SMD LED 12-22/R6GHC-A30/2C 數據表 - 多色 - 紅/綠 - 2.0V/3.3V - 60mW/95mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

12-22 SMD LED 是一款緊湊型表面貼裝發光二極管，專為高密度PCB應用而設計。它屬於多色類型，提供亮紅色（採用AlGaInP芯片技術）和亮綠色（採用InGaN芯片技術）。與傳統引線框架LED相比，此元件的主要優勢在於其佔用面積顯著減小，從而實現終端產品的小型化、電路板上更高的封裝密度以及更低的存儲要求。其輕量化結構使其特別適合便攜式及微型電子設備。

1.1 核心功能與合規性

• 以8毫米載帶包裝，繞於7吋直徑捲盤，適用於自動化取放裝配。
• 完全兼容標準紅外線及氣相回焊焊接製程。
• 採用無鉛物料製造，確保符合環保法規。
• 本產品符合歐盟RoHS（限制有害物質）指令。
• 符合歐盟REACH（化學品註冊、評估、授權和限制）法規。
• Halogen-free construction: Bromine (Br) < 900 ppm, Chlorine (Cl) < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm.

1.2 目標應用

呢款LED用途廣泛，適用於多種照明同指示用途：

• 背光照明： 適合用於儀表板指示燈、開關背光同標誌照明。
• 電訊設備： 用作電話及傳真機等裝置嘅狀態指示燈同按鍵背光。
• 顯示技術： 用於LCD面板嘅平面背光。
• 通用指示： 適用於多種需要細小、可靠狀態指示燈嘅消費及工業電子產品。

2. 技術規格深入探討

2.1 Absolute Maximum Ratings

這些額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。不保證在此等條件下操作。

參數	符號	代碼	評級	單位
反向電壓	VR	全部	5	V
正向電流	IF	R6 / GH	25	毫安
峰值正向電流 (佔空比 1/10 @1kHz)	IFP	R6	60	毫安
峰值正向電流 (佔空比 1/10 @1kHz)	IFP	GH	100	毫安
Power Dissipation	Pd	R6	60	mW
Power Dissipation	Pd	GH	95	mW
靜電放電（人體模型）	ESD (HBM)	R6	2000	V
靜電放電（人體模型）	ESD (HBM)	GH	150	V
Operating Temperature	Topr	全部	-40 至 +85	°C
儲存溫度	Tstg	全部	-40 至 +90	°C
焊接温度（回流焊）	Tsol	全部	260°C 10秒	-
焊接温度（手焊）	Tsol	全部	350°C 3秒	-

關鍵分析： GH（綠色）版本具有更高的峰值電流耐受度，但其抗靜電放電（ESD）電壓顯著較低（150V，而紅色版本為2000V）。這表明InGaN芯片對靜電放電更為敏感，需要更嚴格的處理預防措施。兩種版本均支援寬廣的工業溫度範圍。

2.2 電光特性

在環境溫度 (T_a) 為 25°C 下量度，這些參數定義了典型性能。

參數	符號	代碼	最小	典型	最大	單位	狀況
發光強度	Iv	R6	72.0	-	180.0	mcd	IF=20mA
發光強度	Iv	GH	112.0	-	285.0	mcd	IF=20mA
視角	2θ1/2	全部	-	120	-	deg	-
Peak Wavelength	λp	R6	-	632	-	nm	-
Peak Wavelength	λp	GH	-	518	-	nm	-
Dominant Wavelength	λd	R6	-	624	-	nm	-
Dominant Wavelength	λd	GH	-	525	-	nm	-
Spectrum Bandwidth	△λ	R6	-	20	-	nm	-
Spectrum Bandwidth	△λ	GH	-	35	-	nm	-
正向電壓	VF	R6	1.7	2.0	2.4	V	-
正向電壓	VF	GH	2.7	3.3	3.7	V	-
反向電流	IR	R6	-	-	10	μA	VR=5V
反向電流	IR	GH	-	-	50	μA	VR=5V

關鍵分析： 綠色發光二極管（GH）通常提供更高的發光強度，但需要更高的正向電壓（約3.3V，而紅色LED約為2.0V）。這對電源設計有直接影響。其120度的寬廣視角提供了適合區域照明的廣闊發射模式。設計限流電路時必須考慮其正向電壓範圍，以確保不同生產批次間的亮度保持一致。

