SMD LED 16-213/R6C-AQ2R2B/3T 规格书 - 亮红色 - 20mA - 1.75-2.35V - 简体中文技术文档

1. 产品概述

16-213 是一款专为高密度、微型化应用设计的表面贴装器件 (SMD) LED。它采用 AlGaInP 半导体技术，可产生亮红色光输出。其紧凑的外形尺寸相比传统的引线框架元件，可在印刷电路板 (PCB) 上显著节省空间，有助于实现更小的终端产品设计并降低存储要求。

1.1 核心优势

• 微型化：小巧的封装尺寸允许更高的封装密度，并使得设计更紧凑的电子设备成为可能。
• 轻量化：适用于重量是关键因素的应用场景。
• 兼容性：采用 8mm 编带包装在 7 英寸卷盘上，使其完全兼容标准的自动贴片组装设备。
• 环保合规：产品为无铅设计，符合 RoHS、欧盟 REACH 及无卤素标准 (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm)。
• 工艺兼容性：适用于红外 (IR) 和气相回流焊接工艺。

1.2 目标应用

此 LED 非常适合各种指示灯和背光功能，包括：

• 汽车和工业控制设备中的仪表盘和开关背光。
• 电话、传真机等通信设备中的状态指示灯和键盘背光。
• LCD 面板、开关和符号的平面背光。
• 通用指示灯应用。

2. 绝对最大额定值

以下额定值定义了超出此范围可能导致器件永久损坏的极限。不保证在此条件下或低于此条件运行。

3. 光电特性

这些参数在环境温度 (T_a) 为 25°C、正向电流 (I_F) 为 20mA 的条件下测量（除非另有说明）。它们代表了器件的典型性能。_aT_a_FI_F

I_R

1. μA
2. V_R=5V
3. 备注：

发光强度容差：±11%

主波长容差：±1nm

正向电压容差：±0.05V

4. 分档系统说明_F为确保应用性能的一致性，LED 根据关键参数进行分类（分档）。16-213 采用三码分档系统。

R1

R2

E6

E7_F4.3 正向电压分档 (REF)

最大值 (V)

5. 性能曲线分析_a以下典型曲线揭示了器件在不同条件下的行为。除非注明，所有曲线均在 T_a=25°C 下测量。

5.1 正向电流 vs. 正向电压 (I-V 曲线)

此曲线显示了施加电压与产生电流之间的指数关系。在 20mA 的标准工作电流下，正向电压 (V_F) 通常在 1.75V 至 2.35V 之间。设计者必须使用串联限流电阻以防止热失控，因为电压超过拐点后微小的增加会导致电流大幅且可能具有破坏性的增加。_FV_F

5.2 发光强度 vs. 正向电流

发光强度随正向电流近似线性增加，直至达到最大额定电流。在绝对最大额定值（25mA 连续电流）以上工作将缩短寿命并降低可靠性。

5.3 发光强度 vs. 环境温度

LED 的光输出随着结温升高而降低。该曲线显示相对发光强度随着环境温度从 -40°C 升至 +85°C 而下降。在 LED 工作于高温环境或高驱动电流的设计中，必须考虑此降额。

5.4 正向电流降额曲线

这条关键曲线定义了作为环境温度函数的允许最大连续正向电流。为确保可靠运行并防止过热，在高环境温度下工作时必须降低正向电流。

5.5 光谱分布

光谱以典型峰值波长 (λ_p) 632nm 为中心，半高宽 (FWHM) 约为 20nm，这是基于 AlGaInP 的红光 LED 的特征。主波长 (λ_d) 定义了感知的颜色。_pλ_d_d5.6 辐射模式

该 LED 具有 120 度 (2θ_1/2) 的宽视角，提供宽广、均匀的发射模式，适用于需要宽视角的区域照明和指示灯应用。

6. 机械与封装信息_{6.1 封装尺寸}规格书中提供了 LED 封装的物理外形和关键尺寸。除非另有说明，公差通常为 ±0.1mm。设计者应参考精确图纸创建封装。

6.2 建议焊盘布局

包含用于 PCB 设计的推荐焊盘图形（封装）。此图形仅供参考，应根据具体的制造工艺、焊膏量和热管理要求进行优化。

6.3 极性标识

阴极通常在器件上标有标记。组装过程中正确的极性方向至关重要，以防止反向偏压损坏。

7. 焊接与组装指南

7.1 回流焊温度曲线 (无铅)

