SMD LED 19-213/R6C-AQ1R2B/3T 規格書 - 尺寸 2.0x1.25x0.8mm - 電壓 1.75-2.35V - 亮紅色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-213 是一款專為高密度電子組裝設計的表面黏著元件 (SMD) LED。它採用 AlGaInP 晶片技術，能發出亮紅色光。其緊湊的外形尺寸能顯著縮小印刷電路板 (PCB) 尺寸與整體設備體積，非常適合空間受限的應用。此元件為無鉛設計，符合 RoHS 規範，並遵循歐盟 REACH 與無鹵素標準，確保環境安全與法規接受度。

1.1 核心優勢

此 LED 的主要優勢來自其微型 SMD 封裝。它與自動化取放組裝線具有極佳的相容性，能簡化大量生產流程。此封裝適用於標準紅外線與氣相迴流焊接製程。其輕量化結構能最小化對 PCB 的機械應力，非常適合可攜式與微型電子裝置。

1.2 目標市場與應用

此 LED 的目標市場為消費性電子、工業控制與電信領域。典型應用包括儀表板、開關與鍵盤的背光照明。它常被用作電話、傳真機與各種電子設備的狀態指示燈。此外，它也可作為液晶顯示器 (LCD) 的平面背光源與一般用途的指示燈。

2. 技術參數分析

本節將對規格書中列出的關鍵電氣、光學與熱參數進行詳細且客觀的詮釋。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。這些並非正常操作條件。

• 逆向電壓 (VR)：5V。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 (IF)：25mA。這是確保長期可靠運作的最大直流電流。
• 峰值順向電流 (IFP)：在 1/10 工作週期與 1kHz 下為 60mA。此額定值適用於脈衝操作，非連續使用。
• 功率消耗 (Pd)：60mW。此為在環境溫度 (Ta) 25°C 下，封裝所能散發的最大功率。在更高溫度下需要進行降額。
• 靜電放電 (ESD)：2000V (人體放電模型)。組裝過程中必須遵循正確的 ESD 處理程序。
• 操作與儲存溫度：-40°C 至 +85°C (操作)，-40°C 至 +90°C (儲存)。
• 焊接溫度：可承受峰值溫度 260°C 達 10 秒的迴流焊接，或每接腳在 350°C 下進行 3 秒的手工焊接。

2.2 電光特性

這些參數是在順向電流 (IF) 20mA 與環境溫度 25°C 下量測，代表典型操作條件。

• 發光強度 (Iv)：範圍從最小值 72.0 mcd 到最大值 180.0 mcd。未指定典型值，表示性能是透過分級系統進行管理。
• 視角 (2θ1/2)：約 120 度。此寬廣視角確保從不同角度都能有良好的可見度。
• 峰值波長 (λp)：典型值為 632 nm，將發光置於光譜的亮紅色部分。
• 主波長 (λd)：指定範圍介於 617.5 nm 至 633.5 nm 之間，根據備註，其容差為 ±1nm。此定義了感知的顏色。
• 頻譜頻寬 (Δλ)：典型值為 20 nm，表示所發射紅光的光譜純度。
• 順向電壓 (VF)：在 20mA 下範圍為 1.75V 至 2.35V，容差為 ±0.1V。此參數對於計算限流電阻至關重要。
• 逆向電流 (IR)：在 VR=5V 下最大值為 10 µA。規格書明確指出此元件並非為逆向操作而設計。

3. 分級系統說明

為確保生產中的顏色與亮度一致性，LED 會根據關鍵參數進行分級。

3.1 發光強度分級

LED 根據其在 20mA 下量測到的發光強度，分為四個等級 (Q1, Q2, R1, R2)。這讓設計師能選擇適合其應用的亮度等級，從標準亮度 (Q1: 72-90 mcd) 到高亮度 (R2: 140-180 mcd)。

