SMD LED 19-22/R6G6C-A01/2T 规格书 - 双色（红/黄绿） - 封装 2.0x1.25x0.8mm - 电压 2.0V - 功率 60mW - 中文技术文档

1. 产品概述

19-22 SMD LED是一款紧凑型表面贴装器件，专为高密度PCB应用而设计。此双色型号在单个封装内集成了两种不同的LED芯片：一颗发射亮红色（R6），另一颗发射亮黄绿色（G6）。其微型封装尺寸相比传统的引线框架元件可显著节省空间，有助于实现更小的终端产品设计、更低的存储要求和更高的组装密度。其轻量化结构也使其成为便携式和微型电子设备的理想选择。

该产品专为兼容现代自动化贴片组装线和标准红外或气相回流焊接工艺而设计。它符合严格的环境与安全标准，完全无铅，符合欧盟RoHS指令、欧盟REACH法规，并满足无卤素标准（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在或超过这些极限下工作，为确保长期可靠性能，应避免此类操作。

• 反向电压（V_R）：5 V。在反向偏压下超过此电压可能导致结击穿。
• 连续正向电流（I_F）：R6和G6芯片均为25 mA。这是在Ta=25°C下连续工作的最大直流电流。
• 峰值正向电流（I_FP）：60 mA（占空比1/10 @1KHz）。适用于脉冲操作，不适用于直流。
• 6.1 回流焊曲线（无铅）_d）：60 mW。封装可耗散的最大功率，计算公式为 V_F* I_F.
• 静电放电（ESD）HBM：2000 V。表明器件的敏感度；必须遵循正确的ESD处理程序。
• 工作温度（T_opr）：-40°C 至 +85°C。正常工作的环境温度范围。
• 存储温度（T_stg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接温度：回流焊：峰值260°C，最长10秒。手工焊接：每个端子最高350°C，最长3秒。

2.2 光电特性（Ta=25°C）

这些是在标准测试条件下（I_F=20mA， Ta=25°C）测得的典型性能参数。

• 发光强度（I_v）：
  • R6（红）：45.0 - 112.0 mcd（见分档）。
  • G6（黄绿）：45.0 - 72.0 mcd（见分档）。
  • 容差：±11%。
• 视角（2θ_1/2）：130°（典型值）。此宽视角确保了从不同角度均有良好的可见性。
• 峰值波长（λ_p）：
  • R6：632 nm（典型值）。
  • G6：575 nm（典型值）。
• 主波长（λ_d）：
  • R6：617.5 - 633.5 nm。
  • G6：567.5 - 575.5 nm。
  • 容差：±1 nm。
• 光谱辐射带宽（Δλ）：两种颜色均为20 nm（典型值），表明具有相对纯净的色光发射。
• 正向电压（V_F）：
  • R6 & G6：1.7V（最小），2.0V（典型），2.4V（最大）@ I_F=20mA。
• 反向电流（I_R）：10 µA（最大）@ V_R=5V。

3. 分档系统说明

LED根据关键光学参数进行分类（分档），以确保生产批次内的一致性。这使得设计人员能够选择符合特定亮度和颜色要求的部件。

3.1 R6（亮红）分档

• 发光强度分档：
  • P1：45.0 - 57.0 mcd
  • P2：57.0 - 72.0 mcd
  • Q1：72.0 - 90.0 mcd
  • Q2：90.0 - 112.0 mcd
• 主波长分档：
  • E4：617.50 - 621.50 nm
  • E5：621.50 - 625.50 nm
  • E6：625.50 - 629.50 nm
  • E7：629.50 - 633.50 nm

3.2 G6（亮黄绿）分档

• 发光强度分档：
  • P1：45.0 - 57.0 mcd
  • P2：57.0 - 72.0 mcd
• 主波长分档：
  • C15：567.50 - 569.50 nm
  • C16：569.50 - 571.50 nm
  • C17：571.50 - 573.50 nm
  • C18：573.50 - 575.50 nm

完整的产品代码包含强度（CAT）和波长（HUE）分档代码，允许进行精确选择。

4. 性能曲线分析

4.1 R6芯片特性

提供的R6（红）芯片曲线说明了关键关系：

• 相对发光强度与环境温度：随着环境温度升高，光输出会降低，这是LED的典型行为，因为高温下内部量子效率降低，非辐射复合增加。
• 正向电压与正向电流（I-V曲线）：显示了指数关系。曲线的拐点电压约为1.7-2.0V。动态电阻可以从拐点电压以上的斜率推断。
• 相对发光强度与正向电流：在正常工作范围内（最高约20-30mA），输出与电流大致呈线性关系，之后由于发热和其他效应，效率可能下降。
• 光谱分布：该图显示主峰约在632 nm（红色）处，典型的半高全宽（FWHM）约为20 nm。

