目錄
- 1. 產品概述
- 2. 技術規格詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 R6 (亮紅) 分級
- 3.2 GH (亮綠) 分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 R6 (紅光) 特性
- 4.2 GH (綠光) 特性
- 5. 機械與封裝資訊
- 6. 焊接與組裝指南
- 7. 包裝與訂購資訊
- 8. 應用設計考量
- 8.1 限流電阻為必要條件
- 8.2 熱管理
- 8.3 靜電防護注意事項
- 9. 技術比較與差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 我可以不使用串聯電阻來驅動這顆LED嗎？
- 10.2 峰值波長與主波長有何不同？
- 10.3 為何紅光與綠光晶片的最大電流不同？
- 11. 設計與使用案例範例
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢
1. 產品概述
19-226/R6GHC-A 03/2T 是一款緊湊型表面黏著LED元件，專為需要高密度封裝與可靠性能的現代電子應用而設計。此多色型裝置在單一封裝架構內整合了兩種不同的LED晶片技術，提供了設計靈活性。
核心優勢：此SMD LED的主要優勢在於，相較於傳統引線框架元件，其佔用面積顯著縮小。這使得印刷電路板(PCB)設計可以更小、元件封裝密度更高、儲存需求降低，最終有助於終端設備的小型化。其輕量化結構更使其成為可攜式與微型應用的理想選擇。
目標應用：此LED適用於各種指示燈與背光功能。主要應用領域包括汽車儀表板與開關背光、電話與傳真機等通訊設備的狀態指示燈與鍵盤背光、液晶顯示器(LCD)的平面背光，以及通用指示燈用途。
2. 技術規格詳解
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。不保證在這些條件下或超出這些條件運作。
- 逆向電壓 (VR)：5 V (註：此參數僅用於IR測試條件；元件並非設計用於逆向偏壓操作)。
- 順向電流 (IF)：R6 (紅光) 與 GH (綠光) 晶片均為 25 mA。
- 峰值順向電流 (IFP)：R6 為 60 mA，GH 為 100 mA，允許在 1/10 工作週期與 1 kHz 頻率下運作。
- 功率消耗 (Pd)：R6 為 60 mW，GH 為 95 mW。
- 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM)：R6 為 2000 V，GH 為 1000 V。
- 操作溫度 (Topr)：-40 °C 至 +85 °C。
- 儲存溫度 (Tstg)：-40 °C 至 +90 °C。
- 焊接溫度 (Tsol)：相容於迴焊 (260 °C 持續 10 秒) 與手工焊接 (350 °C 持續 3 秒)。
2.2 電光特性
這些參數是在標準環境溫度 (Ta) 25 °C 下量測，定義了元件的典型性能。
- 發光強度 (Iv)：在 IF= 20 mA 下量測。R6 (紅光) 晶片的典型範圍為 72.0 至 140.0 mcd。GH (綠光) 晶片的典型範圍為 112.0 至 285.0 mcd。適用 ±11% 的公差。
- 視角 (2θ1/2)：約 120 度，提供寬廣的發光模式。
- 峰值波長 (λp)：R6 (紅光) 典型值為 632 nm，GH (綠光) 典型值為 518 nm。
- 主波長 (λd)：R6：615.0 至 625.0 nm。GH：520.0 至 530.0 nm。公差為 ±1 nm。
- 頻譜頻寬 (Δλ)：R6 典型值為 20 nm，GH 典型值為 35 nm。
- 順向電壓 (VF)：在 IF= 20 mA 下。R6：1.7 至 2.4 V (典型值 2.0 V)。GH：2.7 至 3.7 V (典型值 3.3 V)。公差為 ±0.1 V。
- 逆向電流 (IR)：在 VR= 5V 下，R6 最大 10 µA，GH 最大 50 µA。
3. 分級系統說明
