SMD LED 19-22/R6 BHC-B01/2T 数据手册 - 封装尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 电压 1.7-3.25V - 功率 40-60mW - 红/蓝双色 - 英文技术文档

1. 产品概述

19-22系列代表了一种紧凑型表面贴装LED解决方案，专为高密度PCB应用而设计。该多色型器件提供两种主要芯片材料变体：采用AlGaInP实现鲜艳红光发射的R6代码，以及采用InGaN实现蓝光发射的BH代码。两种类型的树脂封装均为无色透明。与引线框架元件相比，其显著减小的占位面积有助于实现更小的电路板设计、更高的封装密度，并最终促进终端设备的小型化。其轻量化结构进一步使其成为便携式和微型应用的理想选择。

Key advantages highlighted include compatibility with automatic placement equipment and standard infrared or vapor phase reflow soldering processes. The product is compliant with major industry standards, being Pb-free, RoHS compliant, EU REACH compliant, and halogen-free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. 技术参数深度解析

2.1 绝对最大额定值

所有额定值均在环境温度 (Ta) 为 25°C 时指定。超出这些限制可能导致永久性损坏。

• 反向电压 (VR): 5 V (适用于所有型号).
• 正向电流 (IF): R6: 25 mA; BH: 10 mA.
• 峰值正向电流 (IFP): 占空比 1/10 @ 1kHz。R6: 50 mA; BH: 40 mA.
• 功耗 (Pd): R6：60 mW；BH：40 mW。该参数对热管理至关重要。
• 静电放电 (ESD) 人体模型 (HBM)： R6：2000 V；BH：150 V。BH (InGaN) 型号对ESD明显更敏感，需要严格的防护措施。
• 工作温度 (Topr): -40°C 至 +85°C。
• 储存温度 (Tstg): -40°C 至 +90°C。
• 焊接温度 (Tsol)： 回流焊：最高 260°C，持续 10 秒。手工焊接：每个端子最高 350°C，持续 3 秒。

2.2 光电特性

典型值在Ta=25°C、IF=5mA条件下测得，除非另有说明。公差范围：发光强度±11%，主波长±1nm，正向电压±0.1V。

• 发光强度 (Iv): R6和BH代码的最小值为14.5 mcd，典型值为20.0 mcd。
• 视角 (2θ1/2): 典型值为130度，表明其具有宽广的视角模式。
• 峰值波长 (λp): R6: 632 nm (典型值); BH: 468 nm (典型值).
• 主波长 (λd): R6: 617.5 至 629.5 nm; BH: 467.5 至 472.5 nm. 此参数用于颜色分档。
• 光谱带宽 (Δλ): R6: 20 nm (典型值); BH: 25 nm (典型值).
• 正向电压 (VF): R6：1.70 至 2.25 V；BH：2.65 至 3.25 V。蓝色LED的较高电压是InGaN技术的典型特征。
• 反向电流 (IR)： 测量条件为 VR=5V。R6：最大 10 µA；BH：最大 50 µA。

3. 分档系统说明

LED根据主波长进行分档，以确保生产批次内的颜色一致性。

3.1 R6（红色）分档

• Bin E4: 617.5 nm ≤ λd < 621.5 nm
• Bin E5: 621.5 nm ≤ λd < 625.5 nm
• Bin E6: 625.5 nm ≤ λd < 629.5 nm

3.2 BH (Blue) Binning

• A10档： 467.5 nm ≤ λd < 470.0 nm
• A11档： 470.0 nm ≤ λd < 472.5 nm

光强亦进行分级（CAT代码），正向电压亦进行分级（REF代码），提供多参数选择系统，以实现精确的设计匹配。

4. 性能曲线分析

该数据手册提供了R6型号的典型特性曲线，有助于了解其在各种条件下的性能表现。

4.1 相对发光强度与正向电流关系

曲线呈现亚线性关系。光强随电流增加而增大，但在较高电流下开始趋于饱和，这强调了在规定的IF范围内工作以保持效率和延长寿命的重要性。

4.2 相对发光强度与环境温度的关系

环境温度升高会导致光输出降低。这种热降额是设计在高温环境或散热受限条件下工作时的一个关键因素。

4.3 正向电压 vs. 正向电流

该IV曲线展示了典型的二极管指数关系。正向电压具有负温度系数。

4.4 光谱分布

R6 LED的光谱图显示其主要峰值在632 nm左右（典型值），具有明确的带宽，这证实了其单色红光的高纯度。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

