SMD LED 19-213 暗紅色水清規格書 - 2.0x1.25x0.8mm - 2.0V - 0.06W - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-213是一款緊湊型表面黏著LED，專為需要高密度元件佈局的現代電子應用而設計。它採用AlGaInP半導體技術來產生暗紅色光。此元件的主要優勢在於其微型佔位面積，這使得PCB設計可以更小、減少儲存需求，並最終有助於終端設備的小型化。其輕量化結構進一步使其成為便攜式和空間受限應用的理想選擇。

此LED以8mm載帶包裝，捲繞在直徑7英吋的捲盤上，使其完全相容於自動化取放組裝設備。其設計注重可靠性和環境合規性，為無鉛、符合RoHS規範、符合歐盟REACH法規，並滿足無鹵素標準（Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm）。

1.1 核心優勢

• 小型化：相較於傳統引線框架LED顯著更小，可實現更高的封裝密度。
• 自動化友善：以載帶捲盤包裝供貨，適用於高速自動化組裝。
• 製程相容性：適用於紅外線（IR）和氣相迴焊製程。
• 環境合規：遵循全球主要環境與安全標準（無鉛、RoHS、REACH、無鹵素）。
• 可靠性能：在指定工作條件下具有穩定的電光特性。

1.2 目標應用

此LED用途廣泛，適用於各種照明與指示用途，包括：

• 背光：適用於儀表板、開關和符號。
• 通訊設備：電話和傳真機中的狀態指示燈與鍵盤背光。
• LCD顯示器：平面背光模組。
• 通用指示：任何需要緊湊、明亮、暗紅色指示燈的應用。

2. 技術規格深入探討

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能對元件造成永久損壞的應力極限。不建議在達到或超過這些極限的條件下操作。

解讀：低反向電壓額定值（5V）表明此元件並非為反向偏壓操作而設計，在可能出現反向電壓的電路中需要保護。順向電流額定值25mA是連續直流極限。60mA的峰值額定值允許短脈衝，適用於多工顯示應用。2000V HBM的ESD額定值是LED的標準值，表明在組裝過程中需要採取標準的ESD處理預防措施。

2.2 電光特性

這些參數是在接面溫度（Tj）為25°C、順向電流（IF）為20mA的條件下測量，除非另有說明。它們定義了元件的典型性能。

解讀：發光強度具有廣泛的分級範圍（45-112 mcd），這在分級系統中有所處理。120度的視角非常寬廣，提供適合背光和通用指示的寬廣、擴散光型。主波長範圍625.5-637.5 nm將發光牢牢定位在頻譜的暗紅色部分。典型的20nm頻譜帶寬表示相對純淨的顏色發光。順向電壓相對較低，這是AlGaInP LED的典型特徵，有助於最小化功耗。

2.3 熱考量

雖然沒有在單獨的熱阻參數中詳細說明，但熱管理至關重要。絕對最大功率消耗為60mW。超過此值，特別是在高環境溫度下，將降低發光輸出和使用壽命。降額曲線（PDF中所示）說明了最大允許順向電流如何隨著環境溫度升高超過25°C而降低。對於在高電流或高溫環境下運行的應用，建議採用具有足夠散熱設計的PCB佈局。

3. 分級系統說明

為確保量產的一致性，LED根據關鍵性能參數進行分類（分級）。19-213採用三維分級系統，針對發光強度（Iv）、主波長（λd）和順向電壓（VF）。

3.1 發光強度分級

產品代碼 \"R7C-AP1Q2L/3T\" 表示特定的分級組合。分析此代碼：\"Q2\" 很可能對應於發光強度分級（90-112 mcd）。

3.2 主波長分級

在產品代碼中，\"R7C\" 可能表示波長分級。\"R\" 通常表示紅色，而 \"7C\" 可能指定了E6-E8範圍內的特定色度座標或波長子分級。

3.3 順向電壓分級

產品代碼中的 \"AP1\" 可能與順向電壓分級有關。此分級對設計師至關重要，以確保在多個LED串聯驅動時亮度一致，因為較高Vf分級的LED會降低更多電壓，如果未在限流電路中考慮，可能會降低電流和亮度。

4. 性能曲線分析

規格書提供了幾個典型的特性曲線，對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。

4.1 相對發光強度 vs. 順向電流

此曲線顯示，在較低電流下，發光強度隨順向電流呈超線性增加，然後在較高電流（通常高於建議的20mA）下趨於飽和。以高於其額定電流的電流驅動LED，會導致光輸出的收益遞減，同時顯著增加熱量並加速性能衰退。

