SMD LED 19-223/R7G6C-A01/2T 规格书 - 封装尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 电压 2.0-2.4V - 双色 - 中文技术文档

1. 产品概述

19-223是一款紧凑型多色表面贴装器件（SMD）LED，专为需要高密度封装和可靠性能的现代电子应用而设计。该元件代表了相对于传统引线框架LED的重大进步，能够开发出更小、更轻、更高效的终端产品。

1.1 核心优势与产品定位

19-223 SMD LED的主要优势在于其微型封装尺寸。与有引线元件相比，其尺寸显著减小，这使得印刷电路板（PCB）设计可以更小，元件封装密度更高，存储空间需求更低，最终实现更紧凑的设备。其轻量化结构进一步使其成为便携式和微型应用的理想选择，在这些应用中重量是关键因素。

1.2 目标市场与应用领域

这款LED用途广泛，主要针对以下几个关键应用领域：

• 汽车与仪器仪表：仪表盘指示灯和开关的背光。
• 电信设备：电话、传真机及其他通信设备中的状态指示灯和背光。
• 消费电子：液晶显示器（LCD）的平面背光、开关照明及符号照明。
• 通用指示：为各行业广泛的状态指示需求提供可靠的解决方案。

2. 技术规格深度解析

本节根据规格书，对LED的关键技术参数进行详细、客观的分析。

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极限。不保证在此条件下或超出此条件运行。

• 反向电压（V_R）：5V。这是一个相对较低的值，强调此LED并非为反向偏压操作设计，在可能出现反向电压的电路中需要保护。
• 连续正向电流（I_F）：R7（深红色）和G6（亮黄绿色）芯片均为25 mA。
• 峰值正向电流（I_FP）：60 mA（占空比 1/10 @ 1kHz）。这允许短暂的高电流脉冲，适用于多路复用或实现更高的瞬时亮度。
• 功耗（P_d）：60 mW。此参数与正向电压结合，决定了给定热条件下的最大可持续正向电流。
• 静电放电（ESD）人体模型（HBM）：2000V。这表明具有中等水平的ESD鲁棒性，但在组装过程中仍需采取标准的ESD防护措施。
• 工作与存储温度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（存储）。此宽范围确保了在恶劣环境下的可靠性。
• 焊接温度：兼容回流焊（峰值260°C，最长10秒）和手工焊接（350°C，最长3秒）。

2.2 光电特性

这些是在Ta=25°C和I_F=20mA条件下测得的典型性能参数，除非另有说明。

• 发光强度（I_v）：18.0 - 72.0 mcd（最小值 - 最大值范围）。典型值在此分档范围内（见第3节）。公差为±11%。
• 视角（2θ_1/2）：130度（典型值）。此宽视角适用于需要广泛可见性的应用。
• 峰值波长（λ_p）：R7：639 nm（典型值），G6：575 nm（典型值）。定义了发射光的光谱峰值。
• 主波长（λ_d）：R7：631 nm（典型值），G6：573 nm（典型值）。这是人眼感知到的单一波长，与颜色密切相关。
• 光谱带宽（Δλ）：两者均为20 nm（典型值）。表示发射颜色的光谱纯度。
• 正向电压（V_F）：2.00V（典型值），2.40V（最大值）。此低正向电压有利于低功耗和电池供电设备。
• 反向电流（I_R）：10 μA（最大值），在V_R=5V条件下。

3. 分档系统说明

LED的发光输出因单元而异。分档系统用于根据关键性能参数对器件进行分类。

3.1 发光强度分档

当驱动电流I_F=20mA时，R7和G6芯片均被分为三个强度档（M, N, P）：

• M档：18.0 - 28.5 mcd
• N档：28.5 - 45.0 mcd
• P档：45.0 - 72.0 mcd

这使得设计人员可以为他们的应用选择亮度一致的LED，确保在多LED阵列中外观均匀。

4. 性能曲线分析

规格书提供了典型的特性曲线，对于理解LED在不同工作条件下的行为至关重要。

4.1 发光强度 vs. 正向电流

该曲线显示非线性关系。虽然强度通常随电流增加而增加，但在较高电流下，由于发热增加，效率（每瓦流明）可能会降低。在接近最大连续电流（25mA）下工作需要仔细的热管理。

4.2 发光强度 vs. 环境温度

发光强度随环境温度升高而降低。这种热降额是至关重要的设计考量，特别是在高温环境中的应用或LED以高电流驱动时。正向电流降额曲线提供了在高温下为防止超过功耗限制所允许的最大电流。

4.3 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

这条指数曲线是基础。LED在特定的阈值电压（对于这些器件约为1.8V）开始导通并发光。超过此点后，电压的微小增加会导致电流的大幅增加。这强调了使用限流电阻或恒流驱动器以防止热失控的必要性。

4.4 光谱分布

图表显示了相对光谱功率分布。R7芯片在红色区域（峰值约639nm）发光，而G6芯片在黄绿色区域（峰值约575nm）发光。20nm的带宽表明颜色饱和度适中。

4.5 辐射模式图

极坐标图证实了130度的视角，显示出接近朗伯型的发射模式，在0°（垂直于芯片）强度最高，并向边缘递减。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用紧凑的SMD封装。关键尺寸（单位：mm，公差±0.1mm，除非注明）包括本体长度约2.0mm，宽度约1.25mm，高度约0.8mm。规格书提供了详细的尺寸图，包括焊盘布局，这对于PCB焊盘设计至关重要。

