目錄
1. 產品概述
17-21 SMD LED 是一款專為高密度電子組裝設計的緊湊型表面黏著元件。其主要功能是發射純綠光，適用於各種指示燈與背光應用。此元件的核心優勢在於其微型尺寸，能顯著縮小電路板與設備的體積。輕量化結構進一步提升了其在空間受限與可攜式裝置中的適用性。本產品完全符合現代環保標準，為無鉛、符合RoHS、REACH及無鹵規範，確保其能在法規要求嚴格的全球市場中使用。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
此元件最大逆向電壓 (VR) 額定值為5V。連續順向電流 (IF) 不得超過25mA，而在脈衝條件下（工作週期1/10，頻率1kHz），峰值順向電流 (IFP) 可達60mA。最大功耗 (Pd) 為60mW。工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍為 -40°C 至 +90°C。LED可承受最高260°C、持續10秒的迴焊，或最高350°C、持續3秒的手工焊接。
2.2 電氣與光學特性
在標準測試條件下 (Ta=25°C, IF=20mA)，發光強度 (Iv) 範圍為最小值7.20 mcd至最大值22.50 mcd。此元件具備140度的寬廣視角 (2θ1/2)，提供廣泛的照明範圍。峰值波長 (λp) 為561 nm，主波長 (λd) 範圍介於557.50 nm至567.50 nm之間，定義了其純綠光色。典型頻譜頻寬 (Δλ) 為20 nm。在測試電流下，順向電壓 (VF) 範圍為1.55V至2.35V。當施加5V逆向偏壓時，最大逆向電流 (IR) 為10 μA，但此元件並非設計用於逆向操作。
3. 分級系統說明
為確保應用設計的一致性，產品針對關鍵參數進行了分級。
3.1 發光強度分級
發光強度分為四個等級代碼：K0 (7.20-11.50 mcd)、L1 (11.50-14.50 mcd)、L2 (14.50-18.00 mcd) 及 M1 (18.00-22.50 mcd)。容差為±11%。
3.2 主波長分級
主波長分為五個等級代碼：C10 (557.50-559.50 nm)、C11 (559.50-561.50 nm)、C12 (561.50-563.50 nm)、C13 (563.50-565.50 nm) 及 C14 (565.50-567.50 nm)。容差為±1nm。
3.3 順向電壓分級
順向電壓分為三個等級代碼：0 (1.75-1.95 V)、1 (1.95-2.15 V) 及 2 (2.15-2.35 V)。容差為±0.1V。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中引用了特定的圖形曲線，但典型的性能趨勢可從參數推斷。順向電壓與順向電流呈對數關係。在指定範圍內，發光強度與順向電流成正比，但會隨著接面溫度升高而降低。主波長可能會隨著接面溫度升高而產生輕微偏移（通常向長波長方向移動）。理解這些關係對於設計穩定且高效的驅動電路至關重要。
5. 機械與封裝資訊
5.1 封裝尺寸
17-21 SMD LED 採用緊湊型封裝，尺寸約為長1.6mm、寬0.8mm、高0.6mm（容差±0.1mm）。封裝上包含清晰的陰極標記，以便在組裝時正確辨識極性。詳細的尺寸圖提供了焊墊佈局設計的精確尺寸，以確保正確的焊接與熱管理。
5.2 極性辨識
封裝本體上有一個明顯的標記，用以指示陰極端子。正確的方向對於電路功能至關重要，並可防止因逆向偏壓造成的損壞。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴焊溫度曲線
對於無鉛焊接，必須遵循特定的溫度曲線：預熱區間150-200°C，持續60-120秒；217°C以上時間為60-150秒；峰值溫度最高260°C，持續時間最長10秒；並控制升溫與降溫速率（255°C以上最大升溫速率6°C/秒，最大降溫速率3°C/秒）。迴焊次數不應超過兩次。
6.2 手工焊接
若需進行手工焊接，烙鐵頭溫度必須低於350°C，每個端子焊接時間不得超過3秒。請使用容量為25W或更低的烙鐵。焊接每個端子之間至少間隔2秒，以防止熱損傷。
6.3 儲存與操作
LED以帶有乾燥劑的防潮袋包裝。在準備使用元件前，請勿打開包裝袋。開封後，未使用的LED應儲存在≤30°C、≤60%相對濕度的環境中，並在168小時（7天）內使用完畢。若超過此期限或乾燥劑指示劑變色，則在使用前需進行60±5°C、24小時的烘烤處理。