3.2 主波長分級

定義紅色精確色調的主波長，被分為四個代碼 (E4, E5, E6, E7)。此分級範圍從 617.5 nm 到 633.5 nm，能在陣列或顯示器中的多個 LED 之間實現精確的色彩匹配。

3.3 順向電壓分級

順向電壓分為三個等級 (0, 1, 2)，涵蓋範圍從 1.75V 到 2.35V。了解 VF 等級有助於優化限流電路的設計，以提升效率與熱管理。

4. 性能曲線分析

雖然 PDF 提及典型的電光特性曲線，但擷取的文字中並未提供 IV (電流-電壓) 曲線、發光強度溫度相依性與頻譜分佈的具體圖表。在完整的分析中，這些曲線至關重要。IV 曲線會顯示電壓與電流之間的指數關係。溫度特性曲線通常會顯示發光強度隨著接面溫度上升而下降。頻譜分佈圖則會視覺化圍繞 632nm 峰值約 20nm 的頻寬，確認色彩純度。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 具有非常緊湊的佔位面積。封裝尺寸為長 2.0mm、寬 1.25mm、高 0.8mm (相當於典型的 SMD 0805 尺寸)。陰極通常由封裝上的標記或切角來識別。尺寸圖提供了焊墊圖案設計的精確尺寸，除非另有說明，標準公差為 ±0.1mm。

5.2 極性識別與焊墊設計

正確的極性對於運作至關重要。規格書的封裝圖標示了陽極與陰極接腳。建議的焊墊佈局能確保在迴流焊接過程中形成良好的焊點，並提供足夠的機械強度。設計師必須遵循這些準則，以防止墓碑效應或不良的電氣連接。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊溫度曲線

此元件相容於無鉛迴流焊接。建議的溫度曲線包括：預熱階段介於 150-200°C，持續 60-120 秒；液相線 (217°C) 以上時間為 60-150 秒；峰值溫度不超過 260°C，最多維持 10 秒；以及受控的升溫與降溫速率 (分別最大為 6°C/秒與 3°C/秒)。迴流焊接不應執行超過兩次。

6.2 手工焊接注意事項

若必須進行手工焊接，則需極度謹慎。烙鐵頭溫度應低於 350°C，且每個接腳的接觸時間不應超過 3 秒。建議使用低功率烙鐵 (低於 25W)。在焊接每個接腳之間應觀察至少 2 秒的冷卻間隔，以防止熱衝擊。

6.3 儲存與濕度敏感性

LED 包裝在含有乾燥劑的防潮袋中。在準備使用元件前不得打開袋子。開袋後，未使用的 LED 應儲存在 ≤ 30°C 且 ≤ 60% 相對濕度的環境中。開袋後的車間壽命為 168 小時 (7 天)。若超過此時間或乾燥劑顯示濕氣侵入，則在使用前需要進行 60 ± 5°C 烘烤 24 小時的處理。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED 以 8mm 寬的凸版載帶供應，捲繞在直徑 7 吋的捲盤上。每捲盤包含 3000 個元件。提供捲盤與載帶尺寸以供自動送料器設定。

7.2 標籤說明與型號

捲盤標籤包含用於追溯性與正確應用的關鍵資訊：客戶產品編號 (CPN)、產品編號 (P/N)、包裝數量 (QTY)，以及發光強度等級 (CAT)、主波長等級 (HUE) 與順向電壓等級 (REF) 的特定分級代碼。完整料號 19-213/R6C-AQ1R2B/3T 編碼了基礎產品及其特定的分級選擇。

8. 應用設計考量

8.1 限流與保護

一個基本的設計原則是必須使用串聯限流電阻。順向電壓有一個範圍 (1.75-2.35V)，且 V-I 特性是指數性的。供應電壓的微小增加可能導致順向電流大幅且具破壞性的增加。電阻值必須根據最大供應電壓與分級中的最小順向電壓來計算，以確保在所有條件下電流絕不超過 25mA 的絕對最大額定值。