该 LED 兼容使用无铅焊料的标准红外或气相回流工艺。推荐温度曲线包括：

预热：

150-200°C，持续 60-120 秒。

液相线以上时间 (TAL)：

• 217°C 以上 60-150 秒。峰值温度：
• 最高 260°C，保持时间不超过 10 秒。升温速率：
• 至 255°C 最高 3°C/秒，然后至峰值最高 6°C/秒。降温速率：
• 最高 6°C/秒。关键点：
• 同一器件上不应进行超过两次的回流焊接。7.2 手工焊接

如果必须进行手工焊接，必须格外小心：使用烙铁头温度不超过 350°C 的烙铁。

每个焊端接触时间限制在最多 3 秒。

使用额定功率为 25W 或更低的烙铁。

• 焊接每个焊端之间至少间隔 2 秒冷却时间。
• 加热期间避免对 LED 本体施加机械应力。
• 7.3 返修与修复
• 强烈不建议在 LED 焊接后进行修复。如果不可避免，必须使用专用的双头烙铁同时加热两个焊端，以最小化热应力。返修后必须验证对 LED 特性的影响。
• 8. 存储与湿度敏感性

LED 包装在带有干燥剂的防潮袋中。

开封前：

存储在 ≤30°C 和 ≤90% 相对湿度 (RH) 条件下。

开封后 (车间寿命)：

• 未使用的器件在 ≤30°C 和 ≤60% RH 条件下存储时，必须在 1 年内完成焊接。如果在此期间未使用，必须重新烘烤并重新装袋。烘烤程序：
• 如果干燥剂指示剂变色或超过车间寿命，使用前需在 60 ±5°C 下烘烤 24 小时。9. 包装与订购信息
• 9.1 编带与卷盘规格器件以 8mm 宽压纹载带形式供应，卷绕在直径 7 英寸的卷盘上。每卷包含 3000 片。

9.2 标签说明

卷盘标签包含几个关键代码：

CPN：

客户部件号。

P/N：

• 制造商部件号 (例如，16-213/R6C-AQ2R2B/3T)。QTY：
• 每卷包装数量。CAT：
• 发光强度等级 (例如，Q2, R1, R2)。HUE：
• 主波长等级 (例如，E4, E5, E6, E7)。REF：
• 正向电压等级 (例如，0, 1, 2)。LOT No：
• 可追溯的生产批号。10. 应用设计考量
• 10.1 限流电阻计算必须使用串联电阻来设定正向电流。电阻值 (R_S) 可使用欧姆定律计算：R_S = (V_Supply - V_F) / I_F。为保守设计，使用分档表中的最大 V_F 值，以确保 I_F 不超过期望值。还必须计算电阻的额定功率：P_R = (I_F)² * R_S。

V_Supply

V_F

I_FV_FI_F_SI_F_SR_S_{10.2 热管理}尽管封装小巧，但功耗（高达 60mW）可能导致显著的结温升高，尤其是在高环境温度或密闭空间中。这会降低光输出和寿命。如果在接近最大额定值条件下工作，应确保使用足够的 PCB 铜箔面积或散热过孔进行散热。_F10.3 ESD 防护_F尽管额定值为 2000V HBM，但在组装和处理过程中应始终遵循标准的 ESD 防护措施，以防止潜在损伤。_F11. 技术对比与差异化_F基于 AlGaInP 技术的 16-213 LED 在红色指示灯应用中具有明显优势：_R与旧技术对比 (例如，GaAsP)：_FAlGaInP 提供更高的发光效率，在相同电流下产生更亮的输出，以及更好的色纯度（更饱和的红色）。_S.