4.2 相對發光強度 vs. 環境溫度

這是熱設計的關鍵曲線。它表明發光輸出隨著環境（以及接面）溫度的升高而降低。對於AlGaInP LED，在-40°C至+85°C的操作溫度範圍內，輸出可能下降約20-30%。針對高溫環境的設計必須考慮此降額，以維持足夠的亮度。

4.3 順向電壓 vs. 順向電流

IV曲線顯示了典型的二極體指數關係。順向電壓具有負溫度係數（隨溫度升高而降低）。這對於恆壓驅動方案很重要，因為較熱的LED會消耗更多電流，如果沒有適當的電流限制，可能會導致熱失控。

4.4 頻譜分佈與輻射圖型

頻譜圖確認了峰值波長和約20nm的半高全寬。輻射圖型圖（極座標圖）直觀地確認了120度視角，顯示出平滑、寬廣的發光輪廓，非常適合均勻照明。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED具有非常緊湊的SMD封裝。關鍵尺寸（單位：mm）約為：長度（L）= 2.0，寬度（W）= 1.25，高度（H）= 0.8。陰極通常由封裝上的標記或切角來識別。確切的尺寸和焊墊佈局應從PDF中的詳細尺寸圖中取得，用於PCB焊盤設計。公差通常為±0.1mm。

5.2 極性識別

正確的極性至關重要。規格書的封裝圖標示了陽極和陰極焊墊。錯誤連接將導致LED無法點亮，並且施加5V最大反向電壓可能會損壞元件。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴焊溫度曲線

此LED相容於無鉛迴焊製程。建議的溫度曲線對可靠性至關重要：

• 預熱：150-200°C，持續60-120秒。
• 液相線以上時間：在217°C以上，持續60-150秒。
• 峰值溫度：最高260°C，持續時間最長10秒。
• 升溫速率：最高6°C/秒。
• 降溫速率：最高3°C/秒。

關鍵規則：同一元件不應進行超過兩次的迴焊，以避免環氧樹脂和內部接合點因熱應力而損壞。

6.2 手動焊接

如果需要手動維修，必須極度小心：

• 烙鐵頭溫度：< 350°C。
• 每個端子接觸時間：< 3 秒。
• 烙鐵功率：< 25W。
• 焊接每個端子之間至少間隔2秒，以利散熱。

規格書明確警告，損壞通常發生在手動焊接過程中。

6.3 儲存與濕度敏感性

LED包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中，以防止吸濕，吸濕可能在迴焊過程中導致 \"爆米花效應\"（封裝破裂）。

1. 請勿打開袋子，直到準備使用。
2. 打開後，未使用的LED必須儲存在 ≤ 30°C 且 ≤ 60% 相對濕度的環境中。
3. 開袋後的 \"車間壽命\" 為168小時（7天）。
4. 如果超過車間壽命或乾燥劑指示劑顯示飽和，則需要進行烘烤處理：使用前在60 ±5°C下烘烤24小時。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲盤與載帶規格

標準包裝為每捲3000顆。載帶寬度為8mm，捲繞在標準7英吋（178mm）直徑的捲盤上。PDF中提供了捲盤、載帶凹槽和覆蓋帶的詳細尺寸，以確保與自動化設備供料器的相容性。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含用於追溯和驗證的關鍵資訊：

• CPN：客戶零件編號（如有指定）。
• P/N：製造商零件編號（例如，19-213/R7C-AP1Q2L/3T）。
• QTY：捲盤上的數量。
• CAT：發光強度等級（例如，Q2）。
• HUE：色度/主波長等級（例如，與R7C相關）。
• REF：順向電壓等級（例如，與AP1相關）。
• LOT No：製造批號，用於品質追蹤。

8. 應用設計考量

8.1 限流是強制性的

規格書的第一條 \"使用注意事項\" 強調：必須使用外部限流電阻（或恆流驅動器）。LED的電流在電壓稍微超過其順向電壓（Vf）時會急劇上升。直接從電壓源操作而不進行電流控制，將導致過量電流、立即過熱和災難性故障。

8.2 電路板佈局

避免在焊接期間和之後對LED施加機械應力。組裝後請勿在LED附近彎曲或扭曲PCB，因為這可能會導致焊點或LED封裝本身破裂。確保PCB焊盤圖案與建議的焊墊圖案相符，以實現可靠的焊錫圓角。