8.2 熱管理

儘管是小型元件，仍必須考慮功率消耗 (最高 60mW)，特別是在高環境溫度或密閉空間中。PCB 佈局應在焊墊周圍提供足夠的銅箔區域作為散熱片，有助於將熱量從 LED 接面導出，以維持性能與使用壽命。

8.3 應用限制

規格書包含一個關於應用限制的重要備註。如規格所述，此產品可能不適用於零故障容忍度的高可靠性應用，例如軍事/航太系統、汽車安全關鍵系統 (例如：安全氣囊、煞車) 或生命維持醫療設備。對於此類用途，需要具有不同資格認證與測試的產品。

9. 技術比較與差異化

與傳統的穿孔式 LED 相比，此 SMD 類型能大幅縮小尺寸與重量，實現現代微型化電子產品。在 SMD 紅色 LED 類別中，其主要差異點在於其特定的亮紅色 (AlGaInP 晶片)、寬廣的 120 度視角，以及為確保亮度與顏色一致性而明確定義的分級結構。全面的處理與焊接指南也為設計師提供了清晰的實施說明，降低了組裝過程中的風險。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 如何計算串聯電阻？

使用歐姆定律：R = (V_供電 - VF_LED) / I_期望。使用規格書中的最小 VF 或您特定分級的值 (例如：等級 0 的 1.75V) 以及您期望的操作電流 (例如：20mA)。對於 5V 供電：R = (5V - 1.75V) / 0.020A = 162.5Ω。選擇下一個較高的標準值 (例如：180Ω)，並計算實際電流以確保其低於 25mA。

10.2 此 LED 可用於汽車內裝照明嗎？

對於非關鍵的內裝照明，例如儀表板背光或開關照明，它可能適用。然而，對於外部照明或安全關鍵信號，應用限制備註建議諮詢製造商，以取得符合汽車應用資格的產品。

10.3 為何開袋後的儲存條件如此重要？

SMD 封裝會從大氣中吸收濕氣。在高溫迴流焊接過程中，這些被困住的濕氣會迅速膨脹，導致內部分層或爆米花效應，從而破壞封裝並損壞元件。7 天的車間壽命與烘烤指示對於防止此故障模式至關重要。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計狀態指示燈面板：一位設計師正在創建一個帶有多個紅色狀態指示燈的控制面板。為確保外觀一致，他們指定使用相同主波長等級的 LED (例如：全部為 E6：625.5-629.5nm)。為確保在高環境光下有足夠亮度，他們選擇 R1 發光強度等級 (112-140 mcd)。他們使用 5V 電源軌設計 PCB，使用其分級中的最大 VF 計算限流電阻以確保達到最低亮度，並提供充足的銅箔鋪設以利散熱。他們指示製造廠嚴格遵循迴流焊溫度曲線，並在組裝前若防潮袋已開啟超過 7 天，則需烘烤元件。

12. 工作原理

此 LED 基於磷化鋁鎵銦 (AlGaInP) 半導體晶片。當施加超過接面閾值的順向電壓時，電子與電洞被注入主動區域並在此復合。此復合過程以光子 (光) 的形式釋放能量。AlGaInP 層的特定成分決定了能隙能量，這直接對應於發射光的波長——在此案例中，約為 632 nm 的亮紅色。環氧樹脂透鏡為水清色，以最大化光提取效率並塑造 120 度的視角。

13. 技術趨勢

指示燈 LED 的趨勢持續朝向更高效率 (每單位電功率輸出更多光)、更小封裝尺寸以增加密度，以及透過更嚴格的分級來改善顏色一致性。同時，對於惡劣環境下的可靠性與資格認證也日益重視，包括更高的溫度耐受性與抗熱循環能力。此外，在超越簡單指示燈的先進應用中，與智慧驅動器整合以進行調光與色彩控制也變得越來越普遍。