SMD LED 19-21/R6C-AL2N1VY/3T 規格書 - 尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 電壓 1.7-2.2V - 亮紅色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-21/R6C-AL2N1VY/3T 是一款採用 AlGaInP 晶片技術的表面黏著元件（SMD）LED，可發出亮紅色光。此元件專為空間與重量受限的高密度 PCB 應用而設計。其緊湊的 2.0mm x 1.25mm x 0.8mm 尺寸，能顯著縮小終端產品體積，減少所需電路板空間與整體設備尺寸。元件以 8mm 載帶包裝，供應於 7 英吋直徑捲盤上，完全相容於標準自動化貼片組裝設備。它是一款單色、無鉛（Pb-free）元件，符合 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素規範（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm），確保其適用於現代注重環保的電子製造。

2. 技術參數深入解析

2.1 絕對最大額定值

超出這些限制操作可能導致永久性損壞。絕對最大額定值是在環境溫度（Ta）25°C 下指定的。最大反向電壓（VR）為 5V，強調此 LED 並非設計用於反向偏壓操作。連續順向電流（IF）額定值為 25 mA，在脈衝條件下（工作週期 1/10，頻率 1 kHz）允許的峰值順向電流（IFP）為 60 mA。最大功耗（Pd）為 60 mW。元件可承受人體放電模型（HBM）2000V 的靜電放電（ESD）。操作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍為 -40°C 至 +90°C。焊接溫度限制針對兩種製程定義：迴流焊峰值溫度 260°C，最長 10 秒；手動焊接每端點最高 350°C，最長 3 秒。

2.2 電光特性

關鍵性能參數是在標準測試電流 5mA 及 Ta=25°C 下測量的。發光強度（Iv）有一個典型範圍，其最小與最大值由分級系統定義。視角（2θ1/2）通常為 100 度，提供寬廣的發光模式。峰值波長（λp）約為 632 nm，主波長（λd）範圍從 617.5 nm 到 633.5 nm，對應亮紅色。頻譜頻寬（Δλ）通常為 20 nm。在 5mA 下，順向電壓（VF）範圍為 1.70V 至 2.20V。在最大反向電壓 5V 下，反向電流（IR）保證為 10 μA 或更低。重要註記指定了公差：發光強度 ±11%，主波長 ±1nm，順向電壓 ±0.05V。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據三個關鍵參數進行分級。

3.1 發光強度分級

LED 根據其在 IF=5mA 下測得的發光強度，分為四個等級（L2、M1、M2、N1）。這些等級定義了最小與最大強度範圍：L2（14.5-18.0 mcd）、M1（18.0-22.5 mcd）、M2（22.5-28.5 mcd）、N1（28.5-36.0 mcd）。這讓設計師能選擇符合其應用特定亮度需求的元件。

3.2 主波長分級

顏色（色調）透過主波長分級進行控制。定義了四個等級（E4、E5、E6、E7）：E4（617.5-621.5 nm）、E5（621.5-625.5 nm）、E6（625.5-629.5 nm）、E7（629.5-633.5 nm）。這種嚴格的控制確保了在陣列或背光應用中使用多個 LED 時的視覺顏色均勻性。

3.3 順向電壓分級

順向電壓分級有助於電路設計，特別是用於限流電阻計算與電源供應設計。提供五個等級（19、20、21、22、23），每個等級在 IF=5mA 下涵蓋 0.1V 的範圍，從 1.70V 到 2.20V。

4. 性能曲線分析

規格書參考了典型的電光特性曲線。雖然提供的文本中未詳細說明具體圖表，但此類曲線通常說明順向電流與發光強度的關係、順向電壓與溫度的關係，以及相對頻譜功率分佈。這些曲線對於設計師理解 LED 在不同操作條件（如變化的驅動電流或環境溫度）下性能如何變化至關重要，從而實現優化且可靠的電路設計。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

19-21 SMD LED 具有緊湊的封裝，尺寸為長 2.0mm、寬 1.25mm、高 0.8mm。尺寸圖標示了陰極標記的位置，這對於組裝時的正確方向至關重要。所有未指定的公差為 ±0.1mm。

5.2 極性識別

封裝上標示有清晰的陰極標記。在放置與焊接時必須遵守正確的極性，以確保正常功能並防止損壞。

6. 焊接與組裝指南

6.1 儲存與操作

LED 以帶有乾燥劑的防潮阻隔袋包裝。在準備使用元件前，不得打開袋子。打開前，儲存條件應為 30°C 或以下，相對濕度 60% 或以下。一旦打開，LED 必須在 168 小時（7 天）內使用。任何未使用的元件應重新密封在防潮包裝中。若超過儲存時間或乾燥劑指示劑顯示吸濕，使用前需進行 60 ±5°C、24 小時的烘烤處理，以防止迴流焊接過程中發生爆米花效應。

6.2 迴流焊接溫度曲線

指定了無鉛（Pb-free）迴流焊接溫度曲線。關鍵參數包括：預熱區 150-200°C 持續 60-120 秒，液相線以上（217°C）時間 60-150 秒，峰值溫度不超過 260°C 並保持最長 10 秒，以及受控的升溫與降溫速率（分別最大 6°C/秒 和 3°C/秒）。迴流焊接不應執行超過兩次。加熱期間不應對 LED 施加應力，且焊接後 PCB 不應翹曲。

