SMD LED 19-21 深紅規格書 - 尺寸2.0x1.25x0.8mm - 電壓1.75-2.35V - 功率60mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款19-21封裝尺寸、發出深紅色光嘅表面貼裝器件（SMD）LED嘅規格。呢個元件專為現代電子組裝工藝而設計，體積細小，性能可靠，適用於各種指示燈同背光應用。

1.1 核心優勢同產品定位

呢款19-21 SMD LED嘅主要優勢，係佢嘅尺寸比起傳統引線框架型LED細好多。呢種微型化為產品設計師帶嚟幾個關鍵好處：

• 更細嘅電路板尺寸：可以實現更緊湊嘅PCB設計。
• 更高嘅封裝密度：喺指定面積內可以放置更多元件。
• 減少儲存空間：更細嘅元件需要更少嘅庫存空間。
• 輕量化結構：對於重量係關鍵因素嘅便攜同微型應用嚟講，非常理想。
• 兼容性：器件以8mm寬嘅載帶包裝，捲喺7吋直徑嘅捲盤上，完全兼容大批量生產中使用嘅標準自動貼片設備。

呢款產品定位為通用指示燈同背光解決方案，特別適合空間同重量都係關鍵考量嘅應用。

1.2 目標市場同應用

呢款LED專為廣泛嘅電子應用而設計。佢嘅主要目標市場包括：

• 汽車內飾：儀錶板儀器、開關同控制面板嘅背光。
• 電訊設備：電話、傳真機同其他通訊設備嘅狀態指示燈同鍵盤背光。
• 消費電子產品：LCD顯示屏嘅平面背光、符號照明同開關背光。
• 通用指示燈用途：任何需要可靠、細小嘅紅色狀態或指示燈嘅應用。

2. 技術規格深入分析

呢部分對LED嘅技術參數進行詳細、客觀嘅分析。了解呢啲極限對於可靠嘅電路設計至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或接近呢啲極限嘅操作唔保證可靠，為咗長期可靠性應該避免。

• 反向電壓（V_R）：5V。反向偏壓下超過呢個電壓會導致即時結擊穿。
• 連續正向電流（I_F）：25mA。連續操作嘅最大直流電流。
• 峰值正向電流（I_FP）：60mA（佔空比 1/10 @ 1kHz）。呢個額定值僅適用於脈衝操作，喺直流操作中即使瞬間都唔可以超過。
• 功耗（P_d）：60mW。封裝可以作為熱量散發嘅最大功率，計算公式為 V_F* I_F.
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：2000V。提供咗器件對靜電敏感性嘅度量。必須遵循正確嘅ESD處理程序。
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C。器件被指定可以操作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度：
  • 回流焊接：峰值溫度260°C，最多10秒。
  • 手動焊接：烙鐵頭溫度350°C，每個端子最多3秒。

2.2 電光特性（Ta=25°C）

呢啲係喺標準測試條件下（環境溫度25°C，I_F=5mA）測量嘅典型性能參數。

• 發光強度（I_v）：7.2 mcd（最小）至 18.0 mcd（最大）。實際輸出會分級（見第3節）。
• 視角（2θ_1/2）：100度（典型值）。呢個係發光強度下降到峰值一半時嘅全角。
• 峰值波長（λ_p）：639 nm（典型值）。光譜發射最強嘅波長。
• 主波長（λ_d）：625.5 nm（最小）至 637.5 nm（最大）。呢個係人眼感知嘅單一波長，定義咗顏色。佢亦都會分級。
• 光譜帶寬（Δλ）：20 nm（典型值）。最大強度一半處嘅發射光譜寬度。
• 正向電壓（V_F）：1.75V（最小）至 2.35V（最大），測試條件 I_F=5mA。呢個參數有±0.1V嘅嚴格公差，並且會分級。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大），測試條件 V_R=5V。必須注意，呢個器件並非設計用於反向偏壓操作；呢個測試僅用於表徵漏電流。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色同亮度一致，LED會根據關鍵參數分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用要求嘅部件。

3.1 發光強度分級

LED根據佢哋喺5mA下嘅光輸出分為四個等級（K1, K2, L1, L2）。

• K1：7.2 - 9.0 mcd
• K2：9.0 - 11.5 mcd
• L1：11.5 - 14.5 mcd
• L2：14.5 - 18.0 mcd

每個等級內適用±11%嘅公差。

3.2 主波長分級

顏色（色調）通過將主波長分為三個範圍（E6, E7, E8）嚟控制。

• E6：625.5 - 629.5 nm
• E7：629.5 - 633.5 nm
• E8：633.5 - 637.5 nm

每個等級內適用±1nm嘅公差。

3.3 正向電壓分級

為咗幫助電流調節設計，特別係喺並聯串中，正向電壓會分級。

• 等級 0：1.75 - 1.95 V
• 等級 1：1.95 - 2.15 V
• 等級 2：2.15 - 2.35 V

每個等級內適用±0.1V嘅公差。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，對於理解LED喺非標準條件下嘅行為至關重要。

