SMD LED 19-21/R6C-AL2N1VY/3T 規格書 - 尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 電壓 1.7-2.2V - 亮紅色 - 簡體中文技術文件

1. 產品概述

19-21/R6C-AL2N1VY/3T 是一款采用 AlGaInP 芯片技术的表面贴装器件 (SMD) LED，可发出亮红色光。该元件专为空间和重量是关键限制因素的高密度 PCB 应用而设计。其紧凑的 2.0mm x 1.25mm x 0.8mm 封装尺寸，能显著缩小终端产品的体积，减少所需的电路板空间和整体设备尺寸。该器件以 8mm 载带包装，供应于 7 英寸直径卷盘，完全兼容标准的自动化贴片组装设备。它是一种单色、无铅 (Pb-free) 元件，符合 RoHS、欧盟 REACH 和无卤素法规 (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)，确保其适用于现代注重环保的电子产品制造。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

超出這些限制操作器件可能導致永久性損壞。絕對最大額定值在環境溫度 (Ta) 為 25°C 時指定。最大反向電壓 (VR) 為 5V，強調此 LED 並非為反向偏壓操作而設計。連續正向電流 (IF) 額定值為 25 mA，在脈衝條件下 (佔空比 1/10，頻率 1 kHz) 允許的峰值正向電流 (IFP) 為 60 mA。最大功耗 (Pd) 為 60 mW。該器件可承受人體模型 (HBM) 2000V 的靜電放電 (ESD)。工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍為 -40°C 至 +90°C。焊接溫度限值針對兩種工藝定義：回流焊峰值溫度為 260°C，最長 10 秒；手工焊接最高溫度為 350°C，每個焊端最長 3 秒。

2.2 光電特性

關鍵性能參數在標準測試電流 5mA 和 Ta=25°C 下測量。發光強度 (Iv) 有一個典型範圍，最小和最大值由分檔系統定義。視角 (2θ1/2) 通常為 100 度，提供寬廣的發射模式。峰值波長 (λp) 約為 632 nm，主波長 (λd) 範圍為 617.5 nm 至 633.5 nm，對應亮紅色。光譜帶寬 (Δλ) 通常為 20 nm。在 5mA 電流下，正向電壓 (VF) 範圍為 1.70V 至 2.20V。在最大反向電壓 5V 下，反向電流 (IR) 保證為 10 μA 或更低。重要註釋指定了容差：發光強度為 ±11%，主波長為 ±1nm，正向電壓為 ±0.05V。

3. 分檔系統說明

為確保生產中的顏色和亮度一致性，LED 根據三個關鍵參數進行分類。

3.1 發光強度分級

LED 根據其在 IF=5mA 下量度嘅發光強度分為四個級別 (L2, M1, M2, N1)。呢啲級別定義咗最小同最大強度範圍：L2 (14.5-18.0 mcd)、M1 (18.0-22.5 mcd)、M2 (22.5-28.5 mcd) 同 N1 (28.5-36.0 mcd)。咁樣可以讓設計人員選擇符合其應用特定亮度要求嘅元件。

3.2 主波長分級

顏色（色調）透過主波長分級進行控制。定義咗四個級別 (E4, E5, E6, E7)：E4 (617.5-621.5 nm)、E5 (621.5-625.5 nm)、E6 (625.5-629.5 nm) 同 E7 (629.5-633.5 nm)。呢種嚴格控制確保咗喺陣列或背光應用中使用嘅多個 LED 之間嘅視覺顏色均勻性。

3.3 正向電壓分級

正向電壓進行分級，以輔助電路設計，特別係用於限流電阻計算同電源設計。提供五個級別 (19, 20, 21, 22, 23)，每個級別喺 IF=5mA 下覆蓋 0.1V 嘅範圍，從 1.70V 到 2.20V。

4. 性能曲線分析

規格書引用了典型的光電特性曲線。雖然提供的文本中沒有詳細說明具體的圖表，但此類曲線通常說明了正向電流與發光強度之間的關係、正向電壓與溫度的關係以及相對光譜功率分佈。這些曲線對於設計人員理解 LED 在不同工作條件（如變化的驅動電流或環境溫度）下性能如何變化至關重要，從而實現優化且可靠的電路設計。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

19-21 SMD LED 採用緊湊型封裝，尺寸為長 2.0mm、寬 1.25mm、高 0.8mm。尺寸圖指定了陰極標記的位置，這對於組裝過程中的正確方向至關重要。所有未指定的公差為 ±0.1mm。

5.2 極性識別

封裝上標有清晰的陰極標記。在貼裝和焊接過程中必須注意正確的極性，以確保正常功能並防止損壞。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存與操作

LED 包裝在帶有乾燥劑的防潮阻隔袋中。在準備使用元件之前，不得打開袋子。打開前，儲存條件應為 30°C 或更低，相對濕度 60% 或更低。一旦打開，LED 必須在 168 小時（7 天）內使用。任何未使用的元件應重新密封在防潮包裝中。如果超過儲存時間或乾燥劑指示劑顯示吸濕，則在使用前需要在 60 ±5°C 下烘烤 24 小時，以防止回流焊過程中出現「爆米花」現象。

6.2 回流焊溫度曲線

指定了無鉛 (Pb-free) 回流焊溫度曲線。關鍵參數包括：150-200°C 之間的預熱區，持續 60-120 秒；液相線以上 (217°C) 時間為 60-150 秒；峰值溫度不超過 260°C，最長保持 10 秒；以及受控的加熱和冷卻速率（分別最大為 6°C/秒和 3°C/秒）。回流焊不應超過兩次。加熱過程中不應對 LED 施加應力，焊接後 PCB 不應翹曲。