4.2 G6芯片特性

为G6（黄绿）芯片提供了类似的曲线，描述了：

• 相对发光强度与环境温度。
• 正向电压与正向电流。
• 相对发光强度与正向电流。
• 光谱分布：预期峰值约在575 nm。

这些曲线对于热管理设计以及预测非标准工作条件下的性能至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

19-22 SMD LED具有非常紧凑的封装尺寸。关键尺寸（除非注明，公差为±0.1mm）包括：

• 封装长度：2.0 mm
• 封装宽度：1.25 mm
• 封装高度：0.8 mm
• 定义了端子尺寸和间距以确保可靠的焊接。

详细的尺寸标注图对于PCB焊盘图形设计（封装）至关重要。正确设计的焊盘图形可确保形成良好的焊点、对齐和机械稳定性。

5.2 极性识别

封装包含极性指示器，通常是一个缺口或标记的阴极。贴装时正确的方向对于电路功能至关重要。

6. 焊接与组装指南

.1 Reflow Soldering Profile (Pb-free)

确保可靠组装的关键工艺。推荐曲线包括：

• 预热：150-200°C，持续60-120秒。缓慢加热以最小化热冲击。
• 液相线以上时间（TAL）：217°C以上，持续60-150秒。
• 峰值温度：最高260°C，保持最长10秒。
• 升温速率：最高6°C/秒，直至255°C。
• 冷却速率：最高3°C/秒。
• 回流限制：组装件不应进行超过两次的回流焊接，以防止对LED封装和键合线造成过度的热应力。

6.2 手工焊接

如需进行手工焊接：

• 烙铁头温度：< 350°C。
• 每个端子接触时间：≤ 3秒。
• 电烙铁功率：≤ 25W。
• 焊接期间或之后避免对元件施加机械应力。

6.3 存储与防潮

LED包装在带有干燥剂的防潮袋中，以防止吸潮，吸潮可能导致回流焊过程中出现“爆米花”现象（封装开裂）。

• 使用前：在准备组装前，请勿打开防潮袋。
• 开封后：如果在≤ 30°C和≤ 60% RH条件下存储，需在168小时（7天）内使用。
• 重新烘烤：如果超过暴露时间或干燥剂饱和，使用前应在60 ±5°C下烘烤24小时。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

元件以行业标准的凸轮式载带形式提供，用于自动化组装。

• 载带宽度：8 mm。
• 卷盘直径：7英寸。
• 料穴间距：见载带图纸定义。
• 每卷数量：2000片。

提供了详细的卷盘和载带尺寸，以确保与送料器设备兼容。

7.2 标签说明

卷盘标签包含多个对可追溯性和验证至关重要的代码：

• P/N：产品编号（例如，19-22/R6G6C-A01/2T）。
• QTY：包装数量。
• CAT：发光强度等级（分档代码）。
• HUE：色度坐标与主波长等级（分档代码）。
• REF：正向电压等级。
• LOT No：生产批号，用于追溯。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 背光：由于其体积小、亮度好，非常适合仪表盘指示灯、开关背光以及LCD符号的平面背光。
• 状态指示灯：非常适合电信设备（电话、传真机）、消费电子产品和工业控制面板，用作多色状态或功能指示灯。
• 通用指示：任何需要紧凑、可靠且明亮的视觉指示器的应用。

8.2 设计注意事项

• 限流： 外部限流电阻是绝对必需的。LED的指数型I-V特性意味着电压的微小增加会导致电流大幅增加，从而导致瞬时故障。电阻值计算公式为 R = (V_电源- V_F) / I_F.
• 热管理：虽然功耗较低，但将结温保持在限值内是确保长寿命和稳定光输出的关键。如果在高环境温度或高电流下工作，请确保足够的PCB铜面积或散热过孔。
• ESD保护：如果LED暴露于用户界面，请在输入线路上实施ESD保护，并在组装过程中始终遵循ESD安全处理程序。
• PCB布局：遵循尺寸图中推荐的焊盘图形。确保焊盘之间有阻焊坝以防止桥连。

9. 技术对比与差异化

19-22系列在特定情境下具有明显优势：

• 对比更大尺寸的SMD LED（例如3528， 5050）：主要优势是显著更小的封装尺寸（2.0x1.25mm），可在板空间极其宝贵的情况下实现超小型化设计。代价通常是每个封装的总光输出较低。
• 对比单色19-22 LED：此特定的A01/2T型号在一个封装内集成了两种不同颜色的芯片（红色和黄绿色）。与使用两个独立的单色LED相比，这节省了空间和贴装成本，简化了需要双色指示的设计。
• 对比直插式LED：提供所有标准SMD优势：适用于自动化组装、无需引脚弯曲/修剪、高度更低，在高振动环境中性能更好。
• 合规性：其全套合规性（无铅、RoHS、REACH、无卤）使其适用于要求最严格的全球市场和对环境有要求的设计。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q1：我能否不使用电阻，直接从3.3V或5V逻辑电源驱动此LED？

