SMD LED 19-223/R7G6C-A01/2T 規格書 - 封裝尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 電壓 2.0-2.4V - 雙色 - 中文技術文件

1. 產品概述

19-223是一款緊湊型多色表面貼裝器件（SMD）LED，專為需要高密度封裝和可靠性能的現代電子應用而設計。該元件代表了相對於傳統引線框架LED的重大進步，能夠開發出更小、更輕、更高效的終端產品。

1.1 核心優勢與產品定位

19-223 SMD LED嘅主要優勢在於其微型封裝尺寸。同有引線元件相比，其尺寸顯著減細，令印刷電路板（PCB）設計可以更細，元件封裝密度更高，儲存空間需求更低，最終實現更緊湊嘅設備。其輕量化結構進一步令佢成為便攜式同微型應用嘅理想選擇，喺呢啲應用中重量係關鍵因素。

1.2 目標市場與應用領域

呢款LED用途廣泛，主要針對以下幾個關鍵應用領域：

• 汽車與儀器儀表：儀錶盤指示燈同開關嘅背光。
• 電信設備：電話、傳真機及其他通訊設備中的狀態指示燈和背光。
• 消費電子：液晶顯示器（LCD）的平面背光、開關照明及符號照明。
• 通用指示：為各行各業廣泛嘅狀態指示需求提供可靠解決方案。

2. 技術規格深度解析

本節根據規格書，對LED嘅關鍵技術參數進行詳細、客觀嘅分析。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。唔保證喺此條件下或超出此條件運行。

• 反向電壓（V_R）：5V。呢個係一個相對較低嘅數值，強調呢隻LED並非為反向偏壓操作而設計，喺可能出現反向電壓嘅電路中需要保護。
• 連續正向電流（I_F）：R7（深紅色）同G6（鮮黃綠色）晶片都係25 mA。
• 峰值正向電流（I_FP）：60 mA（佔空比 1/10 @ 1kHz）。咁樣容許短暫嘅高電流脈衝，適用於多工處理或者實現更高嘅瞬時亮度。
• 功耗（P_d）：60 mW。此參數與正向電壓結合，決定了給定熱條件下的最大可持續正向電流。
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：2000V。這表明具有中等水平的ESD穩健性，但在組裝過程中仍需採取標準的ESD防護措施。
• 工作與儲存溫度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（儲存）。此寬廣範圍確保了在惡劣環境下的可靠性。
• 焊接溫度：兼容迴流焊（峰值260°C，最長10秒）同手工焊接（350°C，最長3秒）。

2.2 光電特性

呢啲係喺Ta=25°C同I_F=20mA條件下測得嘅典型性能參數，除非另有說明。

• 發光強度（I_v）：18.0 - 72.0 mcd（最小值 - 最大值範圍）。典型值在此分檔範圍內（見第3節）。公差為±11%。
• 視角（2θ_1/2）：130度（典型值）。此寬視角適用於需要廣泛可見性的應用。
• 峰值波長（λ_p）：R7：639 nm（典型值），G6：575 nm（典型值）。定義了發射光的光譜峰值。
• 主波長（λ_d）：R7：631 nm（典型值），G6：573 nm（典型值）。這是人眼感知到的單一波長，與顏色密切相關。
• 光譜帶寬（Δλ）：兩者均為20 nm（典型值）。表示發射顏色的光譜純度。
• 正向電壓（V_F）：2.00V（典型值），2.40V（最大值）。此低正向電壓有利於低功耗和電池供電設備。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大值），在V_R=5V條件下。