3. Binning System 說明

為確保亮度一致，LED會根據其在20mA電流下測量的發光強度進行分級。

3.1 光強度分級

R6 (Red AlGaInP):

• Bin Q: 72.0 mcd (最小值) 至 112.0 mcd (最大值)
• Bin R: 112.0 mcd (最小值) 至 180.0 mcd (最大值)

GH (Green InGaN):

• Bin R: 112.0 mcd (最小值) 至 180.0 mcd (最大值)
• Bin S: 180.0 mcd (最小值) 至 285.0 mcd (最大值)

註： 數據手冊規定發光強度的容差為 ±11%。此分檔方式讓設計師能為其應用選取符合特定亮度要求的元件，確保多LED陣列或匹配指示燈對的視覺一致性。

4. 性能曲線分析

該數據表提供了R6（紅色）型號的典型特性曲線，闡明關鍵參數之間的關係。

4.1 相對發光強度與環境溫度關係

LED嘅輸出會隨住環境溫度上升而降低。對於喺高溫環境下運作，或者LED自身發熱明顯嘅應用嚟講，呢點係一個至關重要嘅考量。設計師必須根據結溫，對預期光輸出進行降額處理。

4.2 相對發光強度與正向電流關係

呢條曲線顯示，光輸出並唔同電流成線性比例，特別係喺較高電流時。喺建議嘅連續正向電流（20mA）以上運作，可能會令亮度增益遞減，同時急劇增加功耗並縮短使用壽命。

4.3 正向電壓與正向電流關係

IV曲線展示咗二極管嘅特性指數關係。正向電壓嘅微小變化可以導致電流嘅巨大變化。呢一點強調咗，必須同LED串聯一個限流電阻或者恆流驅動器，以防止熱失控同損壞。

5. 機械與封裝資料

5.1 封裝尺寸

12-22 SMD LED 具有緊湊的矩形本體。關鍵尺寸包括整體長度、寬度和高度，以及焊盤佈局建議。陰極通常由封裝上的綠色標記或凹口指示。遵循指定的焊盤佈局對於回流焊期間的可靠焊接和正確對位至關重要。

6. 焊接與組裝指引

6.1 回流焊接溫度曲線

該元件適用於無鉛回流焊接。建議的溫度曲線至關重要：

• 預熱： 150–200°C 持續 60–120 秒。
• 液相線以上時間 (217°C)： 60–150 秒。
• 峰值溫度： 最高260°C，保持時間不超過10秒。
• 加熱速率： 最高每秒6°C。
• 冷卻速率： 最高每秒3°C。

關鍵規則： 同一LED組件不應進行超過兩次回流焊接。

6.2 手動焊接注意事項

如必須進行手動焊接：

• 使用烙鐵頭溫度低於350°C的烙鐵。
• 每個端子嘅接觸時間限於3秒內。
• 使用功率額定值為25W或以下嘅烙鐵。
• 每個端子焊接之間，請容許至少2秒嘅冷卻間隔。
• 加熱期間，請避免對LED本體施加機械應力。

6.3 儲存與濕度敏感度

LED 以防潮袋包裝，內附乾燥劑。

• 開啟前： 儲存於≤30°C及≤90%相對濕度(RH)環境下。
• 開封後（使用期限）： 於≤30°C及≤60% RH環境下可保存168小時（7天）。
• 烘烤： 如超出地面使用期限或乾燥劑顯示受潮，使用前請以60 ±5°C烘焗24小時。

7. 封裝與訂購資料

7.1 帶裝與捲盤規格

LED以壓紋載帶包裝，捲繞於直徑7吋的捲盤上供應。

• 載帶寬度： 8 毫米。
• 袋距： 尺寸圖中已註明。
• 每卷數量： 2000件。

7.2 標籤說明

卷盤標籤包含追溯性及規格代碼：

• P/N： Product Number (e.g., 12-22/R6GHC-A30/2C)。
• QTY： 包裝數量。
• CAT： 發光強度等級（Bin Code: Q, R, S）。
• 色調： Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank.
• 參考文獻： 正向電壓等級。
• LOT No: 用於追溯的製造批號。

8. 應用程式設計考量

8.1 電路設計要點

必須設置電流限制。 LED係一種電流驅動裝置。直接將佢連接到電壓源會導致佢汲取過量電流，造成即時損壞。必須根據供電電壓（V_s）、LED嘅正向電壓（V_f）同所需正向電流（I_f）來計算串聯電阻：R = (V_s - V_f) / I_f設計時應一律採用數據手冊中嘅最大V_f 以確保設計保守穩妥。

