SMD LED 15-215/R6C-AQ1R2L/2T 数据手册 - 亮红色 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - 英文技术文档

1. 产品概述

15-215/R6C-AQ1R2L/2T是一款专为高密度PCB应用设计的表面贴装器件（SMD）LED。它采用AlGaInP芯片，可产生明亮的红光输出。其紧凑的外形尺寸有助于在电路板上显著节省空间，使其非常适合板面空间宝贵的现代微型化电子设备。该元件以8mm载带包装，卷绕在直径为7英寸的卷盘上供应，确保与标准自动化贴片组装设备兼容。

1.1 核心优势与目标市场

The primary advantages of this LED include its exceptionally small size, lightweight construction, and suitability for automated high-volume manufacturing. These characteristics directly translate to reduced storage requirements, higher packing density on PCBs, and ultimately, the potential for smaller end-product designs. The device is compliant with lead-free (Pb-free) soldering processes, RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), making it suitable for global markets with strict environmental regulations. Its target applications are diverse, ranging from backlighting for instrument panels, switches, and LCDs to status indicators in telecommunications equipment and general-purpose illumination.

深入技术参数分析

本节对数据手册中定义的关键电气、光学和热学参数提供详细、客观的解读，这些参数对于可靠的电路设计至关重要。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了器件的应力极限，超过此极限可能导致永久性损坏。这些并非正常工作条件。

• Reverse Voltage (V_R): 反向偏压超过5V可能导致结击穿。
• 正向电流 (I_F): 25mA 直流。这是为确保长期可靠运行而推荐的最大连续电流。
• 峰值正向电流 (I_FP): 在1/10占空比和1kHz频率下为60mA。此额定值允许短暂的电流脉冲，适用于多路复用方案，但平均电流不得超过I_F.
• 功耗 (P_d): 60mW。此限制考虑了转化为热量的总电功率 (V_F * 我_F) 在连接处。
• Operating & Storage Temperature: -40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（存储）。这些宽广的范围确保了在恶劣环境下的功能性。
• 焊接温度： 回流焊峰值温度260°C，最长10秒；手工焊接每引脚350°C，最长3秒。
• ESD敏感度： 人体模型（HBM）等级为2000V。这将其归类为中等敏感度；需要采取标准的静电放电（ESD）处理预防措施。

2.2 光电特性

这些参数是在结温（T_j）为25°C、测试电流为20mA的条件下规定的。实际性能会随温度和驱动电流而变化。

• 发光强度 (I_v): 72.0 至 180.0 mcd（毫坎德拉）。此宽范围通过分档系统进行管理（参见第 3 节）。未提供典型值，这意味着选择需基于具体的分档代码。
• 视角 (2θ_1/2): 140度（典型值）。这一宽广的视角表明其具有朗伯或近朗伯辐射模式，适用于区域照明而非聚焦光束。
• Peak Wavelength (λ_p): 632 nm（典型值）。这是光谱功率输出达到最大值时的波长。
• Dominant Wavelength (λ_d): 617.5 至 633.5 nm。这是人眼感知LED颜色的单波长值，同样通过分档进行管理。
• 光谱带宽 (Δλ): 20 nm（典型值）。这定义了在峰值强度一半处发射的波长范围，表明其红色相对纯净。
• 正向电压 (V_F): 在20mA电流下为1.70至2.30 V。此范围同样受分档影响。较低的V_F 在给定电流下，可实现更低的功耗和更少的热量产生。
• 反向电流 (I_R): 在 V_R=5V 时最大为 10 μA。低漏电流是理想特性。

3. 分级系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致，LED会按性能分组或“分档”。15-215型号采用三项独立的分档标准。

3.1 光强分档

光强被分为四个等级（Q1、Q2、R1、R2），其中Q1最暗（72.0-90.0 mcd），R2最亮（140.0-180.0 mcd）。设计师必须根据应用所需的亮度选择合适的等级，并考虑到在同一产品中混用不同等级可能导致可见的亮度差异。

3.2 主波长分档

颜色被分为四个等级（E4、E5、E6、E7），覆盖范围从617.5nm到633.5nm。E4代表波长较短、偏橙红的颜色，而E7代表波长较长、更深的红色。为保持颜色外观一致，需使用相同或相邻波长等级的LED。

3.3 正向电压分档

电压被分为六个等级（19至24），每个等级跨度为0.1V，范围从1.70V到2.30V。对于使用限流电阻的简单指示灯应用，电压分档不那么关键；但在串联灯串或恒压驱动场景中，电压分档对于确保电流分布均匀和亮度一致变得非常重要。

4. 性能曲线分析

虽然提供的资料手册节选提到了“典型电光特性曲线”，但具体图表并未包含在文本中。通常，此类曲线会展示以下关系，这对于高级设计至关重要：

• I-V (电流-电压) 曲线： 展示了正向电压与电流之间的指数关系。该曲线会随温度变化而发生偏移。
• 光强-正向电流关系： 展示了光输出如何随电流增加而增加，通常在正常工作范围内呈近似线性关系，而在大电流下效率会下降。
• 光强与环境温度关系： 显示了光输出随结温升高而降低的情况。与某些蓝光/白光LED相比，红色AlGaInP LED通常具有更显著的热猝灭效应。
• 光谱分布： 一张显示以峰值波长（632 nm）为中心、各波长相对辐射功率的图表。

