SMD LED 19-22/Y2G6C-A14/2T 規格書 - 2.0x1.6x0.8mm - 2.0V - 60mW - 亮黃色/黃綠色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-22/Y2G6C-A14/2T是一款專為高密度應用設計的緊湊型表面黏著LED。相較於傳統引線框架型元件，它代表著顯著的技術進步，能大幅縮減電路板尺寸、儲存空間與整體設備體積。其輕量化結構使其特別適合微型化與空間受限的應用。

本產品的核心優勢在於其對電路板空間的高效利用，以及與現代自動化製造流程的相容性。產品以業界標準的8mm載帶包裝於7英吋直徑的捲盤上，便於與自動貼片設備無縫整合。此元件設計注重可靠性與環保合規性，為無鉛、符合RoHS規範，並遵循歐盟REACH法規與嚴格的無鹵素標準（Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm）。

2. 技術參數深度解析

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。不保證在此條件下運作。

• 反向電壓（V_R）：5V。在反向偏壓下超過此電壓可能導致接面崩潰。
• 順向電流（I_F）：Y2（亮黃色）與G6（亮黃綠色）晶片類型皆為25 mA（連續）。
• 峰值順向電流（I_FP）：60 mA，允許在脈衝條件下（工作週期1/10 @ 1kHz）。
• 功率消耗（P_d）：60 mW。這是封裝在不超過其熱限值下所能散發的最大功率。
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 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°C 至 +90°C。
• 靜電放電（ESD）人體放電模式：2000V。此1B級ESD額定值表示具有中等敏感度；建議遵循適當的ESD處理程序。
• 焊接溫度（T_sol）：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 電氣與光學特性

測量於標準測試條件T_a= 25°C 且 I_F= 20mA，除非另有說明。發光強度的±11%公差是關鍵的設計考量。

• 發光強度（I_v）：
  • Y2（亮黃色）：典型值提供於45.0-112 mcd的分級範圍內。
  • G6（亮黃綠色）：典型值提供於28.5-72.0 mcd的分級範圍內。
• 視角（2θ_1/2）：130度（典型）。此寬視角適合需要廣泛可見度的指示燈與背光應用。
• 峰值波長（λ_p）：
  • Y2：591 nm（典型）。
  • G6：575 nm（典型）。
• 主波長（λ_d）：
  • Y2：589 nm（典型）。
  • G6：573 nm（典型）。
• 頻譜頻寬（Δλ）：
  • Y2：15 nm（典型）。
  • G6：20 nm（典型）。G6晶片略寬的頻譜是其材料成分的特性。
• 順向電壓（V_F）：
  • Y2 與 G6：2.00V（典型），在I_F=20mA時範圍為1.70V至2.40V。此相對較低的V_F有助於提高效率。
• 反向電流（I_R）：在V_R=5V時為10 μA（最大）。

3. 分級系統說明

LED的發光輸出會因批次而異。分級系統透過將性能相近的LED分組，確保最終使用者的一致性。

3.1 發光強度分級

對於Y2（亮黃色）：

• 分級代碼 P：45.0 mcd（最小）至 72.0 mcd（最大）。
• 分級代碼 Q：72.0 mcd（最小）至 112 mcd（最大）。

對於G6（亮黃綠色）：

• 分級代碼 N：28.5 mcd（最小）至 45.0 mcd（最大）。
• 分級代碼 P：45.0 mcd（最小）至 72.0 mcd（最大）。

具體的分級代碼（CAT）標示於產品標籤上。設計師必須考量所選分級內的最小值，以確保其應用中具有足夠的亮度。

4. 性能曲線分析

雖然文字摘要中未提供具體的圖形數據點，但規格書參考了Y2與G6晶片類型的典型電氣與光學特性曲線。這些曲線對於理解元件在非標準條件下的行為至關重要。

4.1 推斷曲線特性

基於標準LED物理學與提供的參數，預期存在以下關係：

• 相對發光強度 vs. 順向電流（I_F）：光輸出將隨電流超線性增加，直至某點後可能出現效率下降。操作應保持在額定I_F25mA或以下。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度（T_a）：發光強度通常隨接面溫度升高而降低。曲線將呈現負斜率，強調了熱管理對於維持一致亮度的重要性，特別是在高環境溫度下。
• 順向電壓 vs. 順向電流（V_F-I_F）：這將呈現經典的二極體指數曲線。在20mA時典型的V_F2.0V是此曲線上的一個關鍵點。
• 順向電流 vs. 環境溫度：此降額曲線可能顯示最大允許I_F隨T_a增加而降低，以防止超過P_d limit.
• 頻譜分佈：兩種晶片的曲線將在其各自的λ_p（Y2為591nm，G6為575nm）處顯示明顯的峰值，並具有指定的頻寬（Δλ）。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

19-22 SMD LED採用業界標準的封裝尺寸。關鍵尺寸（公差±0.1mm，除非另有註明）包含對高密度佈局至關重要的緊湊本體尺寸。確切的長、寬、高定義於詳細的尺寸圖中，該圖包含焊墊佈局、元件外型與極性識別（通常透過陰極標記或封裝上的切角）。

6. 焊接與組裝指南

6.1 關鍵注意事項

• 電流限制：外部串聯電阻是強制性的，以防止因LED的負溫度係數與陡峭的I-V特性而導致熱失控與燒毀。
• 儲存與濕度敏感性：
  • 在準備使用前請勿打開防潮袋。
  • 開封後，未使用的LED必須儲存在≤30°C且≤60% RH的環境中。
  • 開袋後的車間壽命為168小時（7天）。
  • 若超過此時間，在進行迴焊前需以60±5°C烘烤24小時。

