SMD LED 19-223/R6BHC-A05/2T Datasheet - Multi-Color - Red & Blue - 2.0V/3.3V - 60mW/75mW - English Technical Document

1. 產品概覽

19-223 是一款緊湊型表面貼裝 LED，專為高密度電子組裝而設計。它屬於多色類型，提供亮紅色（採用 R6 AlGaInP 芯片）和藍色（採用 BH InGaN 芯片）發光顏色，兩者均封裝於水清樹脂外殼中。其細小外形能顯著縮小電路板尺寸、提高封裝密度，並有助設計更細更輕的最終設備，使其成為微型應用的理想選擇。

1.1 核心功能與合規性

Key features include packaging on 8mm tape within 7-inch diameter reels for compatibility with automated placement equipment. The component is suitable for both infrared and vapor phase reflow soldering processes. It is a Pb-free product and is compliant with key environmental regulations including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 目標應用

此LED用途廣泛，適用於多種照明及指示用途。主要應用包括儀表板、開關及符號嘅背光；電話同傳真機等通訊設備嘅指示燈同背光；LCD嘅平面背光；以及通用照明應用。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 Absolute Maximum Ratings

此等額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。其規格以環境溫度 (Ta) 25°C 為準。

• 反向電壓 (VR): 兩種晶片類型均為5V。超過此值可能導致接面崩潰。
• 正向電流 (IF): R6 (紅): 25 mA (連續), BH (藍): 20 mA (連續).
• 峰值正向電流 (IFP): 在佔空比為1/10及1kHz條件下。R6: 50 mA, BH: 40 mA。此額定值適用於脈衝操作，不適用於連續直流。
• 功耗 (Pd): R6：60 mW，BH：75 mW。此為封裝可容許的最大耗散功率，計算方式為 IF * VF。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM)： R6：2000V，BH：150V。藍色 (BH) 晶片對靜電放電明顯更為敏感，需要更嚴格的處理預防措施。
• 溫度範圍： 操作溫度 (Topr)：-40°C 至 +85°C。儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度： 回流焊接：峰值溫度260°C，最多10秒。手動焊接：350°C，最多3秒。

2.2 電光特性

除非另有說明，此為在Ta=25°C及IF=20mA下量測之典型性能參數。其定義了光輸出及電氣特性。

• 發光強度 (Iv)： R6: 72.0 - 180.0 mcd。 BH: 36.0 - 72.0 mcd。此為感知亮度的量度。寬廣的範圍表明需要進行分檔。
• 視角 (2θ1/2)： 130度（典型值）。此定義了光強度至少為峰值一半時的角度擴散範圍。
• 峰值波長 (λp)： R6：632 nm（典型值），BH：468 nm（典型值）。此為光譜發射最強時的波長。
• 主波長 (λd)： R6: 617.5 - 633.5 nm, BH: 464.5 - 476.5 nm。此範圍對應光線嘅感知顏色。
• 光譜輻射帶寬 (Δλ): R6: 20 nm (典型值), BH: 15 nm (典型值)。即係最大強度一半處嘅光譜寬度。
• 正向電壓 (VF): R6: 1.7V (最小), 2.0V (典型), 2.4V (最大). BH: 2.7V (最小), 3.3V (典型), 3.7V (最大). 指LED在指定電流下工作時的電壓降。
• 反向電流 (IR): 測量條件為 VR=5V。R6：10 μA（最大值），BH：50 μA（最大值）。

容差： 發光強度：±11%，主波長：±1nm，正向電壓：±0.1V。

3. Binning System 解說

為確保生產中顏色與亮度的一致性，LED會根據測量參數進行分級。

3.1 R6 (Red Chip) 分級

發光強度分級 (IF=20mA):

• 分級 Q: 72.0 - 112.0 mcd
• 分級 R: 112.0 - 180.0 mcd

主波長 Bin (IF=20mA):

• Bin E4: 617.5 - 621.5 nm
• Bin E5: 621.5 - 625.5 nm
• Bin E6: 625.5 - 629.5 nm
• Bin E7: 629.5 - 633.5 nm

3.2 BH (Blue Chip) 分級

發光強度分級 (IF=20mA):

• Bin N2: 36.0 - 45.0 mcd
• Bin P1: 45.0 - 57.0 毫坎德拉
• Bin P2: 57.0 - 72.0 毫坎德拉

主波長 Bin (IF=20mA):

