SMD LED 19-137/R6GHBHC-A01/2T 規格書 - 多色LED - 20mA - 簡體中文技術文件

1. 產品概述

19-137系列是一款緊湊型表面貼裝LED，專為高密度應用而設計。其小巧的外形可顯著減小電路板尺寸和設備佔用空間。該系列提供多種顏色（亮紅、綠、藍），採用不同的半導體材料，為各種指示燈和背光需求提供了設計靈活性。

1.1 核心優勢

• 小型化：比引線框架型LED尺寸顯著減小，可實現更高的封裝密度和更小的終端產品。
• 輕量化：適用於微型和便攜式應用。
• 兼容性：採用8mm載帶包裝，捲繞於7吋捲盤上，兼容自動貼裝設備。
• 強大的工藝兼容性：適用於紅外線及汽相回流焊接工藝。
• 環保合規：無鉛且符合RoHS標準。包含ESD保護（2000V HBM）。

1.2 目標應用

• 儀表板、開關和符號嘅背光。
• 通訊設備指示燈（電話、傳真機）。
• LCD面板嘅平面背光。
• 通用指示燈應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

所有參數均在環境溫度（Ta）為25°C時規定。超出這些限制可能導致永久性損壞。

• 反向電壓（V_R）：5V
• 連續正向電流（I_F）：25 mA
• 峰值正向電流（I_FP）：60 mA（R6/紅），100 mA（GH/綠，BH/藍），佔空比1/10，頻率1kHz。
• 功耗（P_d）：60 mW（R6），95 mW（GH，BH）。
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +90°C
• 焊接温度：回流焊：260°C，30秒。手工焊接：350°C，3秒。

2.2 光電特性

測量條件：Ta=25°C，I_F=20mA，除非另有說明。典型值僅供參考；設計應基於最小/最大規格。

參數	符號	代碼	最小值。	典型值。	最大值。	單位
發光強度	Iv	R6（紅）	72.0	-	180	mcd
		GH（綠）	112	-	450	mcd
		BH（藍）	28.5	-	112	mcd
視角	2θ1/2	全部	-	120	-	度
主波長	λd	R6	614	-	626	nm
		GH	518	-	527	nm
		BH	465	-	475	nm
正向電壓	VF	R6	1.7	2.0	2.4	V
		GH	2.7	3.3	3.7	V
		BH	2.7	3.3	3.7	V

公差說明：發光強度（±11%），主波長（±1nm），正向電壓（±0.10V）。

3. 分檔系統說明

LED在I_F=20mA條件下根據發光強度進行分檔，以確保同一生產批次內的一致性。

3.1 發光強度分級

• R6（紅）：Q級（72.0-112 mcd），R級（112-180 mcd）。
• GH（綠）：R檔（112-180 mcd），S檔（180-285 mcd），T檔（285-450 mcd）。
• BH（藍）：N檔（28.5-45.0 mcd），P檔（45.0-72.0 mcd），Q檔（72.0-112 mcd）。

此分檔系統允許設計人員根據應用需求選擇合適的亮度等級，在成本和性能之間取得平衡。

4. 性能曲線分析

規格書為每種顏色型號（R6，GH，BH）提供了典型特性曲線。這些曲線對於理解器件在不同工作條件下的行為至關重要。

4.1 正向電流與正向電壓關係曲線（I-V曲線）

曲線顯示了電流與電壓之間的指數關係。由於半導體材料不同（AlGaInP與InGaN），紅色LED（R6）的典型正向電壓（約2.0V）顯著低於綠色和藍色LED（約3.3V）。這是驅動電路設計和功耗計算的關鍵參數。

4.2 發光強度與正向電流關係

發光強度隨正向電流增加而增加，但並非線性關係。曲線顯示，在較高電流下，強度趨於飽和。在建議的20mA下工作，可以在亮度與效率/壽命之間取得良好平衡。不建議超過最大連續電流（25mA），因為這可能加速器件老化。

4.3 發光強度與環境溫度關係

LED嘅光輸出同溫度相關。曲線表明，隨着環境溫度升高，發光強度會下降。對於紅色LED（R6），喺較高溫度下，其下降幅度比綠色/藍色（GH/BH）LED更為明顯。喺預期會有高環境溫度或熱管理不佳嘅設計中，必須考慮呢種熱降額效應。

4.4 正向電流降額曲線

此曲線規定了作為環境溫度函數的最大允許連續正向電流。為確保可靠性，在溫度高於25°C的環境下工作時，必須降低正向電流。必須遵守此曲線，以防止過熱和過早失效。

4.5 光譜分佈

光譜圖顯示咗LED特有嘅窄發射帶。紅色（R6）峰值約莫喺632nm，綠色（GH）約莫喺518nm，藍色（BH）約莫喺468nm。光譜帶寬（Δλ）紅色約莫20nm，綠色約莫35nm，藍色約莫25nm，表明咗其色純度。

4.6 輻射方向圖

極座標圖確認咗其寬廣、類似朗伯體嘅發射模式，典型視角為120度。呢個提供咗寬闊、均勻嘅照明，適用於需要寬視角嘅背光同指示燈應用。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

SMD封裝專為標準拾放組裝而設計。關鍵尺寸（單位：mm）包括本體尺寸、引腳間距和總高度。所有未註公差為±0.1mm。確切的焊盤佈局和推薦的焊盤設計應參考詳細的尺寸圖，以確保正確的焊接和對齊。

6. 焊接與組裝指南

• 回流焊接：規定最高峰值溫度為260°C，持續30秒。適用標準的無鉛回流焊曲線（IPC/JEDEC J-STD-020）。
• 手工焊接：如有必要，允許烙鐵頭最高溫度為350°C，持續3秒。使用最小的熱量以避免損壞塑膠透鏡或內部鍵合。
• ESD預防措施：儘管器件具有2000V HBM保護，但在組裝過程中仍應遵循標準的ESD處理程序。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