19-22 SMD 封装的标准尺寸为 2.0毫米（长）x 1.25毫米（宽）x 0.8毫米（高）。图纸规定公差为 ±0.1毫米，除非另有说明。其中包含透镜、阴极指示标识以及焊盘布局建议的详细信息，以确保正确的焊接和对准。

5.2 极性识别

该封装在阴极侧设有视觉标记（通常为凹口或绿色标记）。安装时必须注意正确的极性，以确保电路正常工作。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

指定采用无铅回流焊温度曲线：

• 预热：150-200°C，持续60-120秒。
• 液相线以上时间（217°C）：60-150秒。
• 峰值温度：最高260°C，最多保持10秒。
• 升温速率：最高6°C/秒，直至255°C；255°C以上最高3°C/秒。

回流焊接操作不应超过两次。

6.2 手工焊接

若需手工焊接，烙铁头温度必须低于350°C，每个端子焊接时间不得超过3秒。使用功率为25W或更低的电烙铁。每个端子焊接间隔至少2秒，以防热冲击。

6.3 存储与潮湿敏感度

元件采用带有干燥剂的防潮屏障袋包装。

• 请在使用前再打开包装袋。
• 开封后，未使用的LED必须在≤30°C和≤60%相对湿度的条件下储存。
• 包装袋开封后的“车间寿命”为168小时（7天）。
• 若超出车间寿命或干燥剂显示受潮，需在回流焊前以60±5°C烘烤24小时。

6.4 Critical Precautions

• 限流： 必须使用外部串联电阻。LED是电流驱动器件；微小的电压变化可能导致电流急剧增大，从而立即损坏器件。
• 应力规避： 在加热（焊接）过程中避免对封装施加机械应力，组装后请勿弯曲PCB。
• 维修： 不建议在焊接后进行维修。如不可避免，必须使用专用双头烙铁同时加热两个端子，且需事先验证对LED特性的影响。

7. 包装与订购信息

7.1 卷带包装规格

LED采用8毫米宽载带包装，卷盘直径为7英寸。每卷包含2000颗器件。提供了载带凹槽和卷盘的详细尺寸，以确保与自动贴片设备的兼容性。

7.2 标签说明

卷盘标签包含若干关键代码：

• CPN: Customer's Part Number.
• P/N: 制造商部件编号（例如：19-22/R6 BHC-B01/2T）。
• QTY: 包装数量。
• CAT: 发光强度等级。
• HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (Bin Code).
• REF: 正向电压等级。
• 批号：可追溯批号。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 背光照明： 仪表盘指示灯、开关照明、键盘背光。
• Telecommunication Equipment： 电话、传真机中的状态指示灯和背光。
• LCD显示屏： 小型单色或彩色LCD的侧入式或直下式背光。
• 通用适应症： 紧凑型消费电子产品中的电源状态、模式指示灯及装饰性照明。

8.2 设计考量

• 电路设计： 务必在LED上串联一个限流电阻。根据电源电压（Vs）、LED在目标电流（IF）下的正向电压（VF）以及所需电流计算电阻值：R = (Vs - VF) / IF。为进行保守设计，请使用数据手册中给出的最大VF值。
• 热管理： 确保PCB布局允许散热，尤其是在接近最大电流或高环境温度下工作时。避免将LED放置在其它发热元件附近。
• ESD保护： 在组装线上实施ESD保护措施，特别是对于敏感的BH（蓝色）型号。使用接地的工作台和防静电手环。
• 光学设计： 130度宽视角提供了良好的离轴可见度。对于聚焦光，可能需要外部透镜或导光件。

9. 技术对比与差异化

19-22系列在特定应用场景中具有明显优势。与更大的通孔LED相比，其主要优势在于节省空间且适合自动化组装。在SMD LED领域，其2.0x1.25mm的封装尺寸是常见规格，在光输出和微型化之间取得了平衡。该特定型号的关键差异化在于，同一机械封装内提供了两种不同的半导体技术（AlGaInP用于红光，InGaN用于蓝光），这简化了多色应用的采购和设计。其波长和光强的详细分档系统，可确保批量生产中的高色彩一致性，这对于多段式显示器或背光阵列等色彩匹配至关重要的应用尤为关键。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 为什么红色(R6)和蓝色(BH)LED的最大正向电流不同？

