SMD LED 12-215/R6C-AR1S1B/3C 數據表 - 尺寸 1.7x1.7x0.7mm - 電壓 1.75-2.35V - 亮麗紅色 - 英文技術文件

1. 產品概述

本文件詳細說明12-215系列SMD（表面貼裝器件）LED嘅技術規格。該元件係一款專為現代電子組裝工藝設計嘅鮮紅色單色LED。其主要優勢包括相比引線框架型LED顯著縮小佔位面積，從而提高PCB上嘅組裝密度、減少儲存需求，並最終有助實現更緊湊嘅終端產品設計。其輕量化結構進一步使其成為微型同便攜式應用嘅理想選擇。

1.1 核心特性與合規性

The LED is supplied on 8mm tape wound on a 7-inch diameter reel, making it fully compatible with standard automatic pick-and-place equipment for high-volume manufacturing. It is designed to withstand both infrared and vapor phase reflow soldering processes. The product is constructed with Pb-free materials and is compliant with key environmental and safety regulations including the EU RoHS directive, EU REACH, and halogen-free requirements (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). The product itself is maintained within RoHS compliant specifications.

2. 技術參數：深入客觀解讀

本節根據數據手冊定義，對LED的關鍵性能參數提供詳細且客觀的分析。除非另有說明，所有數值均以環境溫度（Ta）25°C為準。

2.1 絕對最大額定值

「絕對最大額定值」定義了器件可能發生永久損壞的應力極限。這些並非工作條件。此LED的額定值為：最大反向電壓（VR）5V；連續正向電流（IF）25mA；僅在脈衝條件下（佔空比1/10 @ 1kHz）容許的峰值正向電流（IFP）60mA；以及最大功耗（Pd）60mW。根據人體模型（HBM），該器件可承受2000V的靜電放電（ESD）。工作溫度範圍為-40°C至+85°C，儲存溫度範圍稍寬，為-40°C至+90°C。焊接溫度曲線至關重要：對於回流焊，規定峰值溫度為260°C，最長10秒；而對於手工焊接，烙鐵頭溫度不得超過350°C，每個端子最長3秒。

2.2 電光特性

電光特性定義咗器件喺正常操作條件下嘅性能。喺正向電流 (IF) 為 20mA 時，發光強度 (Iv) 嘅典型分檔範圍係 112.0 mcd 至 225.0 mcd。視角 (2θ1/2) 係寬廣嘅 130 度。光輸出屬於鮮紅色光譜，峰值波長 (λp) 通常為 632 nm，而主波長 (λd) 則根據分檔，範圍由 617.5 nm 至 633.5 nm。光譜帶寬 (Δλ) 通常為 20 nm。要達到 20mA 所需嘅正向電壓 (VF) 範圍係 1.75V 至 2.35V。反向電流 (IR) 非常低，當施加 5V 反向偏壓時，最大值為 10 μA。

3. 分檔系統說明

LED會根據關鍵參數進行分檔，以確保應用上的一致性。這讓設計師能夠挑選符合特定亮度及顏色要求的元件。

3.1 發光強度分檔

發光強度分為三個檔位代碼：R1 (112.0 - 140.0 mcd)、R2 (140.0 - 180.0 mcd) 及 S1 (180.0 - 225.0 mcd)，所有測量均在 IF=20mA 下進行。

3.2 主波長分級

主波長同視覺感知嘅顏色相關，分為四個等級代碼：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)，喺 IF=20mA 下量度。

3.3 順向電壓分級

順向電壓分為三個代碼：0 (1.75 - 1.95 V)、1 (1.95 - 2.15 V) 及 2 (2.15 - 2.35 V)，測量條件為 IF=20mA。零件編號後綴（例如 /3C）很可能對應特定的分級組合。

4. 性能曲線分析

雖然提供嘅文本中無詳細說明具體圖表，但呢類LED典型嘅電光特性曲線會包含幾個對設計至關重要嘅關鍵圖表。

4.1 正向電流與正向電壓關係圖 (I-V曲線)