5.2 极性识别

阴极通常通过封装上的标记或倒角来识别，如尺寸图所示。组装时必须注意正确的极性。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该元件兼容红外和汽相回流工艺。推荐的无铅温度曲线包括：预热阶段（150-200°C，60-120秒），液相线以上时间（217°C以上，60-150秒），峰值温度最高260°C，最长10秒，以及受控的冷却速率。回流次数不应超过两次。

6.2 存储与防潮要求

LED封装在带有干燥剂的防潮袋中。注意事项至关重要：

• 准备使用时再打开袋子。
• 打开后，如果在≤30°C和≤60% RH条件下存储，需在168小时（7天）内使用。
• 如果超过暴露时间，在焊接前需要进行烘烤处理（60±5°C，24小时），以防止回流过程中发生“爆米花”效应损坏。

6.3 设计注意事项

• 限流：必须使用外部串联电阻来设定工作电流。陡峭的I-V曲线意味着电压的轻微增加可能导致破坏性的电流浪涌。
• 机械应力：在焊接或电路板处理过程中，避免对LED本体施加应力。组装后不要弯曲PCB。

7. 包装与订购信息

7.1 编带与卷盘规格

产品以8mm编带形式供应在7英寸直径的卷盘上，兼容标准自动贴片设备。每卷包含2000片。规格书中提供了详细的载带和卷盘尺寸。

7.2 标签说明

卷盘标签包含以下代码：

• 产品编号（P/N）
• 包装数量（QTY）
• 发光强度等级（CAT）
• 色度与主波长等级（HUE）
• 正向电压等级（REF）
• 批号（LOT No.）

8. 应用建议与设计考量

8.1 典型应用电路

最基本的驱动电路由电压源（V_CC）、限流电阻（R_S）和串联的LED组成。R_S= (V_CC- V_F) / I_F。为了在温度和电源电压变化下保持亮度稳定，推荐使用恒流驱动器。

8.2 热管理

尽管体积小，但必须考虑功耗（最高60mW）。确保PCB上有足够的铜面积连接到LED的散热焊盘（如果适用）或周围的地平面以充当散热器，特别是在高环境温度或高电流下工作时。

8.3 光学设计

如果需要更聚焦的光束，130度的宽视角可能需要二次光学元件（透镜、导光板）。封装的水晶透明树脂颜色适用于需要真实芯片颜色的应用。

9. 技术对比与差异化

19-223 LED通过其极小的外形尺寸、在同一封装焊盘上提供两种不同颜色（红色和黄绿色）以及符合现代环保标准（RoHS、REACH、无卤）的组合来体现差异化。与更大的LED相比，它能显著节省空间。两种颜色均使用AlGaInP材料，提供了良好的发光效率。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：为什么限流电阻是绝对必要的？

答：正向电压相对稳定，但电流会随着电压超过阈值后的微小增加而呈指数增长。如果没有电阻，电流会迅速超过最大额定值（25mA）并损坏LED。

问：我可以用3.3V或5V逻辑电源驱动这个LED吗？

答：可以，但必须计算合适的串联电阻。例如，使用3.3V电源，目标I_F为20mA，使用典型的V_F2.0V：R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65欧姆。标准的68欧姆电阻是合适的。

问：发光强度的“±11%公差”对我的设计意味着什么？

答：这意味着即使是同一档的单个LED，其亮度也可能与标称档值相差高达11%。对于需要外观均匀的应用（例如背光阵列），您可能需要选择更严格的档位或实施电流校准。

11. 实际设计案例分析

场景：为便携式设备设计一个紧凑的状态指示面板，包含四个LED（两个红色，两个绿色），设备由3.7V锂离子电池供电。

设计步骤：

1. 电流选择：选择I_F= 15 mA，以平衡良好的亮度和较低的功耗，延长电池寿命。
2. 电阻计算：假设最坏情况V_F= 2.4V。R_S= (3.7V - 2.4V) / 0.015A ≈ 86.7欧姆。使用标准的91欧姆或100欧姆电阻。
3. PCB布局：放置LED时注意正确极性。在阴极焊盘周围添加一小块铜皮以帮助散热。
4. 热检查：每个LED的功耗：P = V_F* I_F≈ 2.0V * 0.015A = 30mW，远低于60mW的最大值。四个LED总计120mW，在小电路板上是可管理的。
5. 存储/组装：安排PCB组装计划，确保在打开防潮袋后7天内使用LED卷盘。

12. 工作原理简介

发光二极管（LED）是通过电致发光发光的半导体器件。当正向电压施加在p-n结上时，来自n型材料的电子与来自p型材料的空穴在有源区复合。这个复合过程以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由所用半导体材料的带隙能量决定。19-223采用AlGaInP（铝镓铟磷）材料体系，这是在红色到黄绿色光谱范围内的高效发光体。

13. 技术发展趋势

像19-223这样的SMD LED的发展遵循几个明确的行业趋势：持续微型化以实现更小的终端产品，提高发光效率（每瓦电输入产生更多光输出），增强可靠性和寿命，以及严格遵守环保法规（无卤、RoHS）。向更高密度封装发展的趋势推动了封装级热管理技术的进步，以及更精确的分档系统，以确保自动化大批量制造中的颜色和亮度一致性。