与带滤光片的广谱白光 LED 对比：

对于产生纯红光，单色红光 LED 远比过滤白光更高效，从而功耗更低。

与更大的引线式 LED 对比：

SMD 形式支持自动化组装，节省电路板空间，并通过消除易弯曲和断裂的引线提高了机械可靠性。

12. 常见问题解答 (FAQ)

Q1: 峰值波长 (λp) 和主波长 (λd) 有什么区别？

• A1: 峰值波长是光谱功率分布达到最大值时的波长。主波长是与 LED 感知颜色相匹配的单色光波长。在指示灯应用中，λd 对于颜色规格更为相关。Q2: 如果我的电源精确为 2.0V，我可以不用限流电阻驱动这个 LED 吗？
• A2: 正向电压存在容差且随温度变化。电源电压等于标称 V_F 可能由于器件间的差异或温度下降而导致电流过大。为确保可靠运行，始终需要串联电阻。V_F
• Q3: 为什么存储温度范围比工作温度范围更宽？A3: 存储额定值适用于器件处于非工作、未通电状态。工作范围更窄是因为工作状态会在半导体结处产生热量，必须限制环境温度和自发热的综合影响，以确保性能和寿命。

Q4: 如何解读部件号 16-213/R6C-AQ2R2B/3T？

A4: 虽然确切的解码规则可能是专有的，但它通常包含基础产品代码 (16-213)，后跟指定性能分档的代码（例如，发光强度 'R2'，主波长可能在 'E6/E7' 范围内，正向电压 'B2'），以及可能的包装类型（'3T' 可能指编带卷盘）。

13. 设计案例研究：仪表盘开关背光

场景：

为汽车仪表盘开关设计背光，要求在环境温度高达 70°C 的环境中提供均匀、可靠的红色照明。No.设计步骤：_F电流选择：

为确保高温下的长寿命，需对电流进行降额。根据降额曲线，在 70°C 环境温度下，最大允许 I_F 显著低于 25mA。选择 I_F = 15mA 可提供良好的安全裕度。

I_F

I_F

电阻计算：

使用 12V 汽车电源和 B2 分档的最大 V_F (2.35V)。R_S = (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643Ω。使用标准 620Ω 或 680Ω 电阻。功率：P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145W。1/4W 电阻足够。

V_FR_S

分档选择：

1. 为确保多个开关间外观一致，应指定严格的 HUE（主波长，例如仅 E6）和 CAT（发光强度，例如仅 R1）分档。这确保了颜色和亮度的一致性。布局：_F将 LED 及其限流电阻靠近放置。使用规格书中的推荐焊盘布局，可添加小的散热连接以辅助焊接。_F14. 技术原理
2. 该 LED 基于铝镓铟磷 (AlGaInP) 半导体异质结构。当在 p-n 结上施加正向电压时，电子和空穴被注入到有源区，并在那里复合。复合过程中释放的能量以光子（光）的形式发射出来。AlGaInP 合金的特定带隙能量决定了发射光的波长，在本例中为红色光谱（约 632nm）。水清树脂透镜使光能以最小的吸收逸出，其形状决定了 120 度的宽视角。15. 行业趋势_F像 16-213 这样的 SMD 指示灯 LED 市场持续发展。主要趋势包括：_S效率提升：
3. 持续的材料科学改进旨在提供更高的发光效率（每单位电输入产生更多光输出），从而实现更低的功耗或更亮的指示灯。微型化：
4. 对更小终端产品的需求推动着 LED 封装尺寸不断缩小（例如，0402、0201 公制尺寸），同时保持或改善光学性能。可靠性增强：

封装材料和芯片贴装技术的改进侧重于延长工作寿命，并增强对热循环和湿度的鲁棒性。

集成化：

将多个 LED（例如，RGB 集群）集成或将 LED 与控制 IC（如驱动芯片）组合到单个封装中的趋势，以简化电路设计并节省电路板空间。

The market for SMD indicator LEDs like the 16-213 continues to evolve. Key trends include:

• Increased Efficiency:Ongoing material science improvements aim to deliver higher luminous efficacy (more light output per unit of electrical input), allowing for lower power consumption or brighter indicators.
• Miniaturization:The drive for smaller end products pushes for ever-smaller LED packages (e.g., 0402, 0201 metric sizes) while maintaining or improving optical performance.
• Enhanced Reliability:Improvements in packaging materials and die-attach technologies focus on extending operational lifetime and robustness against thermal cycling and humidity.
• Integration:A trend towards integrating multiple LEDs (e.g., RGB clusters) or combining LEDs with control ICs (like driver chips) into single packages to simplify circuit design and save board space.