呢條曲線顯示流經LED嘅電流同佢兩端電壓之間嘅關係。佢係非線性嘅，有一個特徵性嘅「膝點」電壓（大約係典型VF值），超過呢個電壓後，電流會隨電壓輕微增加而急速上升。呢點突顯咗必須使用限流電路（例如串聯電阻或恆流驅動器）嚟防止熱失控同損壞。

4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current

呢幅圖說明光輸出如何隨正向電流增加而增加。喺建議工作範圍內通常係線性關係，但喺更高電流下會飽和。喺絕對最大額定值以上操作會導致效率下降同加速老化。

4.3 發光強度與環境溫度關係

LED嘅光輸出會隨接面溫度上升而下降。對於喺高溫環境下運作嘅應用，呢條曲線至關重要，因為佢可以幫助設計師降低預期亮度或實施熱管理以維持性能。

4.4 光谱分布

一幅相对强度与波长的关系图，显示峰值约在632 nm，光谱带宽约20 nm，证实了其单色性出色的红色输出。

5. 机械与封装信息

5.1 封裝尺寸及極性識別

該LED採用緊湊的矩形SMD封裝。尺寸圖顯示本體長寬約為1.7mm，高度約為0.7mm（除非另有註明，具體公差為±0.1mm）。極性標示清晰：陰極可透過封裝頂部的明顯標記，以及底部視圖其中一側的相應倒角或凹口來識別。組裝時必須確保極性方向正確，方能正常運作。

6. 焊接與組裝指引

正確的處理與焊接對可靠性至關重要。

6.1 Current Limiting Requirement

必須使用外部限流電阻或電路。LED的指數型電流-電壓特性意味著電壓的微小增加，便可能導致電流出現具破壞性的大幅上升。

6.2 儲存與濕度敏感度

LED以防潮袋包裝，內附乾燥劑。未準備使用前請勿打開包裝袋。開封前，請儲存於≤30°C及≤90%相對濕度環境中。開封後，在≤30°C及≤60%相對濕度條件下，「車間壽命」為1年。未使用之元件應重新密封。如乾燥劑指示劑變色或儲存時間超標，需在回流焊接前進行60±5°C、24小時之烘烤處理。

6.3 回流焊接溫度曲線

指定使用無鉛回流焊接溫度曲線。關鍵參數包括：150-200°C預熱階段，持續60-120秒；液相線（217°C）以上時間為60-150秒；峰值溫度不超過260°C，最長保持10秒；最大升溫及冷卻速率分別為6°C/秒及3°C/秒。回流焊接次數不應超過兩次。加熱期間避免對封裝施加機械應力，焊接後請勿彎曲PCB。

6.4 手工焊接與維修

如果 hand soldering is necessary, use a soldering iron with a tip temperature <350°C, apply heat to each terminal for ≤3 seconds, and use a low-power iron (<25W). Allow a cooling interval of >2 seconds between terminals. Repair after initial soldering is discouraged. 如果 unavoidable, a dual-head soldering iron must be used to simultaneously heat both terminals and avoid damaging the internal wire bonds due to thermal stress.

7. 包裝及訂購資料

7.1 捲盤及載帶規格

元件以壓紋載帶包裝，並置於直徑7吋的捲盤上交付。每捲盤包含3000件元件。載帶凹槽及捲盤的詳細尺寸已提供，以確保與自動送料器兼容。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含以下幾個關鍵欄位：CPN（客戶產品編號）、P/N（產品編號）、QTY（包裝數量）、CAT（發光強度等級/分檔）、HUE（色度/主波長等級/分檔）、REF（正向電壓等級/分檔）同 LOT No（可追溯批次編號）。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

此LED非常適合各種指示燈及背光用途。常見應用包括汽車儀表板及開關背光；電話、傳真機等通訊設備的狀態指示燈及鍵盤背光；小型LCD、開關及符號的平面背光；以及消費電子產品中的通用指示燈用途。

