SMD LED 19-213/G6W-FN1P1B/3T 數據表 - 亮麗黃綠色 - 2.0x1.25x1.1mm - 最大2.35V - 60mW - 英文技術文件

1. 產品概覽

19-213/G6W-FN1P1B/3T 係一款專為高密度電子組裝而設計嘅表面貼裝器件 (SMD) LED。其緊湊嘅外形令印刷電路板 (PCB) 設計可以更細，減少儲存需求，最終有助於終端設備嘅微型化。其輕量化結構令佢特別適合空間同重量係關鍵限制因素嘅應用。

呢款 LED 係單色類型，發出亮麗嘅黃綠光。佢採用 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體材料製成，呢種材料以喺黃色至紅色波長光譜中具有高效率而聞名。器件封裝喺水擴散樹脂外殼內，有助於實現寬廣嘅視角。

The product is compliant with key environmental and safety standards, including being Pb-free (lead-free), RoHS compliant, EU REACH compliant, and Halogen Free, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content strictly controlled below specified limits (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致器件永久損壞的極限。這些額定值是在環境溫度（Ta）為25°C時指定的，在任何操作條件下均不應超過。

• 反向電壓（VR）： 5 V。施加高於此值的反向電壓可能導致結擊穿。
• 連續正向電流 (IF): 25 mA。此為可持續通過LED的最大直流電流。
• 峰值正向電流 (IFP): 60 mA。此額定值適用於脈衝條件下，佔空比為1/10，頻率為1 kHz。它允許在短時間內有更高的瞬時電流，例如在多工電路中。
• 功耗 (Pd)： 60 mW。此為裝置能以熱量形式消散的最大功率。超過此限制可能導致過熱及使用壽命縮短。
• 工作溫度 (Topr)： -40°C 至 +85°C。LED 設計為在此環境溫度範圍內運作。
• 儲存溫度 (Tstg): -40°C 至 +90°C。裝置在不運作時可在此溫度範圍內儲存。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM): 2000 V。此數值表示LED對靜電的敏感度。在組裝及處理過程中，必須遵循正確的ESD處理程序。
• 焊接溫度 (Tsol): 該裝置可承受最高260°C嘅回流焊接，最多10秒；或每個端子最高350°C嘅手動焊接，最多3秒。

2.2 電氣光學特性

電光特性係喺Ta=25°C同IF=20 mA嘅典型測試條件下量度。呢啲參數定義咗LED嘅光輸出同電氣特性。

• 發光強度 (Iv)： 範圍由最小28.5 mcd至最大57.0 mcd。實際數值取決於分檔過程（見第3節）。發光強度容差為±11%。
• 視角 (2θ1/2)： 通常為130度。此為發光強度降至0度（軸向）強度一半時嘅全角。寬廣視角係由水擴散樹脂造成，適合需要廣泛照明嘅應用。
• 峰值波長 (λp): 通常為575 nm。此為發射光嘅光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
• 主波長 (λd): 範圍由 570.0 nm 至 574.5 nm。這是人眼感知、最能匹配所發出光線顏色的單一波長。其容差為 ±1 nm。
• 光譜輻射帶寬 (Δλ): 通常為 20 nm。此參數表示所發出光線的光譜寬度，以最大強度一半處的全寬度（半高全寬 - FWHM）量度。
• 正向電壓 (VF): 當 IF=20mA 時，範圍為 1.75 V 至 2.35 V。具體數值由電壓分檔決定（見第 3 節）。適用公差為 ±0.1V。
• 反向電流 (IR): 當施加5V反向電壓（VR）時，最大電流為10 μA。必須注意，此器件並非為反向操作而設計；此測試條件僅用於特性表徵。

3. Binning System 解說

為確保顏色與亮度的一致性，LED會根據關鍵參數進行分檔。這讓設計師能夠挑選符合特定應用均勻性要求的元件。

3.1 發光強度分檔

LED會根據其在IF=20mA下量度到的發光強度，分為三個級別（N1, N2, P1）。

• 級別 N1： 28.5 mcd (最低) 至 36.0 mcd (最高)
• Bin N2: 36.0 mcd (最低) 至 45.0 mcd (最高)
• Bin P1: 45.0 mcd (最小值) 至 57.0 mcd (最大值)