这种差异源于底层半导体材料（AlGaInP与InGaN）及其各自的内量子效率和热特性。在相同的封装热约束条件下，R6 LED中的AlGaInP芯片通常能够承受更高的电流密度，因此其额定电流更高（25mA对比10mA）。

10.2 为什么蓝色（BH）LED的ESD额定值远低于红色（R6）？

基于InGaN的蓝色LED由于其材料特性以及芯片结构中涉及的有源层更薄，天生更容易受到静电放电损伤。其150V HBM额定值将其归类为非常敏感，需要采用0级ESD处理程序。

10.3 如果我的电源精确稳压在LED的正向电压，我可以不使用限流电阻来驱动这个LED吗？

不，强烈不建议这样做，这很可能导致器件失效。 正向电压（VF）存在容差（±0.1V）且具有负温度系数（即随着结温升高而降低）。即使是微小的过压或由于发热导致的VF下降，都可能引起电流的失控性增加，从而超过绝对最大额定值并损坏LED。为实现稳定工作，串联电阻是必不可少的。

10.4 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长（λp） 是光谱功率分布达到最大值时的波长。 主波长 (λd) 是与LED感知颜色相匹配的单色光波长。对于光谱对称的LED，二者通常接近。出于颜色规范和分档的目的，主波长是标准度量指标。

11. 实际设计与使用案例

场景：设计一个带有红色和蓝色LED的紧凑状态指示面板。

1. 选择： 选择19-22/R6用于红色，19-22/BH用于蓝色，以保持相同的封装尺寸和焊接工艺。
2. 电路计算： 对于5V电源（Vs）。
   • 红色 (R6，使用最大正向电压VF=2.25V，目标电流IF=15mA)：R = (5 - 2.25) / 0.015 ≈ 183 Ω。使用标准180 Ω或200 Ω电阻。
   • 蓝色 (BH，使用最大正向电压VF=3.25V，目标电流IF=8mA)：R = (5 - 3.25) / 0.008 ≈ 219 Ω。使用标准220 Ω电阻。
   验证电阻的功耗在其额定值范围内。
3. PCB布局： 以正确的极性放置LED。若多个LED集中放置，需确保足够的散热间距。请遵循封装图纸中推荐的焊盘图形。
4. 组装： 在生产线上准备就绪前，请将元器件密封在包装袋中。请严格按照指定的回流焊温度曲线进行操作。组装完成后，避免在LED附近弯折PCB。
5. Binning: 为确保外观均匀一致，在下单时请指定严格的Binning代码（例如，红色用E5，蓝色用A10），尤其是在多个器件将并排观看的情况下。

12. Technology Principle Introduction

发光二极管（LED）是通过电致发光发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，电子和空穴在有源区复合，以光子的形式释放能量。所发出光的颜色（波长）由所用半导体材料的带隙能量决定。

• R6 (AlGaInP): 铝镓铟磷是一种具有直接带隙的材料体系，适用于在红、橙、黄光谱范围内产生高效光。它以高亮度和稳定性而著称。
• BH (InGaN): 氮化铟镓是实现高亮度蓝光、绿光和白光LED的材料体系。通过改变铟含量，可以调节其带隙。蓝光LED是通过荧光粉转换产生白光的基本组件。

SMD封装将微小的半导体芯片封装起来，通过金属引线提供电气连接，并使用透明的环氧树脂透镜来保护芯片并塑造光输出。

13. 技术发展趋势

诸如19-22系列这类SMD LED的总体发展趋势集中在几个关键领域：

• 提升能效（每瓦流明）： 内部量子效率和光提取技术的持续改进，使得相同或更小尺寸的芯片能够产生更高的发光强度，从而在特定光输出下降低功耗。
• 提升色彩一致性与显色性： 外延生长和分档工艺的进步使得主波长和发光强度的容差范围更小，这对于需要精确色彩匹配的应用至关重要。
• 增强的可靠性与使用寿命： 对更坚固的封装材料、更优的热界面材料和更稳定的半导体结构的研究，持续推动平均故障间隔时间（MTBF）在苛刻工作条件下进一步提升。
• 小型化： 对更小型终端产品的追求，推动着LED封装在保持或提升光学性能的同时，不断向更小的占位面积发展。
• 集成化： 趋势包括将多个LED芯片（RGB）集成到单个封装中，或将LED与控制IC（如恒流驱动器）相结合，以形成更智能、更易使用的组件。

这些趋势确保了像19-22 SMD LED这样的基础元件将持续演进，为设计者提供更优的性能、可靠性和灵活性。