6.3 手動焊接與返工

手動焊接應使用烙鐵頭溫度低於 350°C、額定功率低於 25W 的烙鐵。每端點的接觸時間不得超過 3 秒。焊接每個端點之間應至少間隔 2 秒。不建議在焊接後進行修復。若不可避免，應使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端點，且必須事先評估損壞的可能性。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 捲盤與載帶規格

元件以載帶形式供應於 7 英吋直徑捲盤上。每捲包含 3000 個元件。提供了捲盤與載帶凹槽的詳細尺寸，除非另有說明，標準公差為 ±0.1mm。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含關鍵資訊：客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、包裝數量（QTY）、發光強度等級（CAT）、色度座標與主波長等級（HUE）、順向電壓等級（REF）以及批號（LOT No）。這些數據對於追溯性與確保生產中使用正確的元件等級至關重要。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

由於其尺寸小、可靠性高及亮紅色輸出，此 LED 非常適合各種指示燈與背光應用。常見用途包括儀表板與開關的背光、通訊設備（電話、傳真機）中的狀態指示燈與鍵盤背光、LCD 的平面背光、開關照明以及通用指示燈應用。

8.2 關鍵設計考量

限流：必須使用外部限流電阻。LED 是電流驅動裝置，即使順向電壓小幅增加也可能導致電流大幅且可能具破壞性的增加。電阻值必須根據電源電壓、LED 的順向電壓（考慮電壓等級）以及所需的工作電流（不得超過 25 mA 連續電流）計算。
熱管理：雖然功耗低，但確保 LED 在其指定的溫度範圍內運作對於長期可靠性至關重要。在高密度或高環境溫度的設計中，應考慮足夠的 PCB 銅箔面積與通風。
ESD 防護：儘管額定為 2000V HBM，在組裝與操作期間仍應遵循標準的 ESD 處理預防措施。

9. 技術比較與差異化

與較大的引線框架型 LED 相比，19-21 封裝的主要優勢在於其顯著減小的佔位面積與高度，從而實現 PCB 上更高的元件密度，最終縮小終端產品體積。採用 AlGaInP 技術提供了高效率與飽和的亮紅色。符合現代環保標準（RoHS、REACH、無鹵素）是一個關鍵的差異化因素，使其適合具有嚴格法規要求的全球市場。其與標準紅外線和氣相迴流製程的相容性，使其能與主流 SMT 組裝線對接。

10. 常見問題（FAQ）

問：我可以在沒有串聯電阻的情況下驅動此 LED 嗎？
答：不行。必須使用恆流源，或更常見的是，使用電壓源串聯一個限流電阻來驅動 LED。直接從電壓源操作將導致電流不受控制，從而立即失效。

問：峰值波長與主波長有何不同？
答：峰值波長（λp）是發射光功率達到最大值時的波長。主波長（λd）是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。在視覺應用中，λd 對於顏色規格更為相關。

問：如何解讀分級代碼（例如 R6C-AL2N1VY）？
答：完整的料號 19-21/R6C-AL2N1VY/3T 編碼了封裝類型、晶片技術與性能等級。雖然確切的解碼方式可能是專有的，但 'N1' 通常對應發光強度等級，其他字元則與規格書表格中指定的波長和電壓等級相關。

問：為什麼打開袋子後的儲存時間限制為 7 天？
答：SMD 元件的塑膠封裝會從空氣中吸收濕氣。在迴流焊接的高溫下，這些被困住的濕氣會迅速汽化，導致內部分層或破裂（爆米花效應）。7 天的車間壽命是指濕氣吸收量保持在單次迴流焊接臨界水平以下的期間。

11. 實務設計與使用案例

考慮為工業設備設計一個緊湊的狀態指示燈面板。該面板需要多個緊密排列的亮紅色 LED。19-21 LED 小巧的 2.0x1.25mm 佔位面積，允許在有限的 PCB 區域上進行高密度佈局。透過指定來自相同發光強度等級（例如 N1）和主波長等級（例如 E6）的 LED，設計師可以確保所有指示燈的亮度與顏色均勻，提供一致且專業的使用者介面。寬廣的 100 度視角確保指示燈可從各種角度看到。與手動焊接替代方案相比，元件與自動化組裝的相容性降低了製造成本並提高了可靠性。

12. 工作原理簡介

此 LED 基於由磷化鋁鎵銦（AlGaInP）製成的半導體晶片。當施加超過元件閾值的順向電壓時，電子和電洞被注入半導體的主動區域。這些電荷載子重新結合，以光子（光）的形式釋放能量。AlGaInP 層的特定成分決定了半導體的能隙能量，這直接決定了發射光的波長（顏色）——在此例中為亮紅色。光線透過晶片的頂部表面發射，晶片被封裝在透明的環氧樹脂中，該樹脂也提供機械保護並有助於塑造光輸出模式。

13. 技術趨勢與背景

19-21 SMD LED 代表了在電子產品微型化大趨勢中的一種成熟且可靠的封裝技術。LED 技術的持續發展重點在於提高發光效率（每電瓦產生更多光輸出）、改善顯色性以及實現更小的封裝尺寸。雖然像晶片級封裝（CSP）這樣的新型封裝提供了更進一步的尺寸縮減，但 19-21 對於標準指示燈應用而言，仍然是一款經濟高效且獲得廣泛支援的主力產品。對無鹵素和符合 REACH 材料的強調，反映了整個產業向更永續和環保的製造流程轉變。指定的與無鉛高溫迴流溫度曲線的相容性，符合全球遠離含鉛焊料的轉型趨勢。