SMD LED 12-21 深紅光 1206 封裝規格書 - 尺寸 3.2x1.6x1.1mm - 電壓 1.75-2.35V - 功率 60mW - 粵語技術文件

1. 產品概覽

12-21 SMD LED係一款緊湊型表面貼裝器件，專為高密度電子組裝而設計。採用AlGaInP晶片技術，發出典型主波長為650 nm嘅深紅光。佢嘅主要優勢在於同傳統引腳式LED相比，佔用面積大幅減少，令終端產品可以更微型化。元件以8mm載帶包裝於7英寸捲盤上，完全兼容高速自動貼片同焊接設備。佢係一款單色、無鉛器件，符合RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。

1.1 核心優勢同目標市場

微型化嘅1206封裝格式（約3.2mm x 1.6mm）允許更細嘅印刷電路板（PCB）設計、更高嘅元件裝配密度，以及降低儲存同運輸成本。佢輕巧嘅結構令佢非常適合便攜式同空間受限嘅應用。主要目標市場包括消費電子、工業控制同汽車內飾，特別係用於儀錶組、開關面板同薄膜鍵盤嘅背光功能。佢亦適用於通訊設備（例如電話、傳真機）嘅狀態指示燈同通用指示燈應用。

2. 深入技術參數分析

本節對規格書中定義嘅關鍵電氣、光學同熱參數提供詳細、客觀嘅解讀。

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。喺呢啲極限下或超出呢啲極限操作並唔保證。

• 反向電壓（V_R）：5V。反向偏壓下超過此電壓可能導致結擊穿。
• 連續順向電流（I_F）：25 mA。可以連續施加嘅直流電流。
• 峰值順向電流（I_FP）：60 mA（佔空比1/10，1 kHz）。此額定值適用於脈衝操作，以降低平均功耗。
• 功耗（P_d）：T_a=25°C時為60 mW。最大允許功率損耗，計算為V_F* I_F。此額定值會隨環境溫度升高而降額。
• 靜電放電（ESD）：2000V（人體模型）。表示中等ESD敏感度；需要適當嘅處理程序。
• 工作同儲存溫度：-40°C 至 +85°C（工作），-40°C 至 +90°C（儲存）。指定可靠功能同非工作狀態儲存嘅環境範圍。
• 焊接溫度：迴流焊：峰值260°C，最多10秒。手動焊接：每端350°C，最多3秒。對組裝過程控制至關重要。

2.2 電光特性

喺T_a=25°C同I_F=20 mA下測量，呢啲係典型性能參數。

• 發光強度（I_v）：28.5 至 72.0 mcd（毫坎德拉）。LED嘅感知亮度。寬範圍通過分級系統管理（見第3節）。
• 視角（2θ_1/2）：120度（典型值）。呢個寬角度提供廣泛嘅發射模式，適合背光同漫射指示燈應用。
• 峰值波長（λ_p）：650 nm（典型值）。光譜功率分佈最大嘅波長。
• 主波長（λ_d）：629.5 至 645.5 nm。呢係人眼對LED顏色嘅單一波長感知，同樣通過分級管理。
• 頻譜帶寬（Δλ）：20 nm（典型值）。最大強度一半處（FWHM）嘅發射頻譜寬度。
• 順向電壓（V_F）：I_F=20mA時為1.75至2.35 V。LED工作時嘅壓降。較低嘅V_F可以提高系統效率。
• 反向電流（I_R）：V_R=5V時最大10 μA。器件反向偏壓時嘅小漏電流。

3. 分級系統解說

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會被分類到唔同嘅級別。12-21 LED使用三個獨立嘅分級標準。

3.1 發光強度分級

根據20mA下測量嘅發光強度，LED被分為四個級別（N1、N2、P1、P2）。咁樣設計師就可以選擇適合其應用嘅亮度等級，確保多LED陣列中嘅外觀均勻。

• 級別 N1：28.5 - 36.0 mcd
• 級別 N2：36.0 - 45.0 mcd
• 級別 P1：45.0 - 57.0 mcd
• 級別 P2：57.0 - 72.0 mcd

3.2 主波長分級

通過將主波長分為四個代碼（E7、E8、E9、E10）來控制顏色一致性。對於需要精確顏色匹配嘅應用至關重要。

• 級別 E7：629.5 - 633.5 nm
• 級別 E8：633.5 - 637.5 nm
• 級別 E9：637.5 - 641.5 nm
• 級別 E10：641.5 - 645.5 nm

3.3 順向電壓分級

對順向電壓進行分級有助於計算限流電阻同管理串聯電路中嘅功耗。定義咗三個級別（0、1、2）。

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

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嘅典型性能曲線會包括以下對設計至關重要嘅關係：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示順向電壓同電流之間嘅指數關係。膝點電壓約為1.8V。必須使用限流電阻，因為電壓稍微超過V_F會導致電流大幅增加，可能造成破壞。
• 發光強度 vs. 順向電流：強度隨電流近似線性增加，直至達到最大額定值。喺I_F=20mA以上操作會增加亮度，但同時亦會增加功耗同結溫。
• 發光強度 vs. 環境溫度：由於內部量子效率降低同其他熱效應，強度通常會隨環境溫度升高而降低。呢個係高溫環境下嘅關鍵考慮因素。
• 頻譜分佈：相對強度 vs. 波長嘅圖表，顯示峰值約為650nm，FWHM約為20nm，確認深紅色點。
• 順向電壓 vs. 溫度： V_F具有負溫度係數，意味住佢會隨結溫升高而降低。呢個會影響恆流驅動嘅穩定性。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸同圖紙