3. 分檔系統說明

LED嘅發光輸出會因應唔同單元而有差異。分檔系統係用嚟根據關鍵性能參數對器件進行分類。

3.1 發光強度分級

當驅動電流I_F當=20mA時，R7同G6芯片都分為三個強度檔（M, N, P）：

• M檔：18.0 - 28.5 mcd
• N檔：28.5 - 45.0 mcd
• P檔：45.0 - 72.0 mcd

這使得設計人員可以為他們的應用選擇亮度一致的LED，確保在多LED陣列中外觀均勻。

4. 性能曲線分析

規格書提供了典型的特性曲線，對於理解LED在不同工作條件下的行為至關重要。

4.1 發光強度 vs. 正向電流

該曲線顯示非線性關係。雖然強度通常隨電流增加而增加，但喺較高電流下，由於發熱增加，效率（每瓦流明）可能會降低。喺接近最大連續電流（25mA）下工作需要仔細嘅熱管理。

4.2 發光強度 vs. 環境溫度

發光強度會隨環境溫度升高而降低。這種熱降額是至關重要的設計考量，特別是在高溫環境下的應用，或當LED以高電流驅動時。正向電流降額曲線提供了在高溫下，為防止超出功耗限制所允許的最大電流。

4.3 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

這條指數曲線是基礎。LED在特定的閾值電壓（對於這些器件約為1.8V）開始導通並發光。超過此點後，電壓的微小增加會導致電流的大幅增加。這強調了使用限流電阻或恆流驅動器以防止熱失控的必要性。

4.4 光譜分佈

圖表顯示咗相對光譜功率分佈。R7芯片喺紅色區域（峰值約639nm）發光，而G6芯片喺黃綠色區域（峰值約575nm）發光。20nm嘅帶寬表明顏色飽和度適中。

4.5 輻射模式圖

極座標圖證實咗130度嘅視角，顯示出接近朗伯型嘅發射模式，喺0°（垂直於芯片）強度最高，並向邊緣遞減。

5. 機械與封裝信息

5.1 封裝尺寸

該LED採用緊湊嘅SMD封裝。關鍵尺寸（單位：mm，公差±0.1mm，除非註明）包括本體長度約2.0mm，寬度約1.25mm，高度約0.8mm。規格書提供咗詳細嘅尺寸圖，包括焊盤佈局，呢點對於PCB焊盤設計至關重要。

5.2 極性識別

陰極通常可以透過封裝上嘅標記或倒角嚟識別，如尺寸圖所示。組裝時必須注意正確嘅極性。

6. 焊接與組裝指南

6.1 回流焊溫度曲線

該元件兼容紅外線同汽相回流工藝。推薦嘅無鉛溫度曲線包括：預熱階段（150-200°C，60-120秒），液相線以上時間（217°C以上，60-150秒），峰值溫度最高260°C，最長10秒，以及受控嘅冷卻速率。回流次數唔應該超過兩次。

6.2 儲存與防潮要求

LED封裝喺帶有乾燥劑嘅防潮袋入面。注意事項至關重要：

• 準備使用時再打開包裝袋。
• 打開後，如在≤30°C及≤60% RH條件下儲存，需於168小時（7天）內使用。
• 如超過暴露時間，焊接前需進行烘烤處理（60±5°C，24小時），以防回流過程中發生“爆米花”效應造成損壞。

6.3 設計注意事項

• 限流：必須使用外部串聯電阻來設定工作電流。陡峭的I-V曲線意味著電壓的輕微增加可能導致破壞性的電流浪湧。
• 機械應力：在焊接或電路板處理過程中，避免對LED本體施加應力。組裝後不要彎曲PCB。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 編帶與捲盤規格

產品以8mm編帶形式供應在7英寸直徑的捲盤上，兼容標準自動貼片設備。每卷包含2000片。規格書中提供了詳細的載帶和捲盤尺寸。

7.2 標籤說明

卷盤標籤包含以下代碼：

• 產品編號（P/N）
• 包裝數量（QTY）
• 發光強度等級（CAT）
• 色度與主波長等級（HUE）
• 正向电压等级（REF）
• 批号（LOT No.）