6.2 焊接溫度曲線（無鉛）

提供建議的迴焊溫度曲線：

• 預熱：150-200°C，持續60-120秒。
• 液相線以上時間（217°C）：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。
• 255°C以上時間：最長30秒。
• 冷卻速率：最高3°C/秒。

重要限制：迴焊次數不應超過兩次。加熱過程中避免對LED施加機械應力，焊接後請勿彎曲PCB。

6.3 手工焊接與維修

若無法避免手工焊接：

• 使用烙鐵頭溫度<350°C的烙鐵，每端點焊接時間<3秒。
• 烙鐵功率應≤25W。
• 焊接每個端點之間至少間隔2秒。
• 強烈不建議進行維修。若絕對必要，請使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端點並取下元件，以避免焊墊損壞。維修後請驗證元件功能。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

• 載帶：寬度8mm，裝載於7英吋直徑的捲盤上。
• 每捲數量：2000顆。
• 防潮包裝：包含乾燥劑並密封於鋁箔防潮袋中。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含用於追溯性與正確應用的關鍵資訊：

• CPN：客戶料號。
• P/N：製造商料號（例如：19-22/Y2G6C-A14/2T）。
• QTY：包裝數量。
• CAT：發光強度等級（分級代碼：例如 P, Q, N）。
• HUE：色度座標與主波長等級。
• REF：順向電壓等級。
• LOT No：製造批號，用於追溯。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 汽車內裝：儀表板儀器、開關與控制面板的背光。
• 通訊設備：電話、傳真機與路由器中的狀態指示燈與鍵盤背光。
• 消費性電子產品：小型LCD顯示器的平面背光、開關照明與符號圖示。
• 通用指示燈用途：廣泛電子設備中的電源狀態、模式指示與警示訊號。

8.2 設計考量

• 電流驅動電路：務必實作恆流電路或帶有串聯限流電阻的電壓源。使用公式 R = (V_supply- V_F) / I_F計算電阻值，並使用規格書中的最大V_F值，以確保在最差情況下I_F不會超過限制。
• 熱管理：雖然功率消耗低，但若在高環境溫度或最大I_F下運作，請確保LED焊墊下有足夠的PCB銅箔面積或散熱孔，以維持性能與壽命。
• 光學設計：130度的視角提供寬廣的發光範圍。如需聚焦或定向光線，可能需要外部透鏡或導光板。

9. 技術比較與差異化

19-22系列的主要差異化優勢在於其微型尺寸與全面的環保合規性。相較於較大的SMD LED或插件式變體，它能實現更優異的元件密度。其用於黃色與黃綠色的特定AlGaInP材料系統，在這些波長範圍內提供了高效率與高色彩純度。結合RoHS、REACH與無鹵素合規性，使其適合要求最嚴苛的全球市場與注重環保的設計，通常比舊型或合規性較差的元件更具優勢。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 為何限流電阻是絕對必要的？

LED的順向電壓（V_F）具有負溫度係數，且每個元件間存在差異（1.7V至2.4V）。即使將其直接連接到略高於其V_F的電壓源，也會導致電流呈指數級上升，迅速超過25mA的絕對最大額定值，並立即導致熱損壞。電阻提供了線性、穩定的電流限制。

10.2 發光強度的±11% 公差對我的設計意味著什麼？

這意味著任何單一LED的實際發光強度可能比典型值或分級值高出或低出最多11%。因此，您的光學系統應設計為在最小預期強度（典型值/分級最小值 * 0.89）下仍能正常運作。切勿僅基於典型值進行設計。

10.3 我可以在戶外使用這款LED嗎？

其工作溫度範圍為-40°C至+85°C，涵蓋了許多戶外環境。然而，僅靠晶片封裝無法應對紫外線輻射、濕氣與污染物的直接暴露。若用於戶外，LED必須妥善灌膠或安裝在提供環境密封與保護的外殼內。

10.4 訂購時應如何解讀分級代碼（P, Q, N）？

根據您的亮度需求指定所需的分級代碼。例如，若您的設計需要至少70 mcd的黃光，您必須訂購Q級（72-112 mcd），因為P級（45-72 mcd）可能包含低於您需求的元件。訂購混合分級或任何分級可能導致產品中出現可見的亮度不一致。

11. 實務設計案例分析

情境：為一個由3.3V電源軌供電的便攜式設備設計一個低功耗狀態指示燈。該指示燈必須在環境光下清晰可見。

選擇：選擇19-22 G6（黃綠色，P級），因為其在明視覺（人眼敏感）範圍內具有高發光效率且V_F.

計算：目標I_F= 15mA（低於最大值以留餘裕）。 使用規格書中的最大V_F值（2.4V）進行最差情況電流計算： R = (V_supply- V_F) / I_F= (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ω。 電阻功率：P = I²R = (0.015)²* 60 = 0.0135W。標準的1/16W或1/10W電阻即足夠。 在15mA下的預期亮度可從典型的20mA值推斷，確保其符合可見度要求。

佈局：將緊湊的19-22封裝放置於PCB上。使用與焊墊相連的小型散熱連接，以便於焊接，同時保持與電路板平面的部分熱傳導。

12. 工作原理簡介

19-22 LED是一種基於半導體p-n接面的固態光源。Y2與G6晶片採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）作為主動半導體材料。當施加超過二極體導通閾值的順向電壓時，電子與電洞被注入主動區域並在此復合。在AlGaInP中，此復合主要釋放可見光譜中黃色至黃綠色區域（573-591 nm）的光子（光）。特定顏色（波長）由AlGaInP合金的精確原子組成與能隙能量決定。透明樹脂封裝體保護半導體晶粒並作為初級透鏡，塑造初始的光輸出模式。

13. 技術趨勢

19-22 LED代表了光電領域的持續趨勢：微型化, 、效率提升，以及可靠性與合規性增強