選擇更窄的級別（例如僅限P1）可確保陣列中所有LED的亮度非常接近。

3.2 主波長分檔

LED會分為三個檔位（CC2、CC3、CC4），以精確控制黃綠光的色調。

• 檔位 CC2： 570.0 nm (Min) 至 571.5 nm (Max)
• Bin CC3: 571.5 nm (Min) 至 573.0 nm (Max)
• Bin CC4: 573.0 nm (Min) to 574.5 nm (Max)

這種分檔對於顏色一致性至關重要的應用（例如多LED指示燈或背光模組）極為關鍵。

3.3 正向電壓分檔

LED會分為三個電壓檔（0, 1, 2），以便管理串聯/並聯電路中的電源設計及電流匹配。

• 檔位 0: 1.75 V (最低) 至 1.95 V (最高)
• Bin 1: 1.95 V (最低) 至 2.15 V (最高)
• Bin 2: 2.15 V (Min) to 2.35 V (Max)

使用來自同一電壓Bin嘅LED，可以簡化限流電阻嘅計算，並提高驅動電流嘅一致性。

4. 性能曲線分析

數據表提供了多條特性曲線，用以說明LED在不同條件下的行為。理解這些曲線是進行穩健電路設計的關鍵。

4.1 正向電流與正向電壓關係 (I-V曲線)

I-V 曲線顯示電流與電壓之間的指數關係。對於此 LED，在典型工作電流 20 mA 下，順向電壓會根據分檔 (bin) 落在 1.75V 至 2.35V 之間。該曲線突顯了使用限流裝置（電阻或恆流驅動器）而非恆壓源的重要性，因為電壓的微小增加可能導致電流大幅且可能具破壞性的上升。

4.2 相對發光強度與環境溫度關係

此曲線展示咗光輸出對溫度嘅依賴性。光度通常會隨住環境溫度上升而下降。例如，喺最高工作溫度+85°C時，光輸出可能會明顯低過25°C時嘅水平。設計師必須喺高環境溫度下運作嘅應用中考慮呢種降額情況，以確保維持足夠嘅亮度。

4.3 相對發光強度與正向電流關係

此圖表顯示光輸出會隨正向電流增加而上升，但兩者並非完全線性關係，尤其喺較高電流時。喺建議嘅連續電流（25 mA）以上運作，亮度嘅提升可能會遞減，同時會顯著增加熱量產生並加速流明衰減。

4.4 光譜分佈圖

光譜分佈曲線證實LED具單色光特性，於575 nm（黃綠色）附近呈現單一波峰，典型半高全寬為20 nm。此窄頻寬特性為AlGaInP基LED的典型特徵。

4.5 正向電流降額曲線

此關鍵曲線規定了最大允許順向電流與環境溫度的函數關係。隨著溫度升高，必須降低最大允許電流，以確保器件功耗及熱限值不被超出。為確保長期可靠運作，必須嚴格遵循此降額曲線。

4.6 輻射圖

對於擴散封裝，輻射圖（或空間分佈）通常為朗伯或近朗伯型，證實其具備130度寬廣視角。此分佈模式非常適合需要均勻、廣域照明而非聚焦光束的應用。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

此LED採用緊湊型SMD封裝。主要尺寸（單位為毫米，除非另有說明，公差為±0.1毫米）包括：

• 總長度：2.0 毫米
• 總寬度：1.25 mm
• 總高度：1.1 mm
• 引腳（端子）尺寸與間距係為PCB焊盤圖案設計而提供。

陰極通常可透過封裝上嘅標記或特定焊盤幾何形狀（例如凹口或綠色標記）來識別。設計師必須查閱詳細尺寸圖以正確識別極性並設計焊盤佈局。

5.2 防潮包裝及捲盤資訊

為符合MSL（濕度敏感等級）要求，LED以防潮包裝供應，防止環境濕氣造成損壞，此點至關重要。

• 包裝： 裝置以8毫米寬嘅載帶包裝，然後捲上直徑7吋嘅捲盤。
• 數量： 每捲3000件。
• Moisture Barrier Bag： 卷盤連同乾燥劑及濕度指示卡一併密封於鋁質防潮袋內。
• 標籤資料： 卷盤標籤包含關鍵資料，例如零件編號 (P/N)、數量 (QTY)，以及光強度 (CAT)、主波長 (HUE) 和順向電壓 (REF) 的特定分檔代碼。