6.4 注意事項
操作時必須使用外部限流電阻，因為LED的指數型I-V特性使其對電壓變化極為敏感，可能導致過電流和故障。避免在加熱時對LED施加機械應力，或在焊接後彎折PCB。不建議在焊接後進行維修，但若不可避免，應使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以最小化熱應力。
7. 包裝與訂購資訊
LED以8mm寬的載帶供應，捲繞在直徑7英吋的捲盤上。每捲包含3000顆。包裝包含帶有乾燥劑和標籤的防潮鋁袋。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/主波長等級 (HUE)、順向電壓等級 (REF) 及批號 (LOT No)。
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應用。在電信領域，它可用作電話和傳真機的狀態指示燈與鍵盤背光。它也適用於LCD、開關和符號的平面背光，以及一般用途的指示燈。
8.2 設計考量
設計師必須在LED串聯一個合適的限流電阻。電阻值應根據電源電壓、LED的順向電壓等級（為安全起見使用最大值）以及所需的工作電流（連續操作≤20mA）計算。在設計所需亮度等級時，請考量發光強度等級。確保PCB焊墊佈局與封裝尺寸相符，以防止墓碑效應或不良焊點。
9. 技術比較與差異化
17-21 LED的主要差異化在於其相較於傳統引腳式LED，具有極小的外形尺寸 (1.6x0.8mm)，能實現更高的封裝密度。採用AIGaInP晶片材料可提供高效的純綠光發射。140度的寬廣視角相較於窄視角元件能提供更均勻的照明。其完全符合無鉛、RoHS、REACH及無鹵標準，使其成為全球電子製造中具前瞻性的選擇。
10. 常見問題 (FAQ)
問：分級代碼的目的是什麼？
答：分級確保了批次內電氣與光學特性的一致性。設計師可以選擇特定的等級（例如亮度或電壓），以在其最終產品中實現一致的性能，尤其是在使用多個LED組成陣列時。
問：為什麼必須使用限流電阻？
答：LED是具有非線性I-V曲線的二極體。電壓稍微超過順向電壓，就可能導致電流大幅且可能具破壞性的增加。串聯電阻提供了一種線性、可預測的方法來設定工作電流。
問：我可以將此LED用於汽車外部照明嗎？
答：不行。規格書中包含應用限制，說明此產品不適用於汽車安全/保全系統、軍事/航太或醫療設備等高可靠性應用，除非事先經過諮詢與認證。
問：我可以對此元件進行多少次迴焊？
答：建議最多進行兩次迴焊循環。每次循環都會使元件承受熱應力，隨著時間可能導致內部材料劣化與焊點完整性下降。
11. 實務設計與使用案例
考慮為消費性裝置設計一個低功耗狀態指示燈面板。使用分級為M1（最高亮度）和C12（特定綠色調）的17-21 LED，設計師可以創造出均勻、明亮的顯示效果。透過計算3.3V電源供應的串聯電阻（R = (3.3V - 2.35V) / 0.02A ≈ 47.5Ω，使用47Ω），他們確保了在約20mA下的穩定運作。LED將以載帶和捲盤形式放置，以便進行自動貼片組裝，並遵循指定的迴焊曲線。最終面板受益於LED的小尺寸，實現了時尚的設計，其寬廣視角確保指示燈能從各個位置清晰可見。
12. 工作原理簡介
此LED基於半導體p-n接面的電致發光原理運作。晶片材料為磷化鋁銦鎵 (AIGaInP)。當施加超過接面內建電位的順向電壓時，電子和電洞會注入接面。它們的復合會以光子（光）的形式釋放能量。AIGaInP合金的特定能隙決定了發射光的波長，在本例中為純綠光（約561 nm）。透明的樹脂封裝體保護晶片並充當透鏡，塑造光輸出以達到指定的140度視角。
13. 技術趨勢與發展
像17-21這類SMD LED的趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）、更小封裝尺寸以增加密度，以及改善在溫度與使用壽命期間的色彩一致性和穩定性。此外，推動更廣泛採用環保材料與製程的驅動力也很強勁，正如本產品符合多項綠色標準所證明。與智慧驅動器和控制器的整合以用於智慧照明應用是另一個成長領域，儘管在元件層級，重點仍放在為日益小型化且對功耗敏感的電子設備提供可靠、高效能的光源。
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。 |