SMD LED 19-219/R6C-AM1N2VY/3T 規格書 - 尺寸 1.6x0.8x0.65mm - 電壓 1.7-2.2V - 亮紅色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-219 是一款專為高密度、微型化應用設計的表面黏著元件 (SMD) LED。它採用 AlGaInP 晶片技術，產生亮紅色的光輸出。其主要優勢在於其緊湊的尺寸，與傳統引腳框架 LED 相比，能顯著減少 PCB 佔用面積、儲存空間和整體設備尺寸。該元件重量輕，並符合現代製造與環保標準，包括 RoHS、REACH 及無鹵素要求。

1.1 核心特色與優勢

• 超緊湊封裝：小型化尺寸 (1.6mm x 0.8mm) 允許更高的元件密度和終端產品的微型化。
• 製造相容性：以 8mm 載帶包裝於 7 吋捲盤上供應，完全相容於自動化取放組裝設備。
• 穩固焊接：相容於紅外線與氣相迴焊製程，適合大量生產。
• 環保合規：產品為無鉛、符合 RoHS、符合 REACH，並滿足無鹵素規範 (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm)。
• 單色型：發出單一的亮紅色光。

1.2 目標應用

此 LED 非常適合在狹小空間中需要小型、可靠的指示燈或背光的應用。

• 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 面板、開關與符號的平面背光。
• 消費性與工業電子產品中的通用指示燈應用。

2. 技術規格與客觀解讀

本節詳細解析絕對最大額定值與標準電光特性。除非另有說明，所有數據均在環境溫度 (Ta) 25°C 下量測。

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。在此條件下操作不保證其性能。

• 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。可持續施加的直流電流。
• 峰值順向電流 (I_FP)：60 mA (在 1/10 工作週期，1kHz 下)。僅適用於脈衝操作。
• 功率消耗 (P_d):60 mW。允許的最大熱功率損耗。
• 靜電放電人體模型 (ESD HBM)：2000 V。表示中等程度的 ESD 敏感性；需要採取標準的 ESD 處理預防措施。
• 操作溫度 (T_opr)：-40°C 至 +85°C。可靠操作的環境溫度範圍。
• 儲存溫度 (T_stg)：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度：迴焊：最高 260°C，持續 10 秒。手工焊接：每端點最高 350°C，持續 3 秒。

2.2 電光特性

在 I_F= 5mA 下量測的典型性能參數。

• 發光強度 (I_v)：18 - 45 mcd (毫燭光)。感知亮度的量度。寬廣的範圍透過分級管理 (見第 3 節)。
• 視角 (2θ_1/2)：130 度 (典型值)。此寬廣視角使其適合 LED 可能無法正面觀看的應用。
• 峰值波長 (λ_p)：632 nm (典型值)。光譜輸出最強的波長。
• 主波長 (λ_d)：617.5 - 633.5 nm。對發射顏色的單一波長感知，此參數亦進行分級。
• 光譜頻寬 (Δλ)：20 nm (典型值)。在最大強度一半處的發射光譜寬度。
• 順向電壓 (V_F)：1.7 - 2.2 V。當通過 5mA 電流時，LED 兩端的電壓降。此參數經過分級以確保設計一致性。
• 逆向電流 (I_R)：在 V_R=5V 時最大 10 μA。關閉狀態下漏電流的量度。

公差注意事項：發光強度公差為 ±11%，主波長公差為 ±1nm，順向電壓相對於分級值的公差為 ±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 會被分類到不同的等級中。19-219 使用三個獨立的分級參數。

3.1 發光強度分級

根據在 5mA 下量測的發光強度，LED 被分為四個等級 (M1, M2, N1, N2)。

• M1：18.0 - 22.5 mcd
• M2：22.5 - 28.5 mcd
• N1：28.5 - 36.0 mcd
• N2：36.0 - 45.0 mcd

3.2 主波長分級

LED 被分為四個等級 (E3, E4, E5, E6) 以控制精確的紅色色調。

• E3：617.5 - 621.5 nm
• E4：621.5 - 625.5 nm
• E5：625.5 - 629.5 nm
• E6：629.5 - 633.5 nm

3.3 順向電壓分級

LED 被分為五個等級 (19, 20, 21, 22, 23)，將具有相似電氣特性的元件歸類，有助於多 LED 設計中的電流匹配。

• 19：1.7 - 1.8 V
• 20：1.8 - 1.9 V
• 21：1.9 - 2.0 V
• 22：2.0 - 2.1 V
• 23：2.1 - 2.2 V

4. 性能曲線分析

規格書提供了數個關鍵圖表，說明 LED 在不同條件下的行為。

4.1 相對發光強度 vs. 環境溫度

此曲線顯示發光強度隨著環境溫度升高而降低。輸出在 -40°C 至約 25°C 之間相對穩定，但在更高溫度下顯示出更明顯的下降，這是 LED 因非輻射復合增加而產生的典型行為。