6. 焊接及組裝指引

正確的處理與焊接對可靠性至關重要。

6.1 儲存與處理

• 請於準備使用前才打開防潮袋。
• 開封後，未使用的LED應儲存於≤30°C及≤60%相對濕度的環境中。
• 開袋後嘅「使用期限」為168小時（7日）。若超出此期限，或乾燥劑指示劑顯示已飽和，LED必須喺使用前以60 ±5°C烘烤24小時。
• 處理期間必須時刻遵循ESD（靜電放電）預防措施。

6.2 回流焊接溫度曲線 (無鉛)

建議嘅回流焊接溫度曲線對於無鉛 (SAC) 焊錫合金至關重要。

• 預熱： 150-200°C，持續60-120秒。
• Time Above Liquidus (TAL): 在217°C以上保持60-150秒。
• Peak Temperature: 最高260°C，持續時間最長10秒。
• 升溫速率： 最高升溫速率為每秒6°C至峰值；最高冷卻速率為每秒3°C。
• 重要： 同一器件不應進行超過兩次回流焊接。

6.3 手工焊接

如需進行人手維修，必須極度小心：

• 使用烙鐵時，其尖端溫度應≤350°C。
• 每個端子加熱時間應≤3秒。
• 使用低功率烙鐵（≤25W）。
• 每個端子焊接之間至少間隔2秒，以避免熱衝擊。
• 拆卸時，建議使用雙頭焊鐵同時加熱兩個端子，以避免對LED造成機械應力。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 背光照明： 非常適合用於汽車及消費電子產品中，為開關、符號及小型儀表板指示燈提供背光照明。
• 狀態指示燈： 非常適合用於電信設備（電話、傳真機）、網絡硬件及工業控制面板的電源、連接或狀態指示燈。
• 一般照明： 適用於多種電子設備中作低亮度一般指示用途。
• LCD平面背光： 可用於陣列中，為小型單色LCD顯示器提供側光照明。

7.2 設計考量與注意事項

• 限流係必須嘅： 必須時刻使用外置限流電阻或恆流驅動器與LED串聯。其指數型I-V特性意味著微小電壓變化會導致電流大幅改變，可能即時損毀LED。
• 熱能管理： 雖然封裝細小，但功耗（高達60mW）會產生熱量。請確保使用足夠嘅PCB銅箔面積或散熱通孔，尤其喺高環境溫度或接近最大電流下操作時。
• 光學設計： 130度廣闊視角提供廣泛嘅光線發射。如需更定向嘅光線，可能需要外加透鏡或導光器件。
• Binning for Consistency： 對於多LED應用（陣列、背光），請為主要波長（色調）和發光強度（CAT）指定嚴格的分檔，以實現均勻的顏色和亮度。
• 避免機械應力： 請勿在焊接LED附近的PCB上彎曲或施加外力，因為這可能會導致封裝內的半導體晶片或焊線破裂。

8. 技術比較與差異化

19-213 LED 在其類別中提供多項關鍵優勢：

• 尺寸優勢： 其2.0 x 1.25毫米的佔位面積明顯小於傳統有引腳LED（例如3毫米或5毫米圓形），使PCB能實現更高的元件密度。
• 寬視角： 採用水擴散封裝的130度視角優於許多透明鏡片SMD LED，可在更寬廣的區域提供更均勻的照明，無需二次光學元件。
• 環境合規： 完全符合RoHS、REACH及無鹵素標準，使其適用於最新的全球環保法規以及汽車內飾等敏感應用。
• 穩健分檔： 一個定義明確嘅3x3x3分檔矩陣（強度、波長、電壓）讓設計師能夠精準控制最終產品嘅光學同電氣性能，從而提高良品率同一致性。
• 兼容性： 採用標準8毫米載帶包裝，兼容自動貼片機，可無縫融入大批量自動化組裝生產線。

9. 常見問題（基於技術參數）

9.1 為何限流電阻絕對必要？

LED的正向電壓有一個範圍（1.75V-2.35V）且具有負溫度係數（VF隨溫度升高而下降）。若直接連接至即使略高於其VF的電壓源，電流將不受控地上升，僅受電路寄生電阻限制，幾乎必定超過25mA的絕對最大額定值，導致立即損壞。該電阻可設定一個可預測且安全的工作電流。