8.2 熱管理

雖然功率損耗（綠色型號最高可達95mW）數值較小，但仍須予以考慮，特別是在密封外殼或高密度陣列中。確保PCB具有足夠的銅面積或散熱通孔以散熱，並防止LED的結溫超過最高工作限值，否則會降低光輸出和壽命。

8.3 ESD保護

特別是對於ESD等級較低（僅150V HBM）的GH（綠色）型號，在處理和組裝過程中必須實施ESD防護措施。這包括在生產環境中使用接地工作站、防靜電手環和離子風機。

9. 技術比較與差異化

12-22封裝喺尺寸同性能之間取得平衡。同較大嘅SMD LED（例如3528、5050）相比，佢總光輸出較低，但能夠實現超小型化。同較細嘅芯片LED（例如0402、0603）相比，如果需要手動操作同焊接會更加容易，而且由於其模壓透鏡設計，通常具有更佳嘅視角同光強。單一封裝尺寸內具備多色（紅/綠）發光能力，為雙色指示燈提供設計靈活性。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 我可以唔用電阻直接驅動呢個LED嗎？

唔可以。 呢個做法幾乎肯定會整壞粒LED。佢嘅指數型電流電壓特性意味住，就算係輕微嘅過壓都會引致極大嘅過流。

10.2 Peak Wavelength 同 Dominant Wavelength 有咩分別？

Peak Wavelength (λ_p): 發射光譜強度達到最高值時嘅單一波長。
主波長 (λ_d): 指與LED感知顏色相匹配嘅單色光波長。其計算是基於人眼嘅顏色反應（CIE色度圖）。主波長對於顏色規格更具參考價值。

10.3 為何紅色與綠色的ESD評級不同？

唔同嘅半導體材料（AlGaInP對比InGaN）同芯片結構，對於靜電放電嘅敏感度本身就有差異。基於InGaN嘅LED（藍色、綠色、白色）通常比基於AlGaInP嘅LED（紅色、琥珀色）對ESD更敏感。

10.4 呢款產品可唔可以用喺汽車內飾照明？

雖然技術上適用於部分車廂內應用（例如開關背光），但數據表包含「應用限制」註明，建議未經進一步認證前，勿用於高可靠性汽車安全/保安系統。對於非關鍵性車廂內照明，或可接受，而寬廣工作溫度範圍（-40°C 至 +85°C）屬正面因素。

11. 實用設計案例分析

11.1 雙色狀態指示燈設計

場景： 創建一個緊湊的PCB狀態燈，以紅色顯示「故障」，綠色顯示「正常」。
解決方案： 使用一個12-22/R6（紅色）和一個12-22/GH（綠色）LED並排放置。
電路： 設計兩個獨立的驅動電路。對於5V電源：
對於紅色（V_f 最大值 = 2.4V，I_f = 20mA）：R_red = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω。使用標準130Ω或150Ω電阻。
對於綠色（V_f max = 3.7V, I_f = 20mA）：R_green = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ω。使用標準68Ω電阻。
佈局： 請依照封裝圖中的建議焊盤佈局。確保陰極標記方向正確。若預期需要手動焊接，請在PCB焊盤上提供小的散熱緩衝設計。

12. 工作原理

發光二極管（LEDs）係透過電致發光原理發光嘅半導體器件。當正向電壓施加於p-n接面時，來自n型區域嘅電子會同p型區域嘅電洞喺發光層內復合（晶片材料：紅色用AlGaInP，綠色用InGaN）。呢種復合會以光子（光）形式釋放能量。發出光嘅特定波長（顏色）取決於發光層所用半導體材料嘅帶隙能量。模壓環氧樹脂封裝充當透鏡，用於塑造光輸出形狀同保護精密半導體晶片。

13. 技術趨勢

如12-22型號嘅SMD LED發展，跟隨緊行業向微型化、更高效率（每瓦流明）同更高可靠性嘅大趨勢。AlGaInP同InGaN材料嘅外延生長技術進步，持續提升內部量子效率同色彩純度。封裝技術側重於更好嘅熱管理，以應對不斷增加嘅功率密度，同埋增強光學設計以控制光束模式。追求無鹵同符合RoHS/REACH規管，反映咗行業對全球環保法規嘅回應。將多色晶片（例如RGB）集成於單一封裝內，係呢份數據手冊所呈現多色概念嘅合理延伸。