SMD LED 15-215/R6C-AQ1R2L/2T 數據表 - 亮紅色 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - 英文技術文件

1. 產品概述

15-215/R6C-AQ1R2L/2T 係一款專為高密度PCB應用而設計嘅表面貼裝器件（SMD）LED。佢採用AlGaInP晶片，能夠發出明亮嘅紅光。其緊湊嘅外形可以喺電路板上節省大量空間，對於板面空間非常珍貴嘅現代微型電子設備嚟講，係理想之選。該元件以8毫米載帶包裝，並安裝喺直徑7英寸嘅捲盤上，確保與標準自動化貼片組裝設備兼容。

1.1 核心優勢與目標市場

The primary advantages of this LED include its exceptionally small size, lightweight construction, and suitability for automated high-volume manufacturing. These characteristics directly translate to reduced storage requirements, higher packing density on PCBs, and ultimately, the potential for smaller end-product designs. The device is compliant with lead-free (Pb-free) soldering processes, RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), making it suitable for global markets with strict environmental regulations. Its target applications are diverse, ranging from backlighting for instrument panels, switches, and LCDs to status indicators in telecommunications equipment and general-purpose illumination.

深入技術參數分析

本節對數據表中定義嘅關鍵電氣、光學同熱參數提供詳細、客觀嘅解讀，對於可靠嘅電路設計至關重要。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了壓力極限，超出此極限可能會對器件造成永久性損壞。這些並非正常操作條件。

• Reverse Voltage (V_R): 5V。反向偏壓超過此電壓可能導致接面擊穿。
• 順向電流 (I_F): 25mA DC。此為建議用於可靠長期運作的最大連續電流。
• 峰值順向電流 (I_FP): 在1/10佔空比及1kHz頻率下為60mA。此額定值容許短暫的電流脈衝，適用於多工方案，但平均電流不得超過I_F.
• 功耗 (P_d): 60mW。此限制考慮了轉化為熱能的總電功率 (V_F * I_F) 喺交界處。
• Operating & Storage Temperature: -40°C 至 +85°C（操作），-40°C 至 +90°C（儲存）。呢啲寬廣範圍確保咗喺惡劣環境下嘅功能。
• 焊接溫度： 迴流焊接峰值溫度為260°C，最長10秒；每端點手動焊接溫度為350°C，最長3秒。
• ESD敏感度： Human Body Model (HBM) 評級為2000V。此等級將其歸類為中度敏感；必須採取標準的靜電放電處理預防措施。

2.2 電光特性

這些參數是在接面溫度 (T_j) 為25°C及測試電流為20mA下指定。實際性能會隨溫度和驅動電流而變化。

• 發光強度 (I_v): 72.0 至 180.0 mcd (millicandela)。此寬廣範圍透過分檔系統管理（見第3節）。未列出典型值，意味著選擇需基於具體的分檔代碼。
• 視角 (2θ_1/2): 140度（典型值）。此寬闊視角表示其輻射模式為朗伯或近朗伯分佈，適用於區域照明而非聚焦光束。
• Peak Wavelength (λ_p): 632 nm（典型值）。此為光譜功率輸出達到峰值時的波長。
• Dominant Wavelength (λ_d): 617.5 至 633.5 nm。此為人眼對LED顏色的單一波長感知，同樣透過分檔進行管理。
• 光譜帶寬 (Δλ): 20 nm (典型值)。此數值定義了在峰值強度一半時所發射的波長範圍，表示相對純正的紅色。
• 正向電壓 (V_F): 1.70 至 2.30 V (於 20mA 下)。此範圍亦受分選影響。較低的 V_F 喺特定電流下，可以降低功耗同減少熱量產生。
• 反向電流 (I_R): 喺 V_R=5V 時最大為 10 μA。低漏電流係理想嘅。

3. Binning System 說明

為確保生產中顏色與亮度一致，LED會按性能組別或「分級」進行分類。15-215型號採用三項獨立的分級標準。

3.1 光強度分級

光強度分為四個等級（Q1、Q2、R1、R2），Q1為最暗（72.0-90.0 mcd），R2為最亮（140.0-180.0 mcd）。設計師必須根據應用所需的亮度選擇合適的等級，須注意在同一產品中混合使用不同等級可能導致明顯的亮度差異。

3.2 主波長分級

顏色分為四個等級（E4、E5、E6、E7），涵蓋範圍從617.5nm至633.5nm。E4代表較短、偏橙紅的波長，而E7代表較長、更深的紅色波長。為保持顏色外觀一致，需使用相同或相鄰波長等級的LED。

3.3 順向電壓分級

電壓被分為六個等級（19至24），每個等級跨度為0.1V，範圍從1.70V至2.30V。雖然對於使用限流電阻的簡單指示燈應用來說，電壓分級不太關鍵，但在串聯燈串或恆壓驅動場景中，電壓分級就變得重要，以確保電流分佈和亮度均勻。

4. 性能曲線分析

雖然提供的資料表摘錄提及「典型電光特性曲線」，但具體圖表並未包含在文本中。通常，此類曲線會說明以下關係，這對於進階設計至關重要：

• I-V (電流-電壓) 曲線： 顯示正向電壓與電流之間的指數關係。曲線會隨溫度而偏移。
• Luminous Intensity vs. Forward Current: 顯示光輸出如何隨電流增加而增加，通常在操作範圍內呈接近線性的關係，高電流時效率會下降。
• 發光強度與環境溫度： 顯示隨接面溫度上升，光輸出會逐漸降低。與部分藍光/白光LED相比，紅光AlGaInP LED通常具有更明顯的熱淬滅效應。
• 光譜分佈： 一幅顯示圍繞峰值波長（632 nm）各波長相對發射功率的圖表。