8.2 設計考慮因素

設計師必須考慮以下幾個因素：1) 必須根據電源電壓同LED嘅正向電壓分級，採用串聯電阻或恆流驅動器。2) 考慮熱效應對發光強度嘅影響，特別係喺密封空間或高環境溫度下。3) 確保PCB焊盤佈局符合封裝尺寸，並能形成合適嘅焊錫角。4) 遵循嚴格嘅濕度敏感度同回流焊溫度曲線指引，以防止封裝破裂或分層。

9. 技術比較與差異化

與舊式插腳LED相比，此類SMD型號大幅縮減了尺寸與重量，實現了現代化的微型設計。其130度寬廣視角提供了良好的偏軸可見度，對面板指示器而言是一大優勢。採用AlGaInP半導體材料是高效能紅光與琥珀光LED的典型做法，能提供良好亮度。符合現代環保標準（無鉛、無鹵）是針對法規嚴格的全球市場產品的一項關鍵差異化優勢。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q: 點解必須使用限流電阻？
A: LED嘅正向電壓具有負溫度係數同陡峭嘅I-V曲線。如果冇電阻，供電電壓嘅任何微小上升，或者因發熱導致VF下降，都會令電流呈指數級上升，即刻導致損壞。

Q: 分檔代碼（R1, E5, 0）對我嘅設計有咩意義？
A: 佢哋指定咗亮度（CAT）、顏色（HUE）同電壓（REF）嘅保證範圍。為咗喺多LED陣列中保持外觀一致，請為HUE同CAT指定嚴格嘅bin碼。至於電源設計，電壓bin碼會決定電阻值嘅計算。

Q: 我可唔可以喺戶外使用呢款LED？
A: 操作溫度範圍延伸至-40°C至+85°C，涵蓋好多戶外條件。不過，長時間暴露喺紫外線輻射同濕氣中可能會隨時間降低環氧樹脂嘅性能。對於惡劣環境，請考慮使用具有conformal coating或專為戶外使用而評級嘅LED。

Q: 呢粒LED可以進行幾多次回流焊接？
A: 數據手冊明確指出，回流焊接不應進行超過兩次。每次回流週期都會使封裝承受熱應力，可能導致內部接合變弱或出現分層。

11. 實際應用案例示例

場景：設計一個帶有10個統一紅色LED的狀態指示燈面板。
1. 參數選擇： 為求一致性選擇分檔。選用HUE分檔E6 (625.5-629.5 nm)及CAT分檔R2 (140.0-180.0 mcd)以平衡色彩與亮度。假設VF分檔1 (1.95-2.15V)。
2. 電路設計： 使用5V電源。在最差情況VF_min (1.95V)下，所需串聯電阻R = (Vsupply - VF) / IF = (5V - 1.95V) / 0.020A = 152.5Ω。當VF_max (2.15V)時，R = (5V - 2.15V) / 0.020A = 142.5Ω。選用標準150Ω電阻可將電流維持在19mA至20.3mA之間，符合25mA上限，並確保所有單元亮度一致。
3. 佈局： 將150Ω電阻器與每個LED串聯放置。請依照1.7x1.7mm焊盤圖的封裝圖，確保陰極方向正確。
4. 組裝： 嚴格遵循濕氣儲存及無鉛回流焊溫度曲線指引。

12. 操作原理簡介

發光二極管（LED）係一種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結兩端時，來自n型材料嘅電子會同p型材料嘅空穴喺發光區域（此處由AlGaInP構成）複合。呢個複合過程會以光子（光）形式釋放能量。發出光嘅特定波長（顏色）取決於所用半導體材料嘅帶隙能量。環氧樹脂封裝嘅作用係保護半導體芯片、塑造光束輸出（從而形成130°視角），並提供焊接所需嘅機械結構。

13. 技術趨勢

SMD LED嘅總體趨勢持續朝向更高效率（每瓦更多流明）、更細封裝內更高功率密度，以及更佳顯色性同一致性發展。業界亦大力推動更廣泛採用環保材料同製造工序。將控制電子元件（如恆流驅動器）直接集成到LED封裝內係另一個發展領域，可為終端用戶簡化電路設計。至於指示燈類型LED，重點仍然係可靠性、微型化，以及適合大批量自動化組裝嘅成本效益。