SMD LED 19-21/T1D-CPQTY/3T 数据手册 - 1.9x2.1毫米 - 最大3.0V - 40mW - 纯白色 - 英文技术文档

1. 产品概述

19-21 SMD LED是一款紧凑型表面贴装器件，专为需要可靠指示灯或背光功能的现代电子应用而设计。其主要优势在于，与传统引线框架LED相比，其占板面积显著减小，从而提高了PCB上的封装密度，减少了存储空间，并最终有助于终端设备的小型化。其轻量化结构进一步使其成为便携式和空间受限应用的理想选择。

This LED is a mono-color type, emitting a pure white light, and is constructed with a yellow diffused resin. It is fully compliant with contemporary environmental and manufacturing standards, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product is supplied in 8mm tape on 7-inch diameter reels, making it fully compatible with automated pick-and-place assembly equipment and standard infrared or vapor phase reflow soldering processes.

2. 技术参数：深入的客观解读

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了应力极限，超出此极限可能导致器件永久性损坏。不建议在达到或超出这些极限的情况下操作。

• 反向电压 (VR): 5V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
• 正向电流 (IF): 10mA。为确保可靠运行而建议的最大连续直流电流。
• 峰值正向电流 (IFP): 在占空比为1/10、频率为1kHz的条件下，电流为40mA。此额定值允许短暂的高电流脉冲，适用于多路复用方案，但必须控制平均功耗。
• 功耗 (Pd)： 40mW。在环境温度Ta=25°C时，封装可承受的最大功耗，计算公式为VF * IF。
• 静电放电 (ESD) HBM： 150V。此人体模型等级表明器件具有中等静电放电敏感性；必须遵循正确的操作程序。
• Operating & Storage Temperature: -40°C 至 +85°C（工作）和 -40°C 至 +90°C（存储）。此宽泛范围确保器件在恶劣环境下正常工作。
• 焊接温度： 回流焊曲线峰值温度为260°C，最长持续10秒；手工焊接温度为350°C，每个端子最长持续3秒。

2.2 电光特性

这些参数是在Ta=25°C、IF=5mA的标准测试条件下测得的，提供了基准性能。

• 发光强度 (Iv): 范围从最小值45.0 mcd到最大值112.0 mcd，并提供典型值。适用公差为±11%。
• 视角 (2θ1/2): 典型的110度宽视角，这是散射型LED封装的特征。
• 正向电压 (VF): 在正向电流为5mA时，正向压降范围为2.60V至3.00V，容差为±0.05V。该参数对于限流电阻的计算至关重要。
• 反向电流 (IR): 在反向电压为5V时，最大值为50 µA。该器件并非设计用于反向偏置工作；此项测试仅用于漏电流特性表征。

3. Binning System Explanation

为确保生产中的颜色与亮度一致性，LED会进行分档。

3.1 光强分档

根据IF=5mA时的最小发光强度定义了两个分档：

• Bin Code P： 45 mcd（最小值）至72 mcd（最大值）。
• Bin Code Q: 72 mcd (最小值) 至 112 mcd (最大值).

3.2 正向电压分档

在IF=5mA条件下，正向电压被划分为四个分档：

• Bin Code 28： 2.6V 至 2.7V
• Bin Code 29: 2.7V 至 2.8V
• Bin Code 30: 2.8V 至 2.9V
• Bin Code 31: 2.9V 至 3.0V

3.3 色度坐标分档

白点色坐标控制在CIE 1931色品图上的特定区域内，该区域由四个四边形分档（代码1-4）定义，容差为±0.01。所提供的坐标定义了每个分档的角点，确保发出的白光落在可预测的色域内。

4. 性能曲线分析

典型特性曲线揭示了器件在不同条件下的行为特性。

• Relative Luminous Intensity vs. Forward Current: 显示了驱动电流与光输出之间的非线性关系。光强随电流增加而增加，但在较高电流下可能趋于饱和。
• 相对发光强度与环境温度关系： 展示了光输出的负温度系数特性。发光强度通常随结温升高而降低。
• 正向电流与正向电压关系（IV曲线）： 阐释了指数关系，这对于理解动态电阻和电流调节的必要性至关重要。
• 正向电流降额曲线： 规定了最大允许正向电流与环境温度的函数关系，以确保不超过额定功耗（Pd）。
• Spectrum Distribution： 描绘了白光的相对光谱功率分布，通常显示一个蓝色LED峰值与一个更宽的黄色荧光粉发射光谱相结合。
• 辐射图： 一种极坐标图，用于可视化光强的空间分布，证实了110度的视角。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用紧凑型SMD封装，尺寸为标称值。封装体上的特定标记用于识别阴极。所有未注公差为±0.1mm。精确的长、宽、高尺寸详见尺寸标注图。

5.2 极性识别

封装上设有清晰的阴极标记，以确保PCB组装时的正确方向。极性错误将导致LED无法点亮，并可能使其承受反向电压应力。

6. 焊接与组装指南

6.1 焊接条件

推荐采用无铅回流焊温度曲线：预热区150-200°C，持续60-120秒；217°C（液相线）以上时间60-150秒；峰值温度不超过260°C，最长保持10秒。最大升温速率6°C/秒，最大降温速率3°C/秒。回流焊接次数不应超过两次。加热过程中避免对LED施加机械应力，焊接后请勿弯曲PCB。

