫度升高而降低。若無電阻，電壓的微小增加可能導致電流大幅且可能具破壞性的增加（熱失控）。電阻值使用 R = (Vsupply - VF) / IF 計算。
• 熱管理： 雖然封裝小巧，但必須考慮功率耗散（最高可達60mW），特別是在高環境溫度或密閉空間中。焊盤周圍足夠的PCB銅箔面積可充當散熱片。
• ESD Protection: 在組裝區域實施標準ESD防護措施。雖然元件額定耐受2000V HBM，但在高風險環境中，PCB上可能需要額外的保護二極體。
• Optical Design: 140度的寬廣視角提供了良好的離軸可見度。對於聚焦光線，可能需要外部透鏡或導光管。

8. 應用限制與可靠性注意事項

The datasheet includes a critical disclaimer. This standard commercial-grade LED is 不具備資格或不建議用於高可靠性或安全關鍵應用 未經事先諮詢與特定資格認證。此明確包含：

• Military and Aerospace systems
• 汽車安全與保全系統（例如：安全氣囊指示燈、煞車燈）
• 醫療生命維持或診斷設備

本規格書僅保證產品在所述限制範圍內且作為單一元件時的性能。設計者有責任確保產品使用不超出這些規格，並確認其適用於預期應用之使用壽命與環境條件。

9. 技術比較與差異化

17-21封裝在尺寸與效能之間取得了平衡。相較於較大的引腳式LED（例如3mm或5mm），它能顯著節省空間，更適合自動化組裝。與更小的晶片級封裝（CSP）相比，17-21封裝因採用帶金屬引腳的模塑封裝，故更易於處理、可使用標準焊接製程，且通常具有更好的散熱性能。在綠光方面，採用AlGaInP技術相較於GaP等舊技術，能提供更高的效率與更好的色彩飽和度，特別是在綠光光譜範圍內。

10. 常見問題 (FAQ)

Q: 對於5V電源，我應該使用多大的電阻值？
A: 為確保安全餘裕，使用最大VF值（2.35V）並在IF=20mA下計算：R = (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5 歐姆。標準的130或150歐姆電阻是合適的。請務必根據您LED分檔的實際VF值驗證電流。

Q: 我可以將這個LED驅動到30mA以獲得更高亮度嗎？
A: 不行。連續正向電流（IF）的絕對最大額定值為25mA。在30mA下操作會超出此額定值，這將降低可靠性和使用壽命，並可能導致立即故障。

Q: 我的袋子在10天前被打開了。我還能使用這些LED嗎？
A: 首先，檢查濕度指示卡。若顯示已暴露（例如顏色變化），使用前必須將LED以60°C烘烤24小時，以排除濕氣，避免迴焊時焊點損壞。

Q: 如何解讀標籤上的分檔代碼？
A: 標籤上顯示CAT（發光強度分檔，例如N）、HUE（波長分檔，例如C14）和REF（電壓分檔，例如1）。這表示該捲帶上LED的具體性能範圍。

Q: 為什麼反向電壓額定值只有5V？
A> LEDs are not designed to be operated in reverse bias. The 5V rating is a withstand voltage for protection against accidental reverse connection during testing or assembly. For circuit protection against transient reverse voltages, an external diode in parallel (cathode to anode) is recommended.