A：不行，绝对不可以。必须使用串联限流电阻。否则，正向电压仅为~2.0V，因此来自3.3V或5V电源的多余电压将导致电流过大，立即损坏LED。

Q2：峰值波长和主波长有什么区别？

A：峰值波长（λ_p）是发射光谱强度达到最大值时的波长。主波长（λ_d）是与LED感知颜色相匹配的单色光波长。λ_d对于颜色规格更为相关。规格书同时提供了两者。

Q3：如何为我的应用选择正确的分档代码？

A：如果您的设计要求多个单元之间亮度一致，请指定更严格的发光强度分档（例如，仅P2）。如果颜色一致性至关重要（例如，用于颜色匹配），请指定较窄的主波长分档（例如，红色用E5）。请查阅第3.1和3.2节中的分档表。

Q4：工作温度最高为85°C。我能在户外应用中使用它吗？

A：85°C的额定值指的是器件周围的环境空气温度。在暴露于阳光直射的户外外壳中，内部温度很容易超过此值。您必须设计系统，确保LED的局部环境温度保持在-40°C至+85°C范围内，同时考虑太阳加热、其他元件产生的内部热量以及通风不足等因素。

Q5：为什么打开防潮袋后有严格的7天车间寿命限制？

A：塑料LED封装会从空气中吸收水分。在高温回流焊接过程中，这些被截留的水分迅速变成蒸汽，产生压力，可能导致封装分层或环氧树脂开裂，这种故障称为“爆米花”现象。7天的限制假设了适当的存储条件（30°C/60%RH）。

11. 实际设计与使用案例

场景：为便携式医疗设备设计双色状态指示灯。

要求：设备需要一个单一、微小的指示灯来显示“待机”（绿色）和“故障”（红色）。电路板空间极其有限。设备必须符合RoHS和无卤要求，以满足全球医疗市场的合规性。

元件选择：19-22/R6G6C-A01/2T是理想选择。其2.0x1.25mm的封装尺寸节省了关键空间。集成的红色（R6）和黄绿色（G6）芯片消除了对两个独立LED及其相关贴装周期的需求。其全面的环境合规性满足了法规要求。

电路设计：设计了两个独立的驱动电路，每个电路由微控制器的GPIO引脚、一个限流电阻和LED封装对应的阳极组成。公共阴极接地。为延长寿命，针对15mA的目标电流（远低于25mA最大值）计算电阻值：R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87Ω（使用82Ω或100Ω标准值）。

PCB布局：使用了规格书中推荐的焊盘图形。焊盘上使用了小的散热连接，以方便焊接，同时保持良好的热连接到一小块接地覆铜区域以利于散热。

组装与结果：元件以8mm载带形式提供，用于自动贴装。精确遵循设计的回流焊曲线。最终产品具有一个干净、外观专业的双色指示灯，满足所有尺寸、可靠性和合规性要求。

12. 技术介绍

19-22 LED的R6（红）和G6（黄绿）芯片均采用AlGaInP（铝镓铟磷）半导体材料。AlGaInP是一种直接带隙III-V族化合物半导体，非常适合在琥珀色到红色光谱范围内（约560-650 nm）产生高效率的光发射。通过仔细调整晶格中铝、镓和铟的比例，可以精确调节带隙能量，从而调节发射的光子波长。

基本工作原理是电致发光。当在p-n结上施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到有源区。在那里，它们发生辐射复合，以光子的形式释放能量。这些光子的波长（颜色）由有源区半导体材料的带隙能量决定。芯片被封装在透明的环氧树脂中，以保护半导体芯片，作为透镜来塑形光输出（实现130°视角），并提供机械稳定性。

13. 技术趋势

像19-22这样的微型SMD LED市场在几个关键趋势的推动下持续发展：

• 进一步小型化：对更小消费电子产品、可穿戴设备和医疗设备的需求推动了对封装尺寸和高度比19-22更小的LED的需求，例如芯片级封装（CSP）LED或更小的封装类型。
• 更高效率与亮度：外延生长、芯片设计和封装提取效率的持续改进，使得相同或更小芯片尺寸能产生更高的发光强度，允许设计人员使用更小的电流实现相同的亮度，从而改善电池寿命和热性能。
• 先进颜色选项与多芯片集成：本产品所体现的集成多种颜色的趋势正在扩展，包括在微小封装中集成RGB（红绿蓝）或RGBW（红绿蓝白），实现单点光源的全彩可编程性。
• 增强的可靠性与严苛环境适应性：封装材料（例如，用硅胶替代环氧树脂以获得更好的耐热和耐紫外线性能）和封装结构的发展正在提高LED在汽车、工业和户外应用中的寿命和性能。
• 智能化集成：一个更广泛的趋势涉及将控制电路（如恒流驱动器或简单逻辑）直接与LED芯片集成或在封装内集成，朝着简化系统设计的“智能LED”元件方向发展。

19-22系列代表了这一领域中成熟、可靠的解决方案，特别适用于需要稳健性能和广泛合规性的、具有成本效益且空间受限的指示灯应用。