• Bin A9: 464.5 - 467.5 納米
• Bin A10: 467.5 - 470.5 nm
• Bin A11: 470.5 - 473.5 nm
• Bin A12: 473.5 - 476.5 nm

4. 性能曲線分析

該數據表提供典型特性曲線，對於理解器件在非標準條件下的行為至關重要。

4.1 R6 (Red) 特性

曲線通常顯示：

• 相對發光強度 vs. 正向電流： 展示光輸出如何隨電流增加而提升，通常呈非線性關係，並在較高電流時趨於飽和。
• 相對發光強度與環境溫度關係圖： 展示熱淬滅效應，即發光輸出隨接面溫度上升而下降。
• 正向電壓與正向電流： 展示二極管的I-V特性曲線。
• 正向電壓與環境溫度： 顯示正向電壓嘅負溫度係數。
• 峰值波長對環境溫度： 顯示發射顏色（波長）點樣隨溫度而偏移。

4.2 BH (Blue) 特性

曲線通常包括：

• 光譜分佈： 一幅相對強度對波長的圖表，顯示發射峰值約在468 nm。
• 正向電壓與正向電流： 藍色晶片嘅I-V曲線。
• 正向電流降額曲線： 指明最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數，以保持喺功耗限制之內。
• Radiation Diagram： 顯示光強度空間分佈（視角圖案）嘅極座標圖。
• 相對發光強度與環境溫度關係圖： 熱性能曲線。
• 相對發光強度 vs. 正向電流： 效率曲線。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝外形尺寸

此LED為表面貼裝元件。數據手冊提供詳細的尺寸圖（頂視、側視及底視圖）及關鍵尺寸。主要尺寸通常包括整體長度、寬度及高度，以及焊盤位置與尺寸。除非另有註明，所有公差均為±0.1毫米。量度單位為毫米（mm）。

5.2 極性識別

陰極通常在器件上標示，常見方式包括封裝底部的凹口、綠點或不同顏色的焊盤。組裝時必須注意正確的極性，以防損壞。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

建議採用無鉛回流焊接溫度曲線：

• 預熱階段： 150~200°C，持續60~120秒。
• Time Above Liquidus (217°C)： 60~150秒。
• 峰值温度： 260°C maximum.
• 峰值持续时间： 最多10秒。
• 加熱速率： 最高每秒6°C。
• 高於255°C的時間： 最多30秒。
• 冷卻速率： 每秒最多3°C。

回流焊接不應進行超過兩次。

6.2 儲存及處理注意事項

Moisture Sensitivity: 元件以防潮袋包裝，內附乾燥劑。

1. 請於準備使用前才開啟防潮袋。
2. 開啟後，未使用的LED應儲存於≤30°C及≤60%相對濕度的環境中。
3. 開袋後嘅「地面壽命」為168小時（7日）。
4. 若超過地面壽命或乾燥劑顯示受潮，使用前需以60 ±5°C烘烤24小時。

ESD Protection: 特別是對於HBM額定值僅為150V的BH（藍色）晶片，必須實施適當的ESD控制措施（接地工作站、防靜電手帶）。

7. 封裝及訂購資料

7.1 捲盤及帶裝規格

LED以凸紋載帶包裝供應：

• 載帶寬度： 8 mm.
• 捲盤直徑： 7 inches.
• 每捲數量： 2000件。

已提供捲盤尺寸、載帶凹穴尺寸及封蓋帶位置之詳細圖紙，除非另有註明，公差為±0.1mm。

7.2 標籤說明

包裝標籤包含多個代碼：

• CPN: 客戶產品編號。
• P/N: 產品編號 (例如：19-223/R6BHC-A05/2T)。
• 數量： 包裝數量。
• CAT： 發光強度等級 (Bin code)。
• HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (Bin code).
• REF: 順向電壓等級。
• LOT No: 製造批次編號以供追溯。

8. 應用建議與設計考量

8.1 電流限制

關鍵： 一個外部限流電阻或恆流驅動器 必須 與LED串聯使用。正向電壓具有負溫度係數，微小變化可能導致正向電流大幅且具破壞性的增加。電阻值可根據歐姆定律計算：R = (Vsupply - VF) / IF。

