SMD LED 19-223/R6G6C-A01/2T 規格書 - 多色 - 20mA - 亮紅與黃綠光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-223 是一款緊湊型多色表面黏著元件 (SMD) LED，專為高密度PCB應用而設計。其主要優勢在於相較於傳統引線框架LED，其佔位面積顯著縮小，從而實現終端產品的小型化、電路板上更高的元件封裝密度以及更低的儲存需求。此元件重量輕，適用於便攜式和微型電子應用。它提供兩種不同的顏色類型：R6 (亮紅) 和 G6 (亮黃綠)，兩者均採用封裝於透明樹脂中的 AlGaInP 晶片技術。

1.1 核心特色與符合性

此LED以8mm載帶形式供應，捲裝於7英吋直徑的捲盤上，確保與標準自動化取放組裝設備相容。其設計適用於紅外線和氣相迴流焊接製程。本產品符合多項關鍵環境與安全標準：無鉛、符合歐盟RoHS指令、滿足歐盟REACH要求，並歸類為無鹵素，溴 (Br) 和氯 (Cl) 含量均低於900 ppm，且其總和低於1500 ppm。

2. 技術參數詳解

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。操作條件必須維持在此範圍內。

• 順向電流 (I_F)： R6 和 G6 類型均為 25 mA。
• 峰值順向電流 (I_FP)： 50 mA，允許在脈衝條件下（佔空比 1/10，頻率 1 kHz）。
• 功率消耗 (P_d)： 60 mW。
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM)： 2000 V，表示具有中等程度的ESD耐受性，適合操作處理。
• 操作溫度 (T_opr)： -40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度 (T_stg)： -40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度： 對於迴流焊，規定峰值溫度為260°C，最長持續10秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度不應超過350°C，持續時間不超過3秒。

2.2 電光特性

測量於標準測試條件：環境溫度25°C，順向電流20 mA。

• 發光強度 (I_v)： R6：72.0 - 180.0 mcd（典型值基於分級為112-180 mcd）。 G6：22.5 - 57.0 mcd（典型值基於分級為36-57 mcd）。適用 ±11% 的公差。
• 視角 (2θ_1/2)： 130度，提供寬廣的照明範圍。
• 峰值波長 (λ_p)： R6：632 nm（典型值）。 G6：575 nm（典型值）。
• 主波長 (λ_d)： R6：624 nm（典型值）。 G6：573 nm（典型值）。
• 頻譜頻寬 (Δλ)： 兩種顏色均為 20 nm（典型值）。
• 順向電壓 (V_F)： 在 I_F=20mA 條件下，R6 和 G6 均為 1.70 - 2.40 V（典型值 2.00 V）。
• 逆向電流 (I_R)： 在逆向電壓 (V_R) 為 5V 時，最大值為 10 μA。此元件不適用於逆向偏壓操作。

3. 分級系統說明

LED 根據關鍵性能參數進行分類（分級），以確保同一生產批次內的一致性。

3.1 發光強度分級 (R6)

• 分級代碼 Q： 最小值 72.0 mcd，最大值 112.0 mcd。
• 分級代碼 R： 最小值 112.0 mcd，最大值 180.0 mcd。

3.2 發光強度分級 (G6)

• 分級代碼 1： 最小值 22.5 mcd，最大值 36.0 mcd。
• 分級代碼 2： 最小值 36.0 mcd，最大值 57.0 mcd。

註：規格書中G6部分顯示為順向電壓分級範圍，但列出的是發光強度值。這被認為是標籤不一致，其分級指的是發光強度。

4. 性能曲線分析

規格書包含 R6 和 G6 兩種型號的典型特性曲線。雖然文本中未提供具體的圖表數據點，但這些曲線通常說明順向電流與發光強度、順向電壓之間的關係，以及環境溫度對光輸出的影響。分析這些曲線對於理解LED在非標準操作條件下的行為至關重要，例如在非20mA的電流驅動下或在溫度變化的環境中。設計人員應參考原始文件中的圖形數據，以進行詳細的降額和性能預測。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

此LED採用標準SMD封裝。尺寸圖標明了關鍵尺寸，包括本體長度、寬度、高度、焊墊尺寸和間距。所有未指定的公差為 ±0.1 mm。必須從原始規格書的封裝圖中獲取精確尺寸，以進行準確的PCB焊盤設計。

5.2 極性識別

陰極通常在元件上標記，通常是透過透鏡或封裝本體上的凹口、綠點或切角來表示。PCB焊盤設計必須與此極性標記對齊，以確保正確的電氣連接。

6. 焊接與組裝指南

6.1 迴流焊溫度曲線

建議採用無鉛迴流焊溫度曲線：

• 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。
• 峰值溫度時間： 最長 10 秒。
• 升溫速率： 最高 6°C/秒，直至 255°C。
• 255°C 以上時間： 最長 30 秒。
• 冷卻速率： 最高 3°C/秒。

同一元件不應進行超過兩次的迴流焊接。

6.2 手工焊接

若必須進行手工焊接，請使用烙鐵頭溫度低於350°C的烙鐵。每個接腳的接觸時間不應超過3秒。使用額定功率為25W或更低的烙鐵。焊接每個接腳之間至少間隔2秒，以防止熱損傷。