元件採用防潮包裝提供。

• 載帶：寬度8mm，捲繞在7吋直徑的捲盤上。
• 每卷數量：2000片。
• 防潮保護：與乾燥劑一同包裝在鋁箔防潮袋中。

7.2 標籤說明

卷盤標籤包含用於追溯同正確應用嘅關鍵資訊：

• P/N：產品編號（例如，19-137/R6GHBHC-A01/2T）。
• 數量：包裝數量。
• CAT：發光強度等級（分檔代碼）。
• HUE：色度座標與主波長等級。
• REF：正向電壓等級。
• LOT No：生產批號，用於追溯。

8. 應用設計考量

8.1 驅動電路設計

由於二極管的指數型I-V特性，電流調節（而非電壓調節）對於穩定的光輸出至關重要。對於具有穩定電源的低成本應用，可以使用簡單的串聯電阻。為了獲得最佳性能和效率，尤其是在電源電壓或溫度變化的情況下，推薦使用恆流驅動器。在設計多色陣列電路時，必須考慮紅色（約2.0V）與綠色/藍色（約3.3V）LED之間的正向電壓差異。

8.2 熱管理

儘管SMD LED效率好高，但仍有部分輸入功率會轉化為熱量。降額曲線清晰地展示咗溫度嘅影響。為確保可靠運行，尤其係喺高環境溫度或高驅動電流下，必須確保使用足夠嘅PCB銅箔面積或其他散熱方法，將結溫保持喺安全範圍內。唔好嘅熱設計會導致光輸出降低同使用壽命縮短。

8.3 光學設計

120度視角提供廣闊嘅覆蓋範圍。對於需要更定向光線嘅應用，可能需要二次光學元件（透鏡、導光板）。呢啲LED嘅水晶透明樹脂顏色適用於需要真實發光顏色而唔受封裝着色影響嘅應用。

9. 技術對比與差異化

呢個系列嘅關鍵差異化在於其能夠喺單一封裝尺寸內實現多色功能，呢個得益於唔同嘅芯片材料（紅色用AlGaInP，綠色/藍色用InGaN）。同舊式通孔LED相比，SMD形式可以大幅節省空間，更適合自動化組裝，而且由於消除咗引腳嘅彎曲應力，通常具有更高嘅可靠性。包含ESD保護以及符合RoHS同無鉛焊接標準，令其適用於現代電子製造。

10. 常見問題解答（基於技術參數）

10.1 我可以用30mA驅動此LED以獲得更高亮度嗎？

唔可以。連續正向電流（I_F）嘅絕對最大額定值為25mA。以30mA工作超出此額定值，存在即時或長期損壞器件嘅風險。如需更高亮度，請選擇發光強度分檔更高嘅LED，或考慮額定電流更高嘅其他LED型號。

10.2 為什麼紅色LED的正向電壓不同？

正向電壓係半導體材料帶隙嘅基本屬性。本系列中嘅紅色LED使用AlGaInP，其帶隙能量低於用於綠色同藍色LED嘅InGaN。較低嘅帶隙意味著"開啟"二極管並使其發光所需嘅正向電壓較低。

10.3 "分檔代碼"是什麼意思？為什麼它很重要？

由於製造差異，LED在生產後會根據發光強度和顏色等關鍵參數進行分類（分檔）。分檔代碼（例如，綠色LED的R、S、T檔）規定了該組LED保證的最小和最大輸出。為了在應用中保持外觀一致（例如，多LED顯示屏），使用相同或相鄰分檔的LED至關重要。

11. 實際設計案例研究

場景：為消費類設備設計一個包含紅、綠、藍三色LED嘅狀態指示燈面板。

1. 電流設定：選擇20mA嘅驅動電流，呢個係標準測試條件，能夠提供良好嘅性能平衡。
2. 限流電阻：假設電源電壓（V_CC）為5V：
   • 對於紅色（V_F約2.0V）：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω。使用最接近的標準值（例如，150Ω或160Ω）。
   • 對於綠色/藍色（V_F約3.3V）：R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85Ω。使用82Ω或91Ω。
3. 亮度匹配：檢查發光強度分檔。為實現感知亮度的一致性（人眼對不同顏色的敏感度不同），可能需要選擇不同的分檔或略微調整電流。例如，在相同電流下，來自Q檔（72-112 mcd）的藍色LED可能看起來比來自T檔（285-450 mcd）的綠色LED更暗。
4. 熱考量：如果面板位於會變熱嘅密閉空間內，請參考降額曲線。喺60°C環境溫度下，允許嘅最大連續電流顯著低於25mA。可能需要降低驅動電流或改善通風。

12. 運作原理

發光二極管（LED）係通過電致發光發光嘅半導體器件。當喺p-n結上施加正向電壓時，電子和空穴喺有源區複合。複合過程中釋放嘅能量以光子（光）嘅形式發射出來。發射光嘅顏色（波長）由有源區所用半導體材料嘅帶隙能量決定：紅色/橙色使用AlGaInP，綠色、藍色和白色使用InGaN。

13. 技術趨勢

SMD LED市場持續朝着更高效率（每瓦更多流明）、更高功率密度和更好顯色性方向發展。小型化仍然是關鍵趨勢，使得顯示器及照明陣列可以更細、解像度更高。同時，業界亦高度關注在各種工作條件下提高可靠性和使用壽命。InGaN技術的廣泛採用對於實現高亮度綠色和藍色LED至關重要，而這些是全彩顯示器和白光LED照明（通常由藍色LED與熒光粉組合而成）所必需的。