4.2 順向電流降額曲線

此圖定義了最大允許順向電流與環境溫度的函數關係。為防止過熱並確保長期可靠性，在高環境溫度 (約 25°C 以上) 下操作時，必須降低順向電流。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此基本特性顯示了電流與電壓之間的指數關係。該曲線對於設計限流電路 (通常是串聯電阻) 至關重要。曲線開始導通的膝點約在 1.6V 至 1.7V 之間。

4.4 發光強度 vs. 順向電流

此圖表顯示光輸出隨著順向電流增加而增加，但關係並非完全線性，特別是在較高電流下。它有助於設計師選擇一個平衡亮度、效率與元件應力的工作點。

4.5 光譜分佈

光譜輸出圖顯示一個以約 632 nm (典型值) 為中心的單一峰值，確認了單色亮紅光發射，其典型半高全寬 (FWHM) 為 20 nm。

4.6 輻射圖案

極座標圖說明了 130 度的視角，顯示了光強度的角度分佈，接近朗伯分佈 (餘弦分佈)。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED 具有非常緊湊的佔位面積，關鍵尺寸如下 (單位：mm，公差 ±0.1mm，除非另有註明)：

• 長度：1.60
• 寬度：0.80
• 高度：0.65 ±0.1
• 焊墊 (陰極) 尺寸：0.70 x 0.20 ±0.05

5.2 極性識別與焊墊設計

陰極 (負極) 在封裝頂部有明確標記。提供了建議的焊墊佈局，以確保可靠的焊點和迴焊過程中的正確對位。規格書註明焊墊尺寸僅供參考，可根據特定的 PCB 設計要求進行修改。

6. 焊接與組裝指南

正確的處理對於 SMD 元件的可靠性至關重要。

6.1 迴焊溫度曲線 (無鉛)

建議採用特定的溫度曲線：

• 預熱：150-200°C，持續 60-120 秒。
• 液相線以上時間 (TAL)：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。
• 加熱/冷卻速率：加熱速率最高 6°C/秒，冷卻速率最高 3°C/秒。

重要注意事項：同一顆 LED 不應進行超過兩次的迴焊。

6.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，必須極度小心：

• 使用烙鐵頭溫度低於 350°C 的烙鐵。
• 每個端點的焊接時間限制在 3 秒內。
• 使用容量為 25W 或更低的烙鐵。
• 焊接每個端點之間至少間隔 2 秒，以防止熱衝擊。

6.3 儲存與濕度敏感性

LED 包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中。

• 開封前：儲存在 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度 (RH) 的環境中。
• 開封後 (車間壽命)：在 ≤30°C 且 ≤60% RH 條件下為 1 年。未使用的 LED 應重新密封在防潮包裝中。
• 烘烤：如果乾燥劑指示劑變色或超過儲存時間，在使用於迴焊製程前，應將 LED 在 60 ±5°C 下烘烤 24 小時。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 載帶與捲盤規格

元件以 8mm 寬的凸版載帶包裝，捲繞在標準 7 吋 (178mm) 直徑的捲盤上供應。每捲包含 3000 顆。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含數個關鍵代碼，用以識別該捲盤上 LED 的特定分級特性：

• CAT：發光強度等級 (例如：M1, N2)。
• HUE：色度/主波長等級 (例如：E4, E5)。
• REF：順向電壓等級 (例如：20, 21)。
• 其他資訊包括客戶料號 (CPN)、製造商料號 (P/N)、數量 (QTY) 和批號 (LOT No)。

8. 應用設計考量

8.1 限流電阻為必要

規格書明確警告，必須使用外部限流電阻。LED 呈現陡峭的指數型 I-V 特性；電壓的微小增加可能導致電流大幅、甚至具破壞性的增加。電阻值 (R) 可使用歐姆定律計算：R = (V電源- V_{) / I}，其中 V_F是來自分級或典型特性的順向電壓，而 I_F是期望的工作電流 (≤25mA DC)。_F8.2 熱管理_F雖然是低功率元件，熱考量對於使用壽命仍然重要。在高環境溫度下，請遵循順向電流降額曲線。必要時，確保 PCB 焊墊設計提供足夠的散熱路徑，儘管建議的焊墊主要用於電氣和機械連接。

