SMD LED 16-213/R6C-AQ2R2B/3T 規格書 - 亮紅色 - 20mA - 1.75-2.35V - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

16-213 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 半導體技術，可產生亮紅色的光輸出。其緊湊的外形尺寸，相較於傳統引線框架元件，能在印刷電路板 (PCB) 上顯著節省空間，有助於實現更小的終端產品設計並降低儲存需求。

1.1 核心優勢

• 微型化：小巧的封裝尺寸允許更高的元件密度，並能設計出更緊湊的電子設備。
• 輕量化：非常適合重量是關鍵因素的應用。
• 相容性：採用 8mm 載帶包裝於 7 吋捲盤上，完全相容於標準自動貼片組裝設備。
• 環保合規：本產品為無鉛設計，符合 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素標準 (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm)。
• 製程相容性：適用於紅外線 (IR) 和氣相迴流焊接製程。

1.2 目標應用

此 LED 非常適合各種指示燈和背光功能，包括：

• 汽車和工業控制設備中的儀表板與開關背光。
• 電話和傳真機等通訊設備中的狀態指示燈和鍵盤背光。
• LCD 面板、開關和符號的平面背光。
• 通用指示燈應用。

2. 絕對最大額定值

以下額定值定義了可能對元件造成永久損壞的極限。不保證在這些條件下或超出這些條件操作。

3. 電光特性

這些參數是在環境溫度 (T_amb) 為 25°C 且順向電流 (I_F) 為 20mA 的條件下測量，除非另有說明。它們代表元件的典型性能。_aT_amb_FI_F

I_R

1. μA
2. V_R=5V
3. 備註：

發光強度公差：±11%

主波長公差：±1nm

順向電壓公差：±0.05V

4. 分級系統說明_F為確保應用性能的一致性，LED 會根據關鍵參數進行分類（分級）。16-213 採用三碼分級系統。

R1

R2

E6

E7_F4.3 順向電壓分級 (REF)

最大值 (V)

5. 性能曲線分析_a以下典型曲線提供了元件在不同條件下的行為洞察。除非註明，所有曲線均在 T_amb=25°C 下測量。

5.1 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)

此曲線顯示了施加電壓與產生電流之間的指數關係。在標準操作電流 20mA 下，順向電壓 (V_F) 通常在 1.75V 至 2.35V 之間。設計師必須使用串聯限流電阻以防止熱失控，因為電壓稍微超過膝點就會導致電流大幅且可能具破壞性的增加。_FV_F

5.2 發光強度 vs. 順向電流

發光強度隨順向電流增加而近似線性增加，直至達到最大額定電流。在絕對最大額定值（25mA 連續電流）以上操作將縮短壽命並降低可靠性。

5.3 發光強度 vs. 環境溫度

LED 的光輸出會隨著接面溫度升高而降低。該曲線顯示相對發光強度隨著環境溫度從 -40°C 升至 +85°C 而下降。在 LED 於高溫環境或高驅動電流下運作的設計中，必須考慮此降額效應。

5.4 順向電流降額曲線

此關鍵曲線定義了最大允許連續順向電流與環境溫度的函數關係。為確保可靠運作並防止過熱，在高環境溫度下操作時必須降低順向電流。

5.5 光譜分佈

光譜以典型峰值波長 (λ_p) 632nm 為中心，半高全寬 (FWHM) 約為 20nm，這是基於 AlGaInP 的紅色 LED 的特徵。主波長 (λ_d) 定義了感知的顏色。_pλ_p_dλ_d

5.6 輻射圖形

此 LED 具有 120 度 (2θ_1/2) 的寬視角，提供寬廣且均勻的發光圖形，適用於需要寬廣可見度的區域照明和指示燈應用。_{2θ_1/2}6. 機械與封裝資訊

6.1 封裝尺寸

規格書中提供了 LED 封裝的物理外觀和關鍵尺寸。除非另有說明，公差通常為 ±0.1mm。設計師應參考確切的圖面來建立元件佈局。

6.2 建議焊墊佈局

包含用於 PCB 設計的建議焊墊圖形（元件佈局）。此圖形僅供參考，應根據特定的製造工藝、錫膏量和熱管理要求進行優化。

6.3 極性識別

陰極通常在元件上標記。組裝時正確的極性方向對於防止逆向偏壓損壞至關重要。

7. 焊接與組裝指南

7.1 迴流焊溫度曲線 (無鉛)