LED符合標準1206（3216公制）SMD佔位面積。關鍵尺寸（單位mm，除非另有說明，公差為±0.1mm）包括：總長度（3.2）、寬度（1.6）同高度（1.1）。圖紙指定咗陰極識別標記，通常係封裝上嘅綠色條紋或切角。PCB上推薦嘅焊盤尺寸對於可靠焊接至關重要，通常略大於器件端子以形成適當嘅焊角。

5.2 極性識別

正確方向至關重要。陰極標記喺器件上。必須查閱規格書圖表以識別此標記（例如，彩色帶、凹口）。極性錯誤會導致LED唔發光，並且施加超過5V嘅反向電壓可能會損壞佢。

6. 焊接同組裝指引

6.1 迴流焊溫度曲線

LED兼容紅外線同氣相迴流焊。指定咗無鉛溫度曲線：

• 預熱：150-200°C，持續60-120秒。逐漸加熱以減少熱衝擊。
• 液相線以上時間（217°C）：60-150秒。
• 峰值溫度：最高260°C，保持不超過10秒。
• 最大升溫速率：3°C/秒。
• 最大降溫速率：6°C/秒。

重要提示：迴流焊不應進行超過兩次，以避免對封裝同焊線造成過度熱應力。

6.2 手動焊接說明

如果需要手動維修：

• 使用烙鐵頭溫度 < 350°C嘅烙鐵。
• 對每個端子加熱 < 3秒。
• 使用功率額定值 < 25W嘅烙鐵。
• 焊接每個端子之間至少間隔2秒。
• 對於移除，建議使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，避免機械應力。

手動焊接有較高嘅熱損壞風險，生產中應避免。

6.3 儲存同濕度敏感度

器件包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮袋中。

• 開啟前：儲存於 ≤30°C 同 ≤90% RH。
• 開啟後（車間壽命）：喺 ≤30°C 同 ≤60% RH 下為1年。未使用嘅器件必須重新密封喺防潮袋中。
• 烘烤：如果乾燥劑指示劑變色或超過儲存時間，使用前喺60 ±5°C下烘烤24小時，以去除吸收嘅水分，防止迴流焊期間出現"爆米花"現象。

7. 包裝同訂購資訊

7.1 包裝規格

LED以壓紋載帶包裝喺7英寸直徑捲盤上供應。每捲包含2000件。載帶尺寸（口袋尺寸、間距）有規定以確保與自動送料器兼容。捲盤具有特定嘅軸心、凸緣同外徑尺寸，用於安裝喺貼片機上。

7.2 標籤解說

捲盤標籤包含可追溯性同正確應用嘅關鍵資訊：

• P/N：完整產品編號（例如，12-21/R8C-AN1P2B/2D）。
• QTY：捲盤上嘅數量。
• CAT（或發光強度等級）：發光強度分級代碼（例如，P1）。
• HUE（色度/波長等級）：主波長分級代碼（例如，E9）。
• REF（順向電壓等級）：電壓分級代碼（例如，1）。
• LOT No：用於質量追蹤嘅生產批號。

8. 應用設計建議

8.1 典型應用電路

最常見嘅驅動方法係串聯限流電阻。電阻值（R_s）使用歐姆定律計算：R_s= (V_電源- V_F) / I_F。使用分級中嘅最大V_F（例如，級別2為2.35V）確保即使喺最壞情況嘅LED變化下都有足夠電流。對於5V電源同I_F=20mA：R_s= (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5Ω。標準130Ω或150Ω電阻都適合。電阻嘅功率額定值應至少為(I_F²* R_s)。

8.2 設計考慮同注意事項

• 限流係必須嘅：正如"注意事項"中強調，絕對需要外部限流機制（電阻或恆流驅動器）。直接連接到電壓源會損壞LED。
• 熱管理：雖然單個LED只消耗約60mW，但高密度陣列或喺高環境溫度下操作需要注意PCB佈局以散熱。避免放置喺其他熱源附近。
• ESD保護：組裝期間實施ESD安全處理程序。喺敏感環境中可能需要電路級ESD保護。
• 光學設計：120度視角提供廣泛覆蓋。對於聚焦光線，需要二次光學器件（透鏡）。水清樹脂封裝適合晶片顏色可接受或與外部擴散器一齊使用嘅應用。