设计人员应查阅包含图表的完整数据手册，以精确建模热性能并预测不同驱动条件下的行为。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED封装尺寸非常紧凑。关键尺寸（单位：mm，除非另有说明，公差为±0.1mm）包括：主体长度约2.0mm，宽度约1.25mm，高度约0.8mm。数据手册中包含详细的尺寸图，显示了阴极标识（通常是封装上的凹口或绿色标记）、焊盘布局以及推荐的PCB焊盘图案。严格遵守这些尺寸对于确保正确的焊接和对准至关重要。

5.2 极性识别

正确的极性至关重要。该封装包含一个视觉标记以识别阴极 (-) 端子。设计人员必须确保PCB封装与之方向一致，以防止自动化设备错误放置。

6. 焊接与组装指南

需妥善操作，以防损坏这些微型元器件。

6.1 回流焊接温度曲线

该元器件兼容红外回流焊和气相回流焊。推荐采用无铅焊接温度曲线：在150-200°C下预热60-120秒，液相线以上（217°C）时间为60-150秒，峰值温度不超过260°C且持续时间不超过10秒。最大升温速率6°C/秒，最大冷却速率3°C/秒。回流焊接次数不应超过两次。

6.2 存储与湿敏度

LED采用带干燥剂的防潮袋包装。在准备使用前请勿打开包装袋。开封后，在≤30°C和≤60%相对湿度条件下的"车间寿命"为1年。若超出此条件，焊接前需进行60±5°C、24小时的烘烤处理，以防止回流焊过程中发生"爆米花"现象损伤。

6.3 手工焊接与返修

If hand soldering is necessary, use a soldering iron with a tip temperature <350°C, apply heat to each terminal for ≤3 seconds, and use a low-power iron (<25W). A minimum 2-second interval between soldering each terminal is advised. For rework, a dual-head soldering iron is recommended to simultaneously heat both terminals and avoid mechanical stress. The feasibility of rework without damaging the LED should be verified beforehand.

7. 封装与订购信息

本产品采用防潮包装（MSP）形式供货。元件置于带凹穴的载带中，卷绕在直径为7英寸的卷盘上。每盘包含2000件。卷盘和载带的具体尺寸在数据手册中提供，以确保与自动送料器兼容。卷盘和包装袋上的标签提供关键信息：客户部件号（CPN）、产品型号（P/N）、数量（QTY），以及光强（CAT）、主波长（HUE）和正向电压（REF）的具体分档代码，连同批号。

8. 应用设计注意事项

8.1 限流是强制要求

LED是电流驱动型器件。 外部限流电阻或恒流驱动电路绝对必不可少。 正向电压具有负温度系数，若直接由电压源驱动，微小变化即可导致电流大幅波动，可能引发热失控和器件失效。

8.2 热管理

尽管体积小巧，LED 在结区仍会产生热量。为在最大正向电流（25mA）或接近该值下持续工作，应使用足够的 PCB 铜箔面积（散热焊盘）将热量从器件导出，以维持较低的结温，从而保持光输出强度和延长使用寿命。

8.3 应用限制

数据手册明确指出，未经事先咨询和批准，本产品并非设计或认证用于高可靠性应用，例如军事/航空航天、汽车安全/安保系统或医疗生命支持设备。对于此类应用，需要具备不同规格和认证等级的产品。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我能否以30mA驱动此LED以获得更高亮度？
答：不能。连续正向电流（I_F）的绝对最大额定值为25mA。超过此额定值将影响可靠性，并可能因结温过高导致过早失效。

问：使用5V电源时，我应选用多大阻值的电阻？
答：根据欧姆定律：R = (V_supply - V_F) / I_F. 使用您分类中的最大 V_F 值（例如 2.3V）进行保守设计，以确保电流不超过 20mA。R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 Ω。使用标准的 150 Ω 电阻将提供约 18mA 的电流，这是安全且在规格范围内的。

问：为什么发光强度范围如此之宽（72-180 mcd）？
答：制造差异会导致性能的自然分布。分档系统（Q1, Q2, R1, R2）使制造商能够对这些部件进行分类，并使客户能够根据其成本和性能目标选择所需的亮度等级。

10. 设计与使用案例研究

场景：设计一个带有多个均匀红色LED的状态指示灯面板。
一位设计师正在创建一个需要20个相同的亮红色指示灯LED的控制面板。为确保视觉一致性：

1. 分档选择： 他们指定了R2档（140-180 mcd）以获得高亮度，以及E6/E7档（625.5-633.5 nm）以获得一致的深红色。如果LED采用共享恒压配置驱动，他们可能还会指定一个严格的电压档（例如21或22）。
2. 电路设计： 系统提供5V电源轨。设定目标电流为20mA，LED典型正向电压Vf为2.0V，因此为每个LED串联一个150Ω的限流电阻。电阻的功率额定值为(5-2)^2 / 150 = 0.06W，故标准的1/8W (0.125W)电阻即可满足要求。_F 系统提供5V电源轨。设定目标电流为20mA，LED典型正向电压Vf为2.0V，因此为每个LED串联一个150Ω的限流电阻。电阻的功率额定值为(5-2)^2 / 150 = 0.06W，故标准的1/8W (0.125W)电阻即可满足要求。
3. PCB布局： PCB封装遵循数据手册推荐的焊盘图形。阴极和阳极焊盘额外连接了铜箔以辅助散热，这尤其重要，因为LED将紧密安装在一起。
4. 组装： LED以编带盘装形式订购。组装厂使用提供的盘装物料，通过自动贴片机进行贴装，并遵循数据手册中指定的无铅回流焊温度曲线。

这种以数据手册参数为指导的系统化方法，确保了最终产品的可靠性、一致性和可制造性。