8.3 靜電放電保護

ESD 等級為 2000V (HBM)，在處理和組裝過程中應遵循標準的 ESD 預防措施，以防止潛在損壞。

9. 技術比較與差異化

19-219 LED 的主要差異化特點在於其結合了非常小的 1.6mm x 0.8mm 佔位面積與相對寬廣的 130 度視角，以及其全面的三參數分級系統 (強度、波長、電壓)。這使得設計師能夠在空間受限且視覺均勻性至關重要的應用中 (例如多 LED 背光陣列或指示燈面板) 實現一致的光學性能。與較大的 SMD LED 或穿孔式 LED 相比，它提供了更高的密度。與其他微型 LED 相比，其詳細的分級為最終產品的外觀提供了更大的控制力。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 使用 5V 電源時，應選用多大的電阻值？

使用最大典型 V

值 2.2V 和目標 I

值 20mA 以保留安全餘量：R = (5V - 2.2V) / 0.020A = 140 歐姆。最接近的標準值 150 歐姆將導致 I_F≈ 18.7mA，這是安全的並提供良好的亮度。請務必根據您特定分級的實際 V_F值進行驗證。_F10.2 我能否使用恆流源驅動此 LED，而不使用電阻？_F可以，設定為所需電流 (例如 20mA) 的恆流驅動器是串聯電阻的絕佳替代方案，並能在溫度和電壓變化下提供更穩定的性能。

10.3 為何發光強度範圍如此寬廣 (18-45 mcd)？

這是製造過程中的自然變異。分級系統 (M1, M2, N1, N2) 將 LED 分類到更緊密的組別中。為了在應用中獲得一致的亮度，請指定並使用來自相同發光強度等級的 LED。

10.4 如何解讀料號 19-219/R6C-AM1N2VY/3T？

料號是製造商特定的代碼。關鍵的選擇資訊包含在捲盤標籤上獨立的分級代碼 (CAT, HUE, REF) 中，這些代碼定義了元件的實際發光強度、主波長和順向電壓。

11. 設計與使用案例研究

情境：設計一個具有 20 顆均勻亮紅色 LED 的緊湊型狀態指示燈面板。

規格：

選擇 N1 發光強度等級 (28.5-36.0 mcd) 以獲得足夠亮度。選擇 E4 波長等級 (621.5-625.5 nm) 以獲得一致的紅色色調。如果使用獨立的串聯電阻，順向電壓等級對均勻性影響較小，但選擇相同等級 (例如 20) 可以簡化電阻值計算。

1. 電路圖：每個 LED 從共同的電壓軌 (例如 3.3V) 並聯連接，每個 LED 都有自己的限流電阻。電阻值根據所選電壓等級的標稱 V
2. 值計算。PCB 佈局：_F使用建議的或修改後的焊墊佈局。確保 PCB 絲印上的陰極標記與 LED 的極性相符。將 LED 緊密排列以形成面板效果。
3. 組裝：精確遵循迴焊溫度曲線。不要超過兩個迴焊循環。如果未立即使用，請妥善儲存已開封的捲盤。
4. 結果：一個具有一致顏色和亮度的高密度指示燈面板，得益於 19-219 LED 的小尺寸和精確分級。
5. 12. 技術原理介紹19-219 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，電子和電洞被注入到主動區域並在此復合。在 AlGaInP LED 中，這種復合以光子 (光) 的形式釋放能量，位於可見光譜的紅色到琥珀色部分。AlGaInP 層的特定成分決定了峰值波長，在此案例中調整為約 632 nm 的亮紅色發射。環氧樹脂封裝體為水清色，以最大化光提取效率，同時也保護半導體晶片。

13. 產業趨勢與發展

像 19-219 這樣的微型 SMD LED 市場持續受到電子設備日益小型化和薄型化趨勢的推動。影響此類元件的更廣泛 LED 產業關鍵發展包括：

效率提升：

持續的材料和製程改進帶來更高的發光效率 (每電瓦產生更多光輸出)，使得終端產品能夠以更低的工作電流和更低的功耗運行。

• 色彩一致性增強：先進的分級和晶圓級測試能夠更嚴格地控制色度和強度，這對於顯示器背光等均勻性至關重要的應用至關重要。
• 可靠性與壽命改善：封裝材料和晶片設計的改進持續延長操作壽命，並增強對熱和環境應力的穩健性。
• 雖然分立式 LED 仍然不可或缺，但同時也存在向整合式 LED 模組和導光板發展的趨勢，以實現更複雜的照明解決方案，儘管分立式元件為客製化佈局提供了最大的設計靈活性。19-219 代表了一個成熟、特性明確的元件，受益於材料科學和製造精度方面持續的產業進步。
• Integration:While discrete LEDs remain essential, there is a parallel trend towards integrated LED modules and light guides for more complex lighting solutions, though discrete components offer maximum design flexibility for custom layouts.

The 19-219 represents a mature, well-characterized component that benefits from these ongoing industry advancements in materials science and manufacturing precision.