8.3 陣列中的熱管理

在為背光設計這些LED的陣列時，請考慮總功率消耗。適當間隔LED並提供散熱孔（如果在多層板上）有助於散熱，並防止局部熱點，這些熱點會降低亮度和使用壽命。

9. 技術比較與差異化

19-213 LED在其同類產品中的主要差異化特點在於其結合了非常緊湊的封裝尺寸、120度寬視角與水清樹脂（提供高軸向強度），以及完全符合現代環境標準。與舊式的擴散樹脂LED相比，水清透鏡在相同晶片尺寸下提供更高的發光強度，儘管光束更為集中，但通過120度視角有效地拓寬了。其AlGaInP技術與GaAsP等舊技術相比，在紅/橙色頻譜中提供了更高的效率和更好的色彩飽和度。

10. 常見問題解答

10.1 如果我的電源正好是2.0V，我可以不用電阻驅動這個LED嗎？

No.這很危險。順向電壓（Vf）有容差和負溫度係數。2.0V的電源在25°C時可能低於Vf，但隨著LED升溫，Vf會下降。這可能導致電流失控上升。始終使用串聯電阻或設定為20mA或更低的恆流驅動器。

10.2 為什麼儲存和烘烤程序如此重要？

SMD塑膠封裝會從空氣中吸收濕氣。在高溫迴焊過程中，這些被困住的濕氣迅速轉化為蒸汽，產生內部壓力，可能導致封裝分層或環氧樹脂破裂，從而導致立即或潛在的故障。烘烤過程可以安全地去除這些吸收的濕氣。

10.3 如何解讀產品代碼 19-213/R7C-AP1Q2L/3T？

這是一個完整的零件編號，指定了確切的性能分級：

• 19-213：基礎產品系列和封裝。
• R7C：可能指定暗紅色色度/波長分級。
• AP1：可能指定順向電壓分級。
• Q2：指定發光強度分級（90-112 mcd）。
• L/3T：可能表示其他屬性，如包裝類型或特殊標記。

請查閱製造商的完整分級代碼文件以獲取精確定義。

11. 設計與使用案例範例

11.1 儀表板開關背光

情境：為汽車儀表板開關設計背光，需要在符號後面產生均勻的紅光。實施：使用2-3顆19-213 LED放置在導光板或擴散片後面。其寬廣的120度視角有助於創造均勻照明，無熱點。從車輛的12V電源（必要時使用合適的穩壓器）通過單個限流電阻串聯驅動它們。計算電阻值：R = (V_電源 - (N * Vf_LED)) / I_期望。對於3顆串聯的LED，每顆典型Vf為2.0V，從穩壓的5V線路以15mA驅動：R = (5V - 6V) / 0.015A = -66.7 歐姆。此計算顯示了一個問題：總Vf（6V）超過了電源（5V）。因此，您需要減少串聯的LED數量（例如，2顆LED：R = (5V - 4V)/0.015A ≈ 67 歐姆），或者從更高電壓源並聯驅動它們（每顆使用自己的電阻）。此範例突顯了在電路設計中考慮順向電壓的重要性。

12. 工作原理

19-213 LED基於AlGaInP（磷化鋁鎵銦）半導體材料。當順向電壓施加在P-N接面上時，來自N型材料的電子和來自P型材料的電洞被注入活性區域。當這些電荷載子復合時，它們以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP合金的特定成分決定了能隙能量，進而決定了發射光的波長（顏色）——在本例中為暗紅色（峰值約639 nm）。水清環氧樹脂封裝體保護半導體晶片，提供機械穩定性，並作為透鏡將光輸出塑造成指定的120度視角。

13. 技術趨勢

像19-213這樣的LED發展遵循幾個關鍵產業趨勢：小型化：持續減小封裝尺寸，以實現更密集的電子產品。更高效率：持續改進內部量子效率和封裝的光提取效率，以在單位電氣輸入（mA）下提供更多光（mcd）。環境合規：轉向無鉛焊接和無鹵素材料，現已成為由RoHS和REACH等全球法規驅動的基本要求。自動化與標準化：採用載帶捲盤包裝並遵循標準SMD焊盤圖案（如這種約2.0x1.25mm尺寸），對於經濟高效的大批量製造至關重要。未來的迭代可能專注於在相同佔位面積內實現更高亮度、改善熱性能，或為顯示應用擴展色域和顯色指數。