8.2 熱管理

儘管功耗較低，適當的PCB佈局有助於管理熱量。確保焊盤周圍有足夠的銅箔面積作為散熱片，尤其是在接近最大額定值或高環境溫度下工作時。請參考BH芯片的降額曲線。

8.3 光學設計

130度視角提供寬廣光束。對於需要聚焦光線的應用，可能需要二次光學元件（透鏡）。透明樹脂適用於以LED自身顏色作為指示的應用。如需漫射或濾色輸出，應考慮使用外部擴散片或透鏡。

9. 技術比較與差異化

此元件的主要優勢在於其結合了細小的SMD封裝尺寸，並在同一封裝樣式中提供兩種不同的高性能半導體技術（用於紅色的AlGaInP和用於藍色的InGaN）。這簡化了需要多種顏色的設計之採購與組裝流程。與較大的通孔LED相比，它能顯著節省空間，並兼容全自動高速SMT組裝線，從而降低生產成本。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我可以唔使用電阻嚟驅動呢個LED嗎？

唔可以。 《使用注意事項》中已明確警告避免此做法。LED嘅指數型I-V特性意味住，如果直接連接到高於其正向電壓嘅電源，佢會好似短路一樣，導致即時過流同損壞。

10.2 點解藍色LED嘅ESD評級會比紅色低咁多？

基於InGaN嘅藍色LED，其物料同結構本身對靜電放電就比基於AlGaInP嘅紅色LED更敏感。呢個係半導體技術嘅基本特性，因此藍色LED需要更嚴格嘅ESD處理程序。

10.3 分級代碼（例如R、E5、P2、A10）對我嘅設計有咩意義？

如果你嘅應用需要嚴格嘅顏色或亮度一致性（例如喺多LED陣列或顯示屏中），訂購時必須指定所需嘅bin碼。混合唔同bin碼可能會導致產品嘅色調同亮度出現明顯差異。對於要求冇咁嚴格嘅指示燈應用，較寬嘅bin碼範圍可能可以接受。

10.4 如何理解「峰值」與「主導」波長？

峰值波長 (λp) 係指光譜功率輸出最高嘅物理波長。 主波長 (λd) 係指對人眼而言呈現相同顏色嘅單色光波長。λd 喺視覺應用嘅顏色規格中更為相關。

11. 實用設計與使用案例

場景：設計一個多狀態指示燈面板。 控制面板需要為「待命」、「啟動」及「故障」狀態分別設置紅色和藍色指示燈。採用19-223系列可讓設計師為兩種顏色使用相同的封裝尺寸，簡化PCB佈局。設計師選用R6芯片（經分選至E5級以確保紅色色調一致）作為「故障」指示，並選用BH芯片（經分選至A10級以確保藍色一致）作為「啟動」指示。針對5V電源計算出共用的限流電阻值：紅色約為150Ω（IF=20mA, VF=2.0V），藍色約為85Ω（IF=20mA, VF=3.3V）。130°寬視角確保從不同角度均可清晰可見。SMD封裝使面板能夠設計得非常纖薄。

12. 原理介紹

LED的發光基於半導體p-n接面的電致發光原理。當施加正向電壓時，電子和電洞被注入活性區域並在此復合，以光子（光）的形式釋放能量。發出光的顏色（波長）由半導體材料的能隙能量決定。該 R6 晶片採用咗 AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) 結構，呢種結構對於產生紅色至琥珀色光係好有效率嘅。 BH 晶片採用咗 InGaN (Indium Gallium Nitride) 結構，用於產生藍色、綠色及白色（配合螢光粉）光線。不同材料系統導致其電氣特性（正向電壓、靜電放電敏感度）及光學性能各異。

13. 發展趨勢

LED技術嘅總體趨勢，包括19-223呢類元件，係朝向更高效率（每瓦更多流明）、更細封裝內更高功率密度，以及更佳嘅顯色性同一致性。業界亦非常注重喺各種環境壓力下提升可靠性同使用壽命。消費電子產品微型化嘅驅動力，持續推動表面貼裝LED嘅佔位面積變得更細，同時保持或提升光輸出。此外，與智能控制嘅整合，以及為特定波長（例如用於園藝或感測）開發LED，都係積極發展嘅領域。符合環保標準（RoHS、無鹵）而家已經係進入全球市場嘅基本要求。