此 LED 相容於使用無鉛焊料的標準紅外線或氣相迴流製程。建議的溫度曲線包括：

預熱：

• 150-200°C，持續 60-120 秒。液相線以上時間 (TAL)：
• 217°C 以上，持續 60-150 秒。峰值溫度：
• 最高 260°C，保持時間不超過 10 秒。升溫速率：
• 至 255°C 最高 3°C/秒，然後至峰值最高 6°C/秒。降溫速率：
• 最高 6°C/秒。關鍵：

同一元件不應進行超過兩次的迴流焊接。7.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，務必極度小心：

使用烙鐵頭溫度不超過 350°C 的烙鐵。

• 每個接腳的接觸時間限制在最多 3 秒。
• 使用額定功率 25W 或更低的烙鐵。
• 焊接每個接腳之間至少間隔 2 秒冷卻時間。
• 加熱期間避免對 LED 本體施加機械應力。
• 7.3 返工與維修

強烈不建議在 LED 焊接後進行維修。若不可避免，必須使用專用的雙頭烙鐵同時加熱兩個接腳，以最小化熱應力。返工後必須驗證對 LED 特性的影響。

8. 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：

• 儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度 (RH) 的環境。開封後 (車間壽命)：
• 未使用的元件若儲存於 ≤30°C 且 ≤60% RH 環境，必須在 1 年內完成焊接。若未在此期限內使用，必須重新烘烤並重新裝袋。烘烤程序：
• 若乾燥劑指示劑變色或超過車間壽命，使用前需在 60 ±5°C 下烘烤 24 小時。9. 包裝與訂購資訊

9.1 載帶與捲盤規格

元件供應於 8mm 寬的凸版載帶上，捲繞於直徑 7 吋的捲盤。每捲包含 3000 個元件。

9.2 標籤說明

捲盤標籤包含幾個關鍵代碼：

CPN：

• 客戶零件編號。P/N：
• 製造商零件編號 (例如：16-213/R6C-AQ2R2B/3T)。QTY：
• 每捲包裝數量。CAT：
• 發光強度等級 (例如：Q2, R1, R2)。HUE：
• 主波長等級 (例如：E4, E5, E6, E7)。REF：
• 順向電壓等級 (例如：0, 1, 2)。LOT No：
• 可追溯的生產批號。10. 應用設計考量

10.1 限流電阻計算

串聯電阻是設定順向電流的必要元件。電阻值 (R_S) 可使用歐姆定律計算：R_S = (V_Supply - V_F) / I_F。為進行保守設計，應使用分級表中的最大 V_F 值，以確保 I_F 不超過期望值。同時必須計算電阻的額定功率：P_R = (I_F)² * R_S。

R_S必要R_S_SR_S_SV_Supply_{V_F}I_F_FV_F_FI_F_FP_R_FI_F_RR_S_F10.2 熱管理_S.

儘管封裝小巧，但功率消耗（最高 60mW）可能導致顯著的接面溫度上升，特別是在高環境溫度或密閉空間中。這會降低光輸出和壽命。若在接近最大額定值下操作，應確保使用足夠的 PCB 銅箔面積或散熱孔來散熱。

10.3 靜電放電保護

儘管額定為 2000V HBM，但在組裝和處理過程中，應始終遵循標準的 ESD 防護措施，以防止潛在損壞。

11. 技術比較與差異

基於 AlGaInP 技術的 16-213 LED，在紅色指示燈應用中提供顯著優勢：

相較於舊技術 (例如：GaAsP)：

• AlGaInP 提供更高的發光效率，在相同電流下產生更亮的輸出，以及更好的色純度（更飽和的紅色）。相較於帶濾光片的寬頻譜白光 LED：
• 單色紅光 LED 在產生純紅光方面遠比過濾白光更有效率，從而實現更低的功耗。相較於較大的引腳式 LED：
• SMD 格式實現了自動化組裝，減少了電路板空間，並透過消除易彎曲和斷裂的引腳，提高了機械可靠性。12. 常見問題 (FAQ)