6.3 儲存與濕度敏感性

產品包裝於含有乾燥劑的防潮袋中。

• 請勿在準備使用前開啟袋子。
• 開啟後，未使用的LED必須儲存在溫度 ≤30°C 且相對濕度 ≤60% 的環境中。
• 開袋後的車間壽命為 168 小時（7 天）。
• 若超過暴露時間或乾燥劑指示劑已變色，則在進行迴流焊接前，需要在 60±5°C 下烘烤 24 小時。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

LED以載帶形式供應於7英吋捲盤上。每捲包含2000顆。載帶凹槽和捲盤的詳細尺寸在規格書圖紙中提供。

7.2 標籤說明

捲盤標籤包含數個代碼：

• CPN： 客戶產品編號。
• P/N： 製造商產品編號（例如：19-223/R6G6C-A01/2T）。
• QTY： 包裝數量。
• CAT： 發光強度等級（分級代碼）。
• HUE： 色度座標與主波長等級。
• REF： 順向電壓等級。
• LOT No： 可追溯的批號。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 背光： 儀表板指示燈、開關照明、鍵盤背光。
• 通訊設備： 電話和傳真機中的狀態指示燈和背光。
• LCD顯示器： 小型LCD面板的平面背光、開關和符號照明。
• 一般指示用途： 電源狀態、模式指示等。

8.2 設計考量

• 限流： 外部限流電阻是必需的。LED的順向電壓存在一個範圍，且由於二極體的指數型I-V特性，電源電壓的微小變化可能導致順向電流發生巨大且可能具有破壞性的變化。
• 熱管理： 確保PCB設計允許充分的散熱，特別是在接近最大額定值或高環境溫度下操作時，以維持LED的壽命和性能。
• ESD防護雖然元件具有2000V HBM ESD等級，但在組裝過程中仍應遵守標準的ESD處理預防措施。

9. 技術比較與差異化

19-223 LED的主要差異化特點在於其單一封裝類型中的多色能力（R6和G6）以及其使用的AlGaInP半導體材料。AlGaInP技術以生產高效率的紅光、橙光、琥珀光和黃綠光而聞名。相較於舊技術，它在這些波長上提供了更優異的發光效率和色彩純度。寬廣的130度視角使其適用於需要廣泛可見性的應用，有別於窄光束指示燈LED。

10. 常見問題 (FAQ)

10.1 我可以不使用串聯電阻來驅動這顆LED嗎？

No.規格書明確警告必須使用保護電阻。LED是電流驅動元件。將其直接連接到電壓源將導致電流不受控制地流動，從而立即損壞。

10.2 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長 (λ_p)是發射光的光譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長 (λ_d)是與標準白光光源比較時，與LED感知顏色相匹配的單色光波長。主波長更接近於人眼的色彩感知。

10.3 為何開啟防潮袋後有嚴格的7天車間壽命限制？

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、破裂或爆米花效應，從而損壞元件。7天的限制和烘烤程序對於確保組裝良率和長期可靠性至關重要。

11. 實務設計與使用案例

情境：設計一個多狀態指示燈面板。設計師需要在一個緊湊的控制單元上，為電源開啟、待機和故障狀態設計紅色和綠色指示燈。使用19-223系列，他們可以採購具有相同封裝尺寸和焊接溫度曲線的亮紅 (R6) 和亮黃綠 (G6) LED。這簡化了PCB佈局、物料清單和組裝流程。通過選擇來自較高發光強度分級的LED（紅色選R級，綠色選2級），他們確保了良好的可見性。他們為一個5V系統計算了適當的限流電阻，目標驅動電流為15mA以平衡亮度和功耗，使用典型的 V_F值 2.0V。他們確保面板設計允許130度的視角，以便從廣泛的操作者位置都能看到指示燈。

12. 工作原理簡介

發光二極體 (LED) 是一種透過稱為電致發光的過程發光的半導體元件。當順向電壓施加於半導體材料（此處為AlGaInP）的p-n接面時，來自n型區域的電子與來自p型區域的電洞在主動層內復合。這種復合以光子（光粒子）的形式釋放能量。發射光的特定波長（顏色）由半導體材料的能隙能量決定。透明環氧樹脂封裝體保護半導體晶片，作為透鏡來塑形光輸出光束（從而產生130度視角），並提供機械穩定性。

13. 技術趨勢與背景

像19-223這樣的SMD LED代表了一種成熟且廣泛採用的封裝技術。指示燈和背光LED的趨勢持續朝向更高效率（每mA電流產生更多光輸出）、透過更嚴格的分級改善色彩一致性，以及為日益微小的設備增加小型化。同時，人們越來越重視各種操作條件下的可靠性數據和壽命預測。雖然此規格書提供了標準額定值，但更先進的應用可能需要詳細的壽命和光通維持曲線。如本產品所示，朝向無鉛和無鹵素製造的轉變，現已成為由全球環境法規驅動的產業標準。