6.2 储存与操作注意事项

LED具有湿敏性（MSL）。主要注意事项包括：

• 储存条件： 请在使用前再打开防潮袋。未开封的袋子应存放在阴凉干燥处。
• 适用期： 开封后，若储存于≤30°C且≤60%相对湿度条件下，请在168小时（7天）内使用。否则，需在60±5°C下重新烘烤24小时并重新封装。
• ESD防护： 该器件的ESD HBM等级为150V，因此必须使用防静电工作站并遵循防静电操作程序。
• 电流限制： 必须使用外部限流电阻。LED的指数型伏安特性意味着微小的电压变化会导致巨大的电流变化，若无适当的电流调节，可能立即烧毁器件。

7. 封装与订购信息

7.1 封装规格

本产品采用防潮包装，其构成如下：

• 载带： 宽度8毫米，装载于...
• 卷盘： 直径7英寸。标准装载量为每卷3000片。
• 防潮袋： 铝袋内含卷盘，并附有干燥剂和湿度指示卡。

除非另有说明，卷盘和载带的详细尺寸公差标准为±0.1mm。

7.2 标签说明

包装标签包含用于追溯和规格识别的代码：

• CPN (Customer's Product Number)
• P/N (产品编号)
• QTY (包装数量)
• CAT (发光强度等级，例如 P 或 Q)
• HUE (Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank, e.g., 1-4)
• REF（正向电压等级，例如28-31）
• 批号（用于追溯的批号）

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 背光照明： 非常适合仪表盘指示灯、开关照明以及LCD和符号的平面背光。
• Telecommunication Equipment: 电话和传真机中的状态指示灯和键盘背光。
• 通用指示： 任何需要紧凑、可靠的白光源的应用。

8.2 设计考量

• 电流驱动： 务必使用串联电阻或恒流驱动器。使用公式 R = (电源电压 - VF) / IF 计算电阻值，其中 VF 应选取最大档位值（例如 3.0V）以确保设计安全。
• 热管理： 在功率较低时，若工作于高环境温度或接近最大电流，请根据降额曲线确保足够的PCB铜箔面积或散热过孔。
• 光学设计： 110度视角和漫射树脂提供了宽广、柔和的发射模式，适合直接观看或用于导光。

9. 技术对比与差异化

19-21 LED的主要差异化在于其尺寸、性能和可靠性之间的平衡。与更大的SMD LED（例如3528）相比，它能显著节省空间。与更小的芯片级封装相比，它更容易使用标准SMT工艺进行贴装和焊接。其针对光强、电压和色度的特定分档结构，相比未分档或分档宽松的替代方案，允许更紧凑的系统设计，并在大规模生产中实现更好的一致性。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 为什么限流电阻是必需的？

LED的正向电压具有负温度系数和生产差异（分档28-31）。直接连接固定电压源将导致电流不受控制，迅速超过10mA的绝对最大额定值并损坏器件。串联电阻提供了一种简单、线性的电流调节方法。

10.2 我可以用5V电源驱动这个LED吗？

可以，但串联电阻必不可少。例如，以IF=5mA为目标，在最坏情况VF=3.0V下：R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400欧姆。标准的390或430欧姆电阻是合适的。务必在工作条件下验证实际电流。

10.3 168小时车间寿命是什么意思？

这是指防潮袋打开后，LED在车间环境条件（≤30°C/60% RH）下可暴露的最长时间，超过此时间再流焊时吸湿可能导致损坏（“爆米花”效应）。若超过此时间，需在60°C下烘烤24小时以去除湿气。

11. 实际设计与使用案例

案例：设计亮度均匀的状态指示灯面板。 为确保面板上多个LED的视觉一致性，在下单时需指定更严格的分档要求。例如，要求所有LED均来自Q档（较高光强）和29档（正向电压VF 2.7-2.8V）。使用设定为5mA的恒流驱动器，而非电压源加电阻的方案，将进一步减少因批次内正向电压微小差异引起的亮度变化，从而实现完全均匀的显示效果。

12. 工作原理介绍

这是一款荧光粉转换型白光LED。其核心是一个半导体芯片，通常由氮化铟镓（InGaN）制成，在正向偏置时（电子和空穴在PN结中复合）会发出蓝光。该蓝光激发封装内部的黄色荧光粉涂层（钇铝石榴石，YAG:Ce）。剩余的蓝光与荧光粉发出的宽谱黄光相结合，使人眼感知为白光。黄色的扩散树脂有助于散射光线，从而形成宽广的视角。

13. 技术发展趋势

SMD指示灯LED的发展趋势持续朝着更高效率（每瓦更多流明）、提升白光LED的显色指数（CRI）以及更小的封装尺寸迈进，同时保持或改善热性能。行业还专注于在更高驱动电流和工作温度下增强可靠性和使用寿命。如本数据手册所示，分档标准化和详细技术数据的提供，反映了行业正朝着为自动化、大批量制造提供更可预测且设计友好的元器件方向发展。