9.2 我可以用3.3V或5V電源驅動這個LED嗎？

可以，但你必須使用一個串聯電阻。例如，使用3.3V電源，目標電流為20mA，假設典型VF為2.1V：R = (Vsupply - VF) / IF = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 Ohms。你可以選擇最接近的標準值（例如62 Ohms），並計算電阻的實際電流和功耗。為確保設計穩妥，應使用bin中的最大VF值來確保電流不會過低，或使用最小VF值來確保電流不會過高。

9.3 如果我持續以峰值電流（60mA）操作LED，會發生什麼情況？

持續以脈衝峰值電流額定值操作係違反絕對最大額定值嘅。咁樣會導致嚴重過熱，急劇加速流明衰減（LED會好快變暗），並且幾乎肯定會喺短時間內導致災難性故障。60mA嘅額定值僅適用於極短嘅脈衝。

9.4 我應該如何解讀捲盤標籤上的倉庫代碼？

標籤上包含如 CAT:N2、HUE:CC3、REF:1 等代碼。這表示該卷帶上所有 LED 的光強度均在 36.0 至 45.0 mcd 之間（N2），主波長在 571.5 至 573.0 nm 之間（CC3），正向電壓在 1.95 至 2.15V 之間（1）。訂購時您可以指定這些確切的級別，以確保應用中的性能一致性。

9.5 為甚麼儲存和烘烤程序如此重要？

SMD 封裝會吸收空氣中的濕氣。在高溫回流焊接過程中，這些被困的濕氣迅速轉化為蒸汽，產生巨大的內部壓力。這可能導致「爆米花」現象——環氧樹脂與引線框架分層，甚至矽晶片破裂。防潮袋及嚴格的車間壽命/烘烤規則正是為了防止這種失效模式。

10. 實用設計與應用案例

10.1 設計一個多LED狀態指示燈面板

場景： 設計一個帶有10個相同黃綠色狀態指示燈的控制面板。

設計步驟：

1. 指定分檔： 為確保所有10顆LED外觀一致，請為光強度（例如P1：45-57mcd）和主波長（例如CC3：571.5-573.0nm）指定單一且嚴格的分檔。這樣做成本可能稍高，但能保證視覺上的均勻性。
2. 電路設計： 計劃從共用的5V電源軌，透過各自的限流電阻獨立驅動每顆LED。這可避免並聯連接可能出現的電流搶佔問題。使用指定電壓區間（例如，區間1的最大VF=2.15V）中的最大VF值來計算電阻值。R = (5V - 2.15V) / 0.020A = 142.5Ω。選用150Ω標準電阻。實際IF約為19mA，此值安全並提供少許餘量。
3. PCB佈局： 放置LED時需保持方向一致。在LED的散熱焊盤（如適用）或其引腳周圍提供小塊銅箔，以助散熱，尤其在面板於溫暖環境中運作時更為重要。
4. 裝配： 嚴格遵循回流焊溫度曲線。裝配後，請在低倍放大下目視檢查，確保焊錫角及對位正確。

11. 操作原理簡介

呢款LED係基於半導體p-n接面嘅電致發光原理運作。其發光區域由AlGaInP（磷化鋁鎵銦）構成。當施加超過接面內建電位嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子同p型區域嘅電洞會被注入發光區域，並喺該處複合，以光子（光）形式釋放能量。AlGaInP合金嘅具體成分決定咗能隙能量，直接對應發射光嘅波長（顏色）——喺本例中約為575 nm（黃綠色）。水擴散樹脂封裝料會散射光線，擴闊發光模式，從而實現130度嘅寬廣視角。

12. 科技趨勢與背景

好似19-213呢類SMD LED，代表住光電技術持續向微型化、更高可靠性，以及兼容自動化同大規模生產流程嘅趨勢。由通孔式轉向表面貼裝封裝，係受到需要更細、更輕、更堅固電子組件嘅需求所驅動。採用AlGaInP材料能夠喺琥珀色至紅色光譜範圍內提供高效率同出色嘅色彩飽和度。呢類器件嘅未來趨勢可能包括進一步縮細尺寸、提升發光效能（每電瓦輸出更多光），以及增強散熱性能嘅封裝，從而喺更細嘅佔位面積下實現更高驅動電流同亮度。強調環保合規（RoHS、無鹵素）亦係整個電子行業一個持久且不斷增長嘅趨勢。