9. 技術比較同差異化

同舊式通孔（例如，3mm、5mm）紅光LED相比，12-21 SMD LED提供：

• 尺寸縮小：佔用面積同外形大幅縮小，實現現代微型化設計。
• 自動化兼容性：專為大批量、低成本表面貼裝組裝而設計。
• 提高可靠性：SMD封裝通常有更好嘅熱路徑到PCB，並且無可能導致應力嘅彎曲引腳。
• 同其他一些SMD紅光LED（例如，使用InGaN製造紅光嘅）相比，AlGaInP技術通常喺紅/琥珀色頻譜中提供更高效率同更飽和嘅顏色。

佢嘅主要權衡係，同通孔元件相比，需要更精確嘅PCB製造同組裝工藝。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 用3.3V電源應該配幾多歐姆電阻？

使用最大V_F2.35V同目標I_F20mA：R = (3.3 - 2.35) / 0.02 = 47.5Ω。使用標準47Ω電阻。驗證電流：I = (3.3 - 2.0[典型值]) / 47 ≈ 27.7mA，高於25mA連續額定值。為安全起見，選擇68Ω電阻：I = (3.3 - 2.0) / 68 ≈ 19.1mA，喺規格範圍內。

10.2 可唔可以用PWM訊號驅動呢個LED嚟控制亮度？

可以。脈衝寬度調製（PWM）係調暗LED嘅絕佳方法。確保每個脈衝中嘅峰值電流唔超過絕對最大額定值（I_FP= 60mA，適用於10%佔空比脈衝）。頻率應足夠高以避免可見閃爍（通常 >100Hz）。

10.3 點解儲存同烘烤資訊咁重要？

SMD塑膠封裝會從空氣中吸收水分。喺高溫迴流焊過程中，呢啲被困住嘅水分會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致封裝分層或晶片破裂（"爆米花"現象）。儲存條件同烘烤程序可以防止呢種故障模式。

10.4 訂貨時點樣解讀分級代碼？

為確保產品中外觀一致，請指定所需嘅發光強度（CAT）、主波長（HUE）同可選嘅順向電壓（REF）分級。例如，要求"CAT=P1，HUE=E9"確保所有LED都具有相似亮度同非常特定嘅深紅色調。如果無指定，您可能會收到生產中嘅混合級別。

11. 實際應用例子

11.1 汽車儀錶板開關背光

喺呢個應用中，多個12-21 LED放置喺儀錶板上半透明開關帽或符號後面。寬闊嘅120度視角確保符號上嘅照明均勻。佢哋通常以並聯電路串驅動，每個串都有自己嘅限流電阻，由車輛嘅12V系統（通過穩壓器）供電。-40°C至+85°C嘅工作範圍適合汽車內飾環境。波長（HUE分級）嘅一致性對於匹配其他內飾照明嘅顏色至關重要。

11.2 網絡路由器狀態指示燈

單個LED可用於指示電源或網絡活動。佢由微控制器嘅GPIO引腳驅動。電路包括一個串聯電阻（根據MCU嘅3.3V或5V輸出計算），如果MCU引腳無法直接提供20mA，可能仲需要一個電晶體。深紅色非常顯眼。SMD封裝允許佢放置喺路由器外殼上嘅細小指示燈窗口附近。

12. 工作原理簡介

12-21 LED係一種半導體光子器件。佢嘅核心係由AlGaInP（磷化鋁鎵銦）材料製成嘅晶片。當施加超過二極體結電位（∼1.8V）嘅順向電壓時，電子同電洞被注入到有源區，喺度佢哋復合。喺呢種材料系統中，呢種復合能量嘅相當一部分以光子（光）嘅形式釋放，而唔係熱。AlGaInP層嘅特定成分決定咗帶隙能量，直接定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係約650 nm嘅深紅光。水清環氧樹脂封裝封裝咗晶片，提供機械保護，並作為主透鏡將光輸出塑造成120度嘅模式。

13. 技術趨勢同背景

1206 SMD LED代表咗一種成熟且廣泛採用嘅封裝技術。當前LED封裝嘅趨勢正朝著更細嘅佔位面積（例如，0805、0603、0402）發展，以實現超微型化同更高密度嘅陣列。亦有一個強勁趨勢係朝向晶片級封裝（CSP），佢消除咗傳統塑膠封裝，以實現最小尺寸同最佳熱性能。對於紅光發射，雖然AlGaInP仍然非常高效，但磷光體轉換LED同新型半導體材料嘅發展持續進行。此外，將控制電子器件（例如，恆流驅動器、PWM控制器）直接集成到LED封裝中（"智能LED"）對於先進照明應用變得越來越普遍。12-21 LED處於市場中一個成熟、成本優化嘅細分領域，因其可靠性、簡單性同標準SMT工藝兼容性而受到重視。

14. 應用限制免責聲明

本產品專為一般商業同工業應用而設計。佢並未針對以下高可靠性或安全關鍵系統進行專門認證或保證：

• 軍事或航空航天設備
• 汽車安全系統（例如，煞車燈、安全氣囊控制）
• 醫療生命支持設備

喺呢類應用中，需要具有更寬溫度範圍、增強可靠性測試同不同認證流程嘅唔同產品。本文件中嘅規格僅保證喺所述極限內以及作為獨立單元嘅元件性能。系統級性能同可靠性係終端產品設計師嘅責任。