4.1 發光強度 vs. 環境溫度

呢條曲線顯示，發光強度會隨著環境溫度升高而降低。呢個係半導體光源嘅基本特性，因為喺較高溫度下內部量子效率會降低。如果LED將喺高溫環境中運行，設計師必須降低預期嘅光輸出。

4.2 發光強度 vs. 正向電流

電流（I_F）同光輸出之間嘅關係喺較低電流時通常係線性嘅，但喺較高電流時由於發熱同效率下降可能會變成次線性。喺建議電流以上操作唔會產生亮度嘅比例增加，並且會縮短使用壽命。

4.3 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

呢個係基本嘅二極管特性。曲線顯示指數關係。電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化，突顯咗限流電路（例如串聯電阻或恆流驅動器）對於防止熱失控同損壞嘅關鍵需求。

4.4 正向電流降額曲線

呢個圖表定義咗最大允許連續正向電流作為環境溫度嘅函數。隨著溫度升高，最大安全電流必須降低，以保持喺器件嘅功耗限制內並防止過熱。

4.5 光譜分佈

光譜圖確認咗呢款基於AlGaInP嘅LED嘅單色性質，顯示出一個以約639 nm為中心嘅窄發射峰，對應深紅色。20nm嘅帶寬表示光譜純度。

4.6 輻射模式圖

極座標圖說明咗100度嘅視角。強度喺0度（垂直於LED表面）時最高，並向邊緣對稱下降，遵循呢種封裝風格典型嘅近朗伯分佈模式。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

19-21 SMD LED有以下關鍵尺寸（除非另有說明，公差為±0.1mm）：

• 長度：2.0 mm
• 寬度：1.25 mm
• 高度：0.8 mm

封裝上清晰標示咗陰極標記，以便組裝時正確識別極性方向。

5.2 焊盤設計同極性

尺寸圖中提供咗推薦嘅焊盤圖形。正確識別陰極（通常以綠色色調、凹口或斜角標示，如圖所示）對於防止焊接時反向連接至關重要。

6. 焊接同組裝指引

遵守呢啲指引對於確保焊點可靠性同防止LED損壞至關重要。

6.1 回流焊接溫度曲線（無鉛）

推薦嘅溫度曲線對於無鉛（SAC）焊料合金至關重要：

• 預熱：150-200°C，持續60-120秒。呢個過程逐漸加熱電路板，以最小化熱衝擊。
• 液相線以上時間（217°C）：60-150秒。
• 峰值溫度：最高260°C。
• 峰值溫度±5°C內時間：最多10秒。
• 最大升溫速率：6°C/秒。
• 最大降溫速率：3°C/秒。
• 回流次數限制：器件不應進行超過兩次回流焊接。

6.2 手動焊接注意事項

如果需要手動焊接，必須極度小心：

• 使用溫度控制嘅烙鐵，設定最高350°C。
• 每個端子嘅接觸時間限制喺3秒內。
• 使用額定功率25W或更低嘅烙鐵。
• 焊接每個端子之間至少要有2秒嘅冷卻間隔。
• 加熱期間避免對LED本體施加機械應力。

6.3 返工同維修

強烈不建議喺焊接後進行維修。如果絕對無法避免，必須使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以便抬起元件而唔扭轉。損壞嘅可能性好高，任何返工後都應該驗證LED嘅特性。

7. 儲存同濕度敏感性

呢個元件對濕度敏感。處理不當會導致回流期間因水汽快速膨脹而出現爆米花現象（封裝開裂）。

7.1 儲存條件

• 喺準備使用元件之前，唔好打開防潮屏障袋。
• 打開後：儲存喺≤30°C同埋≤60%相對濕度（RH）嘅環境中。
• 車間壽命：喺打開包裝袋後168小時（7日）內使用。
• 如果喺呢段時間內未使用，請用乾燥劑重新密封或重新烘烤。

7.2 烘烤指引

如果乾燥劑指示劑變色或超過車間壽命，請喺使用前烘烤元件以去除吸收嘅水分。

• 溫度：60°C ±5°C
• 持續時間：24小時
• 注意：確保烘烤溫度唔超過最大儲存溫度（90°C）。

8. 包裝同訂購資訊

8.1 包裝規格

• 載帶：寬度8mm。
• 捲盤尺寸：直徑7吋。
• 每捲數量：3000件。
• 包裝：元件密封喺鋁製防潮袋中，內附乾燥劑同濕度指示卡。

8.2 標籤說明

捲盤標籤包含用於追溯同識別嘅關鍵資訊：

• CPN：客戶部件編號（如有分配）。
• P/N：製造商部件編號（例如，19-21/R7C-AK1L2BY/3T）。
• QTY：捲盤上嘅包裝數量。
• CAT：發光強度等級代碼（例如，K1, L2）。
• HUE：主波長/色度等級代碼（例如，E6, E7）。
• REF：正向電壓等級代碼（例如，0, 1, 2）。
• LOT No：製造批次號，用於追溯。

