SMD LED 19-213/R6C-AP1Q2B/3T 規格書 - 亮紅色 - 20mA - 2.35V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-213 是一款表面黏著元件 (SMD) LED，專為廣泛的指示燈與背光應用而設計。它採用 AlGaInP 晶片技術，能發出亮紅色光。其緊湊的 SMD 封裝為現代電子設計帶來顯著優勢，包括減少電路板空間、更高的元件密度，以及適用於自動化組裝製程，使其成為小型化與大量生產的理想選擇。

1.1 核心優勢與產品定位

此元件的首要優勢在於其微型尺寸，這直接有助於縮小最終產品體積並降低儲存需求。它完全相容於標準紅外線與氣相迴流焊接製程，符合現代高效能的 PCB 組裝生產線。本產品符合關鍵的環保法規：無鉛、符合 RoHS、符合 REACH，並達到無鹵素標準 (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)。這使其適用於具有嚴格環保管制的全球市場。其輕量化結構進一步提升了在可攜式與微型化應用中的適用性。

1.2 目標市場與應用

此 LED 主要針對消費性電子產品、工業控制與汽車內裝應用。具體使用案例包括：

• 儀表板、開關與控制面板的背光。
• 電話、傳真機等通訊設備中的狀態指示燈與鍵盤背光。
• LCD 顯示器、符號與標誌的平面背光。
• 各種電子設備中的通用指示燈應用。

2. 深入技術參數分析

了解電氣與光學極限對於可靠的電路設計與確保長期效能至關重要。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了元件的應力極限，超過此極限可能導致永久性損壞。操作時應始終維持在此極限內。

• 逆向電壓 (V_R):5 V。在逆向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 連續順向電流 (I_F):25 mA。建議工作電流為 20 mA；25 mA 為絕對最大值。
• 峰值順向電流 (I_FP):60 mA。此電流僅允許在脈衝條件下使用 (工作週期 1/10 @ 1 kHz)，不得用於直流操作。
• 功率消耗 (P_d):60 mW。此為封裝在 25°C 環境溫度下可散發的最大功率。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM):2000 V。在組裝與處理過程中，必須遵循適當的 ESD 處理程序。
• 操作溫度 (T_opr):-40 至 +85 °C。此元件額定適用於工業級溫度範圍。
• 儲存溫度 (T_stg):-40 至 +90 °C。
• 焊接溫度:迴流焊接峰值溫度不得超過 260°C，持續時間不超過 10 秒。手動焊接時，烙鐵頭溫度應 <350°C，每個接點焊接時間 <3 秒。

2.2 電光特性 (T_a=25°C)

這些是在 20 mA 順向電流的標準測試條件下測得的典型效能參數。

• 發光強度 (I_v):45 - 112 mcd (毫燭光)。此寬廣範圍透過分級系統進行管理 (參見第 3 節)。
• 視角 (2θ_1/2):120 度 (典型值)。此寬廣視角使其適用於需要從多個角度都能清晰可見的應用。
• 峰值波長 (λ_p):632 nm (典型值)。此為光譜功率分佈達到最大值時的波長。
• 主波長 (λ_d):617.5 - 633.5 nm。此定義了光線的感知顏色，同樣會進行分級。
• 頻譜頻寬 (Δλ):20 nm (典型值)。此數值表示紅色發光的頻譜純度。
• 順向電壓 (V_F):在 I_F=20mA 時為 1.75 - 2.35 V。必須使用一個限流電阻與 LED 串聯，根據電源電壓與 LED 的特定 V_F（依分級而異）來設定工作電流。
• 逆向電流 (I_R):在 V_R=5V 時 < 10 µA。

3. 分級系統說明

為確保生產中顏色與亮度的一致性，LED 會根據關鍵參數進行分級。19-213 採用三維分級系統。

3.1 發光強度分級

LED 根據其在 20 mA 下測得的發光強度，分為四個等級 (P1, P2, Q1, Q2)。這讓設計師能為其應用選擇合適的亮度等級，確保多個元件間的視覺一致性。

• P1:45 - 57 mcd
• P2:57 - 72 mcd
• Q1:72 - 90 mcd
• Q2:90 - 112 mcd

3.2 主波長分級

顏色（色調）透過將 LED 分為四個波長等級 (E4, E5, E6, E7) 來控制。這對於多個 LED 間顏色匹配至關重要的應用非常關鍵。

• E4:617.5 - 621.5 nm
• E5:621.5 - 625.5 nm
• E6:625.5 - 629.5 nm
• E7:629.5 - 633.5 nm

3.3 順向電壓分級

順向電壓分為三個等級 (0, 1, 2)。了解 V_F分級對於精確計算限流電阻至關重要，特別是在效率至關重要的電池供電應用中。

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

完整的料號 19-213/R6C-AP1Q2B/3T 包含了指定這些分級選擇的代碼，允許進行精確的元件規格指定。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸與極性

此 LED 採用標準 SMD 封裝。陰極標示於元件本體上。規格書中提供了詳細的尺寸圖，關鍵公差為 ±0.1mm。設計師必須遵循建議的 PCB 焊墊圖案，以確保正確的焊接與對齊。

4.2 包裝規格

元件以 8mm 寬的載帶供應，捲繞在直徑 7 吋的捲盤上。每捲包含 3000 個元件。包裝包含防潮措施：捲盤與乾燥劑及指示標籤一同置於鋁箔防潮袋內。這對於焊接前對吸濕敏感的元件至關重要。

5. 焊接與組裝指南

正確的處理與焊接對於防止損壞並確保可靠性至關重要。

5.1 迴流焊溫度曲線

規定了無鉛迴流焊溫度曲線。關鍵參數包括：

• 預熱溫度介於 150-200°C，持續 60-120 秒。
• 液相線以上 (217°C) 時間：60-150 秒。
• 峰值溫度：最高 260°C，持續時間不超過 10 秒。
• 最大加熱速率：6°C/秒；最大冷卻速率：3°C/秒。