LED 根據關鍵光學參數進行分類（分級），以確保生產批次內的一致性。這使得設計師能夠選擇符合特定亮度與顏色要求的元件。
3.1 R6 (亮紅) 分級
發光強度分級：
- Q1：72.0 - 90.0 mcd
- Q2：90.0 - 112.0 mcd
- R1：112.0 - 140.0 mcd
- 1：615.0 - 620.0 nm
- 2：620.0 - 625.0 nm
3.2 GH (亮綠) 分級
發光強度分級：
- R1：112.0 - 140.0 mcd
- R2：140.0 - 180.0 mcd
- S1：180.0 - 225.0 mcd
- S2：225.0 - 285.0 mcd
- 1：520.0 - 525.0 nm
- 2：525.0 - 530.0 nm
4. 性能曲線分析
規格書提供了兩種晶片類型的典型特性曲線。必須注意，這些圖表代表典型數據，並未顯示保證的最小值或最大值。
4.1 R6 (紅光) 特性
頻譜分佈：曲線顯示一個以 632 nm 為中心的窄發光峰值，這是基於 AlGaInP 的紅光LED的特徵。輻射模式：極座標圖確認了約 120 度的視角，具有接近朗伯分佈的特性。順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)：顯示了指數關係，在 20mA 時典型 VF約為 2.0V。相對發光強度 vs. 順向電流：強度隨電流增加而增加，但在超過最大額定值的較高電流下可能會飽和或衰減。相對發光強度 vs. 環境溫度：發光輸出隨著環境溫度升高而降低，這是LED的常見特性。降額曲線顯示，當環境溫度超過 25°C 時，必須降低最大允許順向電流，以避免超過功率消耗限制。
4.2 GH (綠光) 特性
頻譜分佈：呈現一個以 518 nm 為中心的較寬峰值，這是基於 InGaN 的綠光LED的典型特徵。順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)：顯示較高的典型 VF，在 20mA 時約為 3.3V，相較於紅光晶片。相對發光強度 vs. 順向電流 / 環境溫度：觀察到與紅光晶片類似的趨勢，但由於半導體材料不同，具體的降額與效率曲線有所不同。
5. 機械與封裝資訊
元件以表面黏著封裝形式提供。確切的尺寸圖在規格書中提供，除非另有說明，一般公差為 ±0.1 mm。主要特徵包括封裝外型、引腳/焊墊尺寸，以及建議的PCB佈局，以確保正確的焊接與對齊。極性由封裝標記或陰極標識指示。
6. 焊接與組裝指南
此元件相容於自動取放設備，以 8mm 載帶包裝於 7 英吋直徑的捲盤上供應。適用於標準紅外線(IR)與氣相迴焊製程。
- 迴焊溫度曲線：元件可承受最高 260°C 的峰值溫度，持續時間最長 10 秒。
- 手工焊接：如有必要，可使用 350°C 的烙鐵頭溫度，最長持續 3 秒。
- 濕度敏感性：元件包裝在帶有乾燥劑的防潮阻隔袋中。在準備使用零件前不應打開袋子。打開後，未使用的LED應儲存在 30°C 或以下、相對濕度(RH) 60% 或更低的條件下，以防止吸濕，這可能在迴焊過程中導致"爆米花效應"。
7. 包裝與訂購資訊
產品包裝適用於自動化組裝。
- 載帶：用於固定元件。載帶與凹槽的尺寸有明確規定，以確保與送料器的相容性。
- 捲盤：標準 7 英吋直徑捲盤，包含 2000 個元件。
- 防潮袋：包含乾燥劑與濕度指示標籤。
- 標籤資訊：捲盤標籤包含客戶產品編號(CPN)、產品編號(P/N)、數量(QTY)、發光強度等級(CAT)、色度/波長等級(HUE)、順向電壓等級(REF) 與批號(LOT No) 等欄位。
8. 應用設計考量
8.1 限流電阻為必要條件
關鍵設計規則：LED是電流驅動裝置。必須使用外部限流電阻（或恆流驅動器）與LED串聯。順向電壓 (V)具有公差與負溫度係數（隨溫度升高而降低）。如果僅使用電壓源，供應電壓的輕微增加或 VF的降低，可能導致順向電流大幅且可能具破壞性的增加。電阻值應根據供應電壓 (VF)、LED在所需電流下的典型 VCC，以及所需的順向電流 (IF)，使用歐姆定律計算：R = (VF- VCC) / IF。F.