Q1：峰值波長 (λp) 和主波長 (λd) 有何不同？

A1：峰值波長是光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長是與 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。在指示燈應用中，λd 對於顏色規格更為相關。

Q2：如果我的電源精確為 2.0V，我可以不用限流電阻驅動這個 LED 嗎？

A2：順向電壓存在公差且隨溫度變化。電源電壓等於標稱 V_F 可能因元件間的差異或溫度下降而導致過大電流。為確保可靠運作，始終需要串聯電阻。

V_FNo.Q3：為什麼儲存溫度範圍比操作範圍更寬？_FA3：儲存額定值適用於元件處於非活動、未通電的狀態。操作範圍較窄是因為主動操作會在半導體接面產生熱量，必須限制環境溫度和自熱的綜合效應，以確保性能和壽命。

Q4：如何解讀零件編號 16-213/R6C-AQ2R2B/3T？

A4：雖然確切的解碼方式可能是專有的，但它通常包含基礎產品代碼 (16-213)，後接指定性能分級的代碼（例如，發光強度 'R2'，主波長可能在 'E6/E7' 範圍內，順向電壓 'B2'），以及可能的包裝類型（'3T' 可能指載帶和捲盤）。

13. 設計案例研究：儀表板開關背光

情境：

為汽車儀表板開關設計背光，要求在環境溫度高達 70°C 的環境中提供均勻、可靠的紅色照明。

設計步驟：電流選擇：

為確保在高溫下的長壽命，需對電流進行降額。根據降額曲線，在 70°C 環境溫度下，最大允許 I_F 顯著低於 25mA。選擇 I_F = 15mA 可提供良好的安全餘量。

1. I_FI_F_F電阻計算：_F使用 12V 汽車電源和 B2 分級的最大 V_F (2.35V)。R_S = (12V - 2.35V) / 0.015A ≈ 643Ω。使用標準 620Ω 或 680Ω 電阻。功率：P = (0.015)² * 643 ≈ 0.145W。1/4W 電阻已足夠。
2. V_FR_S_F分級選擇：_S為確保多個開關之間的外觀一致，應指定嚴格的 HUE（主波長，例如僅 E6）和 CAT（發光強度，例如僅 R1）分級。這可確保顏色和亮度的一致性。
3. 佈局：將 LED 及其限流電阻放置在一起。使用規格書中的建議焊墊佈局，可考慮添加小的散熱連接以助於焊接。
4. 14. 技術原理此 LED 基於磷化鋁鎵銦 (AlGaInP) 半導體異質結構。當順向電壓施加於 p-n 接面時，電子和電洞被注入活性區域並在此復合。復合過程中釋放的能量以光子（光）的形式發射出來。AlGaInP 合金的特定能隙決定了發射光的波長，在本例中位於紅色光譜（約 632nm）。透明樹脂透鏡使光能以最小的吸收逸出，其形狀決定了 120 度的寬視角。

15. 產業趨勢

像 16-213 這樣的 SMD 指示燈 LED 市場持續演變。主要趨勢包括：

效率提升：

持續的材料科學改進旨在提供更高的發光效率（每單位電能輸入產生更多光輸出），從而實現更低的功耗或更亮的指示燈。

• 微型化：對更小終端產品的追求推動了更小的 LED 封裝（例如 0402、0201 公制尺寸），同時保持或改善光學性能。
• 可靠性增強：封裝材料和晶片貼裝技術的改進著重於延長操作壽命以及對抗熱循環和濕度的穩健性。
• 整合化：將多個 LED（例如 RGB 集群）整合或將 LED 與控制 IC（如驅動晶片）結合到單一封裝中的趨勢，以簡化電路設計並節省電路板空間。
• Integration:A trend towards integrating multiple LEDs (e.g., RGB clusters) or combining LEDs with control ICs (like driver chips) into single packages to simplify circuit design and save board space.