8. 應用建議與設計考量

8.1 典型應用電路

最基本的驅動電路由電壓源（V_CC）、限流電阻（R_S）和串聯嘅LED組成。R_S= (V_CC- V_F) / I_F為咗喺溫度同電源電壓變化下保持亮度穩定，建議使用恆流驅動器。

8.2 熱管理

雖然體積細，但必須考慮功耗（最高60mW）。確保PCB上有足夠嘅銅面積連接去LED嘅散熱焊盤（如果適用）或者周圍嘅地平面，以充當散熱器，特別係喺高環境溫度或者高電流下工作時。

8.3 光學設計

如果需要更聚焦的光束，130度的寬視角可能需要二次光學元件（透鏡、導光板）。封裝的水晶透明樹脂顏色適用於需要真實芯片顏色的應用。

9. 技術對比與差異化

19-223 LED透過其極細外形尺寸、在同一封裝焊盤上提供兩種唔同顏色（紅色同黃綠色）以及符合現代環保標準（RoHS、REACH、無鹵）嘅組合來體現差異化。同更大嘅LED相比，佢能夠顯著慳位。兩種顏色均使用AlGaInP材料，提供咗良好嘅發光效率。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

問：點解限流電阻係絕對必要嘅？
答：正向電壓相對穩定，但電流會隨電壓超過閾值後的微小增加而呈指數增長。如果沒有電阻，電流會迅速超過最大額定值（25mA）並損壞LED。

問：我可以用3.3V或5V邏輯電源驅動這個LED嗎？
答：可以，但必須計算合適的串聯電阻。例如，使用3.3V電源，目標I_F為20mA，使用典型的V_F2.0V：R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65歐姆。標準的68歐姆電阻係合適嘅。

問：發光強度嘅「±11%公差」對我嘅設計意味住啲咩？
答：呢個意味住即使係同一檔嘅單個LED，其亮度亦可能同標稱檔值相差高達11%。對於需要外觀均勻嘅應用（例如背光陣列），你可能需要選擇更嚴格嘅檔位或者實施電流校準。

11. 實際設計案例分析

場景：為便攜式設備設計一個緊湊的狀態指示面板，包含四個LED（兩個紅色，兩個綠色），設備由3.7V鋰離子電池供電。

設計步驟：

1. 電流選擇：選擇I_F= 15 mA，以平衡良好嘅亮度同較低嘅功耗，延長電池壽命。
2. 電阻計算：假設最壞情況V_F= 2.4V。R_S= (3.7V - 2.4V) / 0.015A ≈ 86.7歐姆。使用標準的91歐姆或100歐姆電阻。
3. PCB佈局：放置LED時注意正確極性。在陰極焊盤周圍添加一小塊銅皮以幫助散熱。
4. 熱檢查：每個LED嘅功耗：P = V_F* I_F≈ 2.0V * 0.015A = 30mW，遠低於60mW嘅最大值。四個LED總計120mW，喺細電路板上係可管理嘅。
5. 儲存/組裝：安排PCB組裝計劃，確保在打開防潮袋後7日內使用LED卷盤。

12. 工作原理簡介

發光二極管（LED）是通過電致發光發光的半導體器件。當正向電壓施加在p-n結上時，來自n型材料的電子與來自p型材料的空穴在有源區複合。這個複合過程以光子（光）的形式釋放能量。發射光的特定波長（顏色）由所用半導體材料的帶隙能量決定。19-223採用AlGaInP（鋁鎵銦磷）材料體系，這是在紅色到黃綠色光譜範圍內的高效發光體。

13. 技術發展趨勢

像19-223這類SMD LED的發展遵循幾個明確的行業趨勢：持續微型化以實現更細小的終端產品、提升發光效率（每瓦電力輸入產生更多光輸出）、增強可靠性及使用壽命，以及嚴格遵守環保法規（無鹵、RoHS）。向更高密度封裝發展的趨勢推動了封裝級熱管理技術的進步，以及更精確的分檔系統，以確保自動化大批量製造中的顏色和亮度一致性。