6.3 手工焊接與返修

對於手工焊接，應使用烙鐵頭溫度低於 350°C、額定功率低於 25W 的烙鐵。每個焊端的接觸時間不得超過 3 秒。焊接每個焊端之間應至少間隔 2 秒。不建議在焊接後進行修復。如果不可避免，應使用雙頭烙鐵同時加熱兩個焊端，並且必須事先評估潛在的損壞風險。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲盤與載帶規格

元件以載帶形式供應在 7 吋直徑的捲盤上。每卷包含 3000 個元件。提供了捲盤和載帶凹槽的詳細尺寸，除非另有說明，標準公差為 ±0.1mm。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含關鍵資訊：客戶產品編號 (CPN)、產品編號 (P/N)、包裝數量 (QTY)、發光強度等級 (CAT)、色度座標與主波長等級 (HUE)、正向電壓等級 (REF) 以及批號 (LOT No)。這些數據對於可追溯性和確保在生產中使用正確的元件分檔至關重要。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

由於其體積小、可靠性高和亮紅色輸出，此 LED 非常適合各種指示燈和背光應用。常見用途包括儀表板儀錶盤和開關的背光、通訊設備（電話、傳真機）中的狀態指示燈和鍵盤背光、LCD 的平面背光、開關照明以及通用指示燈應用。

8.2 關鍵設計考量

限流：必須使用外部限流電阻。LED 是電流驅動器件，即使正向電壓的微小增加也可能導致電流大幅、可能具有破壞性的增加。電阻值必須根據電源電壓、LED 的正向電壓（考慮電壓分檔）和所需的工作電流（不超過 25 mA 連續電流）來計算。
熱管理：雖然功耗較低，但確保 LED 在其指定的溫度範圍內運行對於長期可靠性至關重要。在高密度或高環境溫度的設計中，應考慮足夠的 PCB 銅面積和通風。
ESD 防護：儘管額定值為 2000V HBM，但在組裝和操作過程中仍應遵循標準的 ESD 處理預防措施。

9. 技術對比與差異化

與較大的引線框架型 LED 相比，19-21 封裝的主要優勢在於其顯著減少的佔位面積和高度，從而能夠在 PCB 上實現更高的封裝密度，並最終使終端產品更小。採用 AlGaInP 技術提供了高效率和飽和的亮紅色。符合現代環保標準（RoHS、REACH、無鹵素）是一個關鍵的差異化因素，使其適用於具有嚴格法規要求的全球市場。其與標準紅外和氣相回流工藝的兼容性使其與主流 SMT 組裝線保持一致。

10. 常見問題解答 (FAQ)

問：我可以在沒有串聯電阻的情況下驅動此 LED 嗎？
答：不可以。必須使用恆流源，或者更常見的是，使用電壓源串聯一個限流電阻來驅動 LED。直接從電壓源操作將導致電流不受控制，從而立即失效。

問：峰值波長和主波長有什麼區別？
答：峰值波長 (λp) 是發射光功率最大的波長。主波長 (λd) 是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。在視覺應用中，λd 對於顏色規格更為相關。

問：如何解讀分檔代碼（例如，R6C-AL2N1VY）？
答：完整的部件號 19-21/R6C-AL2N1VY/3T 編碼了封裝類型、芯片技術和性能分檔。雖然確切的解碼可能是專有的，但 'N1' 通常對應於發光強度分檔，其他字符與規格書表格中指定的波長和電壓分檔相關。

問：為什麼打開袋子後的儲存時間限制為 7 天？
答：SMD 元件的塑料封裝會從空氣中吸收水分。在迴流焊的高溫過程中，這些被困住的水分會迅速蒸發，導致內部分層或開裂（「爆米花」現象）。7 天的車間壽命是吸濕量保持在單次迴流焊臨界水平以下的時間段。

11. 實際設計與使用案例

考慮為工業設備設計一個緊湊的狀態指示燈面板。該面板需要多個緊密排列的亮紅色 LED。19-21 LED 小巧的 2.0x1.25mm 佔位面積允許在有限的 PCB 面積上實現高密度佈局。通過指定來自相同發光強度分檔（例如 N1）和主波長分檔（例如 E6）的 LED，設計人員可以確保所有指示燈具有均勻的亮度和顏色，提供一致且專業的用戶界面。100 度的寬視角確保指示燈可以從各個角度看到。與手工焊接的替代方案相比，該元件與自動化組件的兼容性降低了製造成本並提高了可靠性。

12. 工作原理簡介

此 LED 基於由磷化鋁鎵銦 (AlGaInP) 製成的半導體芯片。當施加超過器件閾值的前向電壓時，電子和空穴被注入半導體的有源區。這些電荷載流子複合，以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP 層的特定成分決定了半導體的帶隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為亮紅色。光通過芯片的頂面發射，芯片封裝在透明的環氧樹脂中，該樹脂還提供機械保護並有助於塑造光輸出模式。

13. 技術趨勢與背景

19-21 SMD LED 代表了在更廣泛的電子產品小型化趨勢中一種成熟可靠的封裝技術。LED 技術的持續發展側重於提高發光效率（每電瓦產生更多光輸出）、改善顯色性以及實現更小的封裝尺寸。雖然像芯片級封裝 (CSP) 這樣的新型封裝類型提供了進一步的尺寸縮減，但 19-21 仍然是標準指示燈應用中具有成本效益且廣泛支持的主力產品。對無鹵素和符合 REACH 材料的強調反映了整個行業向更可持續和環保的製造工藝轉變。與無鉛、高溫回流溫度曲線的指定兼容性符合全球遠離含鉛焊料的趨勢。