設計師應參考附有圖表的完整數據手冊，以準確模擬熱性能並預測不同驅動條件下的行為。

5. Mechanical and Package Information

5.1 封裝尺寸

此LED佔用極小空間。關鍵尺寸（單位為毫米，除非特別註明，公差為±0.1毫米）包括主體長約2.0毫米、闊約1.25毫米、高約0.8毫米。數據表載有詳細尺寸圖，顯示陰極識別標記（通常是封裝上的凹口或綠色標記）、焊盤佈局及建議的PCB焊盤圖形。嚴格遵守這些尺寸對於確保正確焊接及對位至關重要。

5.2 極性識別

正確極性至關重要。封裝包含視覺標記以識別陰極 (-) 端子。設計師必須確保 PCB 封裝圖反映此方向，以防止自動化機器錯誤放置。

6. 焊接與組裝指引

必須小心處理，以防損壞這些微型組件。

6.1 回流焊接溫度曲線

此組件適用於紅外線及氣相回流焊接。建議採用無鉛焊接溫度曲線：預熱溫度介乎150-200°C，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，最長持續10秒。最高升溫速率為6°C/秒，最高冷卻速率為3°C/秒。回流焊接次數不應超過兩次。

6.2 儲存與濕度敏感度

LED以防潮袋包裝，內附乾燥劑。未準備使用前請勿開啟包裝。開封後，在≤30°C及≤60%相對濕度環境下的「車間壽命」為1年。若超出此條件，焊接前需進行60±5°C、24小時的烘烤處理，以避免回流焊時產生「爆米花」現象損壞元件。

6.3 手工焊接及返修

If 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). A minimum 2-second interval between soldering each terminal is advised. For rework, a dual-head soldering iron is recommended to simultaneously heat both terminals and avoid mechanical stress. The feasibility of rework without damaging the LED should be verified beforehand.

7. 封裝及訂購資料

本產品採用防潮包裝（MSP）格式供貨。元件置於帶有凹槽的載帶中，並捲繞在直徑為7英寸的捲盤上。每捲盤包含2000件。捲盤及載帶的具體尺寸載於數據表中，以確保與自動送料器兼容。捲盤及包裝袋上的標籤提供關鍵資訊：客戶部件編號（CPN）、產品編號（P/N）、數量（QTY），以及光強度（CAT）、主波長（HUE）和正向電壓（REF）的特定分檔代碼，連同批次編號。

8. 應用設計注意事項

8.1 電流限制是強制性要求

LED 是電流驅動裝置。 外部限流電阻或恆流驅動電路絕對必不可少。 正向電壓具有負溫度係數，若直接由電壓源驅動，微小變化即可導致電流大幅改變，可能引發熱失控及故障。

8.2 散熱管理

儘管體積細小，LED 於接面處仍會產生熱量。若需在最大正向電流（25mA）或接近此值下持續運作，應使用足夠的 PCB 銅箔面積（散熱焊盤）將熱量從元件導出，並維持較低接面溫度，從而保持光輸出效能及使用壽命。

8.3 應用限制

數據表明確指出，未經事先諮詢及批准，本產品並非為高可靠性應用（例如軍事/航空航天、汽車安全/保安系統或醫療生命維持設備）而設計或認證。對於此類應用，需要具備不同規格及認證等級的產品。

9. 常見問題（基於技術參數）

Q: 我可以將此LED驅動至30mA以獲得更高亮度嗎？
A: 不可以。連續正向電流（I_F）的絕對最大額定值為25mA。超過此額定值會影響可靠性，並可能因接面溫度過高而導致提早失效。

Q: 用5V電源應該配幾大電阻值？
A: 用歐姆定律：R = (V_supply - V_F) / I_F. 使用你分檔中嘅最大V_F （例如2.3V）進行保守設計，確保電流唔超過20mA。R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 Ω。標準嘅150 Ω電阻會提供約18mA，呢個係安全且符合規格嘅。

問：點解發光強度範圍咁闊（72-180 mcd）？
A: 製造過程嘅差異會導致性能自然分佈。分級系統 (Q1, Q2, R1, R2) 讓製造商可以篩選零件，客戶亦能根據成本同性能目標揀選所需亮度等級。

10. Design and Usage Case Study

Scenario: 設計一個帶有多個均勻紅色LED嘅狀態指示燈面板。
設計師正在製作一個需要20個相同嘅鮮紅色指示燈LED嘅控制面板。為確保視覺一致性：

1. Bin Selection： 佢哋指定R2（140-180 mcd）光強檔位以確保高亮度，並指定E6/E7（625.5-633.5 nm）波長檔位以獲得一致嘅深紅色。如果LED採用共享恆壓驅動配置，佢哋亦可能指定嚴格嘅電壓檔位（例如21或22）。
2. 電路設計： 系統提供5V電源。以20mA為目標電流，並採用典型V_F 值2.0V計算，每個LED串聯一個150Ω限流電阻。電阻額定功率為(5-2)^2 / 150 = 0.06W，因此標準1/8W (0.125W)電阻已足夠。
3. PCB佈局： PCB焊盤遵循數據手冊推薦的焊盤圖案。額外的銅箔區域連接至陰極和陽極焊盤以協助散熱，尤其因為LED將會緊密安裝在一起。
4. 組裝： LED以帶狀及捲盤形式訂購。組裝廠使用提供的捲盤配合自動貼片機，並遵循數據手冊中指定的無鉛回流焊溫度曲線。

這種系統化方法，以數據表參數為指引，確保最終產品可靠、一致且可製造。