9. 應用設計考量

9.1 限流係必須嘅

呢個係最重要嘅設計規則。必須用恆流驅動LED，或者根據電源電壓（V_supply）、LED嘅正向電壓（V_F，取自其等級）同所需電流（I_F≤ 25mA）計算一個串聯電阻。電阻嘅計算公式係：R = (V_supply- V_F) / I_F。如果冇呢個，電源電壓嘅微小增加會導致電流嘅巨大、可能係破壞性嘅增加。

9.2 熱管理

雖然封裝細小，但功耗（高達60mW）會產生熱量。確保焊盤周圍有足夠嘅PCB銅面積（散熱焊盤）以幫助散熱，特別係如果喺接近最大電流或高環境溫度下運行。請參考降額曲線。

9.3 ESD保護

呢個器件嘅ESD HBM額定值為2000V，具有中等敏感性。如果輸入線路暴露於用戶接觸，請實施ESD保護，並且喺組裝同原型製作期間始終遵循標準嘅ESD安全處理程序。

10. 技術比較同差異化

19-21封裝提供咗尺寸同性能嘅特定平衡。

• 對比更大嘅SMD LED（例如，3528）：19-21明顯更細小，節省電路板空間，但通常具有更低嘅最大電流同光輸出額定值。
• 對比更細嘅SMD LED（例如，0402）：19-21更容易手動處理同焊接，提供更高嘅功率處理能力，並且通常具有更寬嘅視角。
• 對比通孔LED：SMD格式消除咗鑽孔嘅需要，實現自動化組裝，減輕重量，並允許PCB上更高嘅元件密度。
• AlGaInP技術：呢種材料系統以喺紅/橙/琥珀色範圍內嘅高效率而聞名，相比舊技術提供更好嘅亮度同顏色穩定性。

11. 常見問題解答（FAQ）

11.1 我可以直接用3.3V或5V電源驅動呢個LED嗎？

No.你必須使用一個串聯限流電阻。例如，使用5V電源，一個V_F為2.0V（喺20mA時）嘅LED：R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。需要一個150Ω嘅電阻。

11.2 點解發光強度係喺5mA下指定，而唔係最大25mA？

5mA係一個標準測試條件，允許唔同LED型號同等級之間進行一致嘅比較。你可以喺更高電流（最高25mA）下操作以獲得更高亮度，但你必須參考發光強度 vs. 正向電流曲線，並確保唔超過熱極限。

11.3 等級代碼（例如，K1, E7, 1）對我嘅設計意味住乜嘢？

如果你嘅應用需要多個LED之間亮度一致，你應該指定一個嚴格嘅發光強度等級（例如，只係L1）。如果顏色一致性至關重要，指定一個嚴格嘅波長等級（例如，只係E7）。對於LED並聯連接嘅設計，指定一個嚴格嘅正向電壓等級（例如，只係1）有助於確保電流分配更均勻。

11.4 規格書話並非設計用於反向操作。呢個係乜嘢意思？

意思係LED絕對唔應該故意喺陰極電壓高於陽極嘅情況下操作。5V反向電壓額定值係一個最大可承受額定值，用於意外瞬態事件，唔係一個操作條件。如果喺正常操作期間施加反向電壓，可能會造成永久損壞。

12. 設計同使用案例分析

場景：設計一個帶紅色背光嘅緊湊型汽車開關。

1. 元件選擇：選擇19-21深紅LED，因為佢尺寸細小、亮度合適，並且兼容自動化組裝。
2. 電路設計：使用車輛嘅12V系統。計算一個串聯電阻。假設正向電壓等級為2.0V，為咗足夠亮度同長壽命，所需電流為15mA：R = (12V - 2.0V) / 0.015A ≈ 667 Ω。選擇一個標準680 Ω，1/8W嘅電阻。
3. PCB佈局：緊湊嘅19-21焊盤圖形放置喺開關圓頂下方。為咗散熱，喺焊盤上添加少量額外銅。
4. 製造：訂購等級L1（為咗亮度一致）同E7（為咗顏色一致）嘅LED，包裝喺7吋捲盤上，用於自動貼片。
5. 組裝：喺其7日車間壽命內使用密封嘅捲盤。PCB使用指定嘅無鉛溫度曲線進行單次回流焊接。
6. 結果：一個可靠、照明均勻嘅開關背光，具有長嘅操作壽命。

13. 技術原理介紹

呢款LED基於生長喺襯底上嘅AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，電子同空穴被注入到有源區，喺嗰度復合。喺像AlGaInP咁樣嘅直接帶隙半導體中，呢種復合主要釋放光子（光）形式嘅能量。晶格中鋁、鎵同銦嘅特定比例決定咗帶隙能量，呢個直接定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下係深紅色（~639 nm）。透明樹脂透鏡封裝咗芯片，並將發射光塑造成指定嘅100度視角。

LED規格術語詳解

LED技術術語完整解釋