同一顆 LED 上不應執行超過兩次的迴流焊接。

5.2 手動焊接注意事項

若必須進行手動焊接，請務必格外小心：

• 使用烙鐵頭溫度低於 350°C 的烙鐵。
• 每個接點的焊接時間限制在 3 秒或更短。
• 使用額定功率 25W 或更低的烙鐵。
• 焊接每個接點之間，至少間隔 2 秒的冷卻時間。

5.3 濕度敏感性與儲存

此元件對濕度敏感。請遵守以下儲存條件：

• 開封前：儲存於 ≤ 30°C 且 ≤ 90% 相對濕度 (RH) 的環境中。
• 開封後：在 ≤ 30°C 且 ≤ 60% RH 條件下，車間壽命為 1 年。未使用的 LED 必須重新密封於防潮袋中，並放入新的乾燥劑。
• 烘烤：若乾燥劑指示劑顯示飽和或超過儲存時間，請在使用前將 LED 以 60 ± 5°C 烘烤 24 小時。

6. 應用設計考量

6.1 電路設計

限流是強制性的：絕對需要一個外部串聯電阻來設定順向電流。LED 的 V-I 特性是指數性的；電壓的微小增加可能導致電流大幅且具破壞性的增加。電阻值 (R) 的計算公式為 R = (V_電源- V_F) / I_F。為確保在最壞情況下 I_F絕不超過 20 mA，進行保守設計時，應始終使用分級表或規格書中的最大 V_F值。

6.2 熱管理

雖然功率消耗很低 (最大 60 mW)，但適當的 PCB 佈局可以延長使用壽命。確保 LED 焊墊周圍有足夠的銅箔面積作為散熱片，特別是在高環境溫度或接近最大電流下操作時。

6.3 光學設計

120 度的視角提供了寬廣的發光範圍。對於需要定向光的應用，可以使用二次光學元件（透鏡、導光管）。如果需要特定色調的紅色，其透明樹脂透鏡適合與外部濾色片搭配使用。

7. 技術比較與差異化

19-213 的差異化在於其結合了標準且廣泛相容的 SMD 封裝、用於顏色與亮度一致性的明確分級結構，以及符合現代環保標準。與較大的插件式 LED 相比，它提供了顯著的空間節省並相容於自動化組裝。在 SMD 紅色 LED 領域中，其特定的 AlGaInP 技術提供了高效的紅色發光，而其詳細的規格書、清晰的分級資訊與應用說明，支援了穩健的設計導入。

8. 常見問題 (FAQ)

問：我可以直接從 3.3V 或 5V 邏輯電源驅動此 LED 嗎？

答：不行。您必須始終使用一個串聯的限流電阻。例如，使用 5V 電源，在 20mA 時典型 V_F為 2.0V，則電阻值為 (5V - 2V) / 0.02A = 150 歐姆。150 歐姆的電阻會是一個良好的起點。

問：透明樹脂顏色是什麼意思？

答：這表示 LED 的封裝透鏡是透明的，不是擴散或帶有顏色的。紅色完全來自半導體晶片本身發出的光。這通常會產生更飽和的顏色外觀。

問：我該如何解讀料號以便訂購？

答：後綴 (例如 /R6C-AP1Q2B/3T) 包含效能分級代碼。"Q2" 可能指的是發光強度分級 (Q2: 90-112 mcd)，其他字元則指定了波長與電壓分級。當一致性至關重要時，請查閱製造商的詳細分級代碼指南以進行精確解讀。

問：此 LED 是否適用於汽車外部照明？

答：規格書中包含一個應用限制說明，建議汽車安全/保全系統等高可靠性應用可能需要不同的產品。對於此類應用，必須向元件供應商確認此特定料號是否符合必要的汽車標準 (例如 AEC-Q102)。

9. 實務設計與使用範例

範例 1：儀表板開關背光。使用五顆 19-213 LED 為一個搖臂開關提供背光。它們並聯連接，每顆 LED 透過一個 180 歐姆的電阻連接到 12V 汽車電源軌（已針對車輛電壓暫態進行降額設計）。寬廣的視角確保了開關圖形上的均勻照明。選擇 Q2 亮度等級以確保在白天的良好可見度。

範例 2：PCB 狀態指示燈。一顆 LED 與一個 1kΩ 電阻連接至 3.3V 微控制器 GPIO 引腳。微控制器將引腳驅動為高電位以點亮 LED。低電流消耗 (約 1.3mA) 可將電池供電裝置的功耗降至最低。E6 波長等級提供了穩定、標準的紅色指示燈顏色。

10. 工作原理與技術

19-213 LED 基於 AlGaInP (磷化鋁鎵銦) 半導體材料。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子與電洞在主動區複合，以光子的形式釋放能量。AlGaInP 合金的特定成分經過設計，可在可見光譜的紅色部分 (約 632 nm) 產生光子。產生的光線透過透明的環氧樹脂透鏡射出，該透鏡也為半導體晶粒提供了機械與環境保護。

11. 產業趨勢與背景

像 19-213 這樣的 SMD LED，由於其可製造性與成本效益，已成為指示燈與低功率照明的主流。產業趨勢持續朝向更高效率 (每瓦更多流明)、透過更嚴格的分級改善顏色一致性，以及更高的整合度 (例如內建電流調節器或驅動器的 LED)。環保合規性 (RoHS、REACH、無鹵素) 已成為標準要求。對於紅色指示燈，AlGaInP 因其效率與顏色品質，仍然是主導技術，儘管其他材料用於不同顏色 (例如 InGaN 用於藍色和綠色)。