8.2 熱管理
雖然這是低功率裝置，但適當的熱設計可延長壽命並維持亮度。確保PCB焊墊佈局遵循建議的佈局，以提供足夠的散熱。在高環境溫度下以或接近其最大額定電流操作LED，可能需要根據特性曲線所示降低電流。
8.3 靜電防護注意事項
儘管元件具有一些ESD防護能力 (2000V/1000V HBM)，但在組裝與處理過程中仍應遵循標準ESD處理程序，以防止潛在損壞。
9. 技術比較與差異化
此特定元件的關鍵差異在於其在標準化SMD封裝內的多色能力。透過在同一零件編號前綴 (19-226) 下提供高效率紅光 (AlGaInP) 與綠光 (InGaN) 晶片選項，它簡化了需要多種指示燈顏色的應用的庫存與設計。寬廣的 120 度視角適合需要廣泛可見性的應用。其符合 RoHS、REACH 與無鹵素標準，使其適用於具有嚴格環保法規的全球市場。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 我可以不使用串聯電阻來驅動這顆LED嗎？
No.正如使用注意事項中明確指出的，串聯電阻對於過流保護是強制性的。直接連接到電壓源很可能導致立即失效。
10.2 峰值波長與主波長有何不同？
峰值波長 (λp)：頻譜功率分佈達到最大值時的波長。主波長 (λd)：與LED感知顏色相匹配的單色光波長。對於LED，主波長通常更與顏色規格相關。規格書提供基於主波長的分級。
10.3 為何紅光與綠光晶片的最大電流不同？
不同的半導體材料（紅光用 AlGaInP，綠光用 InGaN）具有不同的電氣與熱特性，導致在絕對最大額定值表中定義了不同的最大電流與功率消耗額定值。
11. 設計與使用案例範例
情境：多狀態指示燈面板
一位設計師正在創建一個緊湊型控制面板，具有電源（綠）、故障（紅）與待機（琥珀）狀態指示燈。使用 19-226 系列，他們可以選擇 GH (綠光) 分級用於電源指示燈，以及 R6 (紅光) 分級用於故障指示燈。對於琥珀色指示燈，他們需要選擇具有琥珀色LED晶片的不同零件編號。透過對紅光與綠光使用相同的 19-226 封裝，他們在PCB上保持了一致的元件佈局，簡化了佈線。他們設計了驅動電路，並為 5V 電源計算了適當的限流電阻：R綠光= (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ω (使用 82 Ω 或 91 Ω 標準值)，R紅光= (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。他們確保面板的操作環境不超過 85°C。
12. 工作原理簡介
發光二極體(LED)是一種當電流通過時會發光的半導體裝置。此現象稱為電致發光。當順向電壓施加於 p-n 接面時，來自 n 型材料的電子與來自 p 型材料的電洞復合，以光子（光）的形式釋放能量。發射光的特定波長（顏色）由所用半導體材料的能隙決定。R6 晶片使用 AlGaInP（磷化鋁鎵銦）結構產生紅光，而 GH 晶片使用 InGaN（氮化銦鎵）結構產生綠光。SMD 封裝容納半導體晶粒，透過金屬引腳或焊墊提供電氣連接，並包含一個模製環氧樹脂透鏡，用於塑造光輸出並保護晶粒。
13. 技術趨勢
LED技術的總體趨勢，包括像 19-226 這樣的元件，正朝著更高效率（每瓦更多流明）、改善顏色一致性與飽和度、提高可靠性以及持續小型化的方向發展。同時，也強力推動更廣泛採用環保材料（無鉛、無鹵素）與製造流程。將多種顏色甚至RGB晶片整合到單一微小的SMD封裝中，是空間受限的彩色指示燈與顯示應用的常見進步。此外，用於白光LED的螢光粉技術與新型半導體結構的進步，持續推動所有LED類型的性能邊界。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需的最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED晶片內部的實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落在極小範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 在恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |