SMD LED 12-23C 系列規格書 - 多色（紅/綠/藍） - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0-3.9V - 20-25mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

12-23C 系列代表一款緊湊型表面黏著LED 解決方案，專為需要微型化與高可靠性的現代電子應用而設計。此多色LED 系列體積顯著小於傳統引線框架元件，能大幅減少PCB 佔用面積、提高封裝密度，最終有助於開發更小巧的終端用戶設備。其輕量化結構使其特別適合空間受限與可攜式應用。

本系列的核心優勢在於其多功能性以及符合當代製造與環保標準。元件以8mm 載帶包裝，捲繞於7 吋直徑的捲盤上，確保與高速自動化取放組裝設備相容。它們適用於紅外線與氣相迴焊製程，這些都是大量電子產品生產的標準製程。

環保與法規合規性是一項關鍵特色。產品採用無鉛材料製造，符合RoHS 指令、歐盟REACH 法規，並滿足無鹵素標準（溴含量<900 ppm、氯含量<900 ppm，且總和<1500 ppm）。這使得它們適用於具有嚴格環保要求的全球廣泛市場。

2. 元件選型與絕對最大額定值

2.1 元件選型指南

本系列提供三種不同的顏色選項，每種均基於不同的半導體晶片材料：

• 型號 R6 (亮紅)：採用AlGaInP（磷化鋁鎵銦）晶片技術。樹脂顏色為水透明。
• 型號 GH (亮綠)：採用InGaN（氮化銦鎵）晶片技術。樹脂顏色為水透明。
• 型號 BH (藍色)：採用InGaN（氮化銦鎵）晶片技術。樹脂顏色為水透明。

透明樹脂封裝能實現最佳的光提取效果與真實的色彩表現。

2.2 絕對最大額定值 (Ta=25°C)

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的應力極限。不建議在達到或超過這些極限的條件下操作。

• 逆向電壓 (V_R)：5 V (所有型號)
• 順向電流 (I_F)：R6：25 mA，GH：25 mA，BH：20 mA
• 峰值順向電流 (I_FP, 工作週期 1/10 @1kHz)：R6：60 mA，GH：100 mA，BH：100 mA
• 功率消耗 (P_d)：R6：60 mW，GH：95 mW，BH：75 mW
• 靜電放電 (ESD) 人體模型 (HBM)：R6：2000 V，GH：150 V，BH：150 V。請注意，紅色(R6) LED 的ESD 耐受性顯著高於綠色與藍色型號，後者需要更謹慎的處理。
• 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 (T_sol)：迴焊：峰值溫度260°C，最長10 秒。手工焊接：每端子烙鐵頭溫度<350°C，最長3 秒。

3. 電光特性 (Ta=25°C)

以下參數在指定的測試條件下獲得保證。典型值代表生產分佈的中心值。

3.1 發光強度與角度特性

• 發光強度 (I_V) @ I_F=20mA：
  • R6 (紅)：典型值 90 mcd (最小值 63 mcd)
  • GH (綠)：典型值 180 mcd (最小值 125 mcd)
  • BH (藍)：典型值 50 mcd (最小值 32 mcd)
  公差：±11%。
• 視角 (2θ_1/2)：所有顏色型號典型值為100 度。此寬視角適用於離軸角度可見性很重要的指示燈與背光應用。

3.2 光譜特性

• 峰值波長 (λ_p)：R6：632 nm，GH：518 nm，BH：468 nm。
• 主波長 (λ_d)：R6：624 nm，GH：525 nm，BH：470 nm。主波長是人眼感知LED 顏色的單一波長。
• 光譜輻射頻寬 (Δλ)：R6：20 nm，GH：35 nm，BH：25 nm。這定義了發射光的光譜純度或寬度。

3.3 電氣特性

• 順向電壓 (V_F) @ I_F=20mA：
  • R6：典型值 2.0 V，最大值 2.4 V
  • GH：典型值 3.3 V，最大值 3.9 V
  • BH：典型值 3.3 V，最大值 3.9 V
  公差：±0.1V。紅色LED 較低的V_F是AlGaInP 技術相較於InGaN 的特性。
• 逆向電流 (I_R) @ V_R=5V：R6：最大值 10 μA，GH/BH：最大值 50 μA。

4. 性能曲線分析

本規格書提供每個LED 型號(R6, GH, BH) 的典型電光特性曲線。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元件在非標準條件（例如，不同的驅動電流或溫度）下的行為，以及優化電路設計以實現效率與壽命至關重要。設計人員應使用這些曲線來選擇適當的操作點，並模擬熱效應對性能的影響。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

12-23C LED 採用緊湊型表面黏著封裝。關鍵尺寸（單位：mm，公差±0.1mm，除非另有說明）包括本體尺寸約為3.2mm（長）x 1.6mm（寬）x 1.4mm（高）。封裝具有兩個陽極/陰極端子用於焊接。尺寸圖提供了PCB 焊墊圖案（佔位面積）設計的關鍵資訊，確保正確的焊點形成與機械穩定性。遵循建議的焊墊圖案對於可靠的組裝與熱管理至關重要。

5.2 極性辨識

陰極通常透過封裝上的視覺標記來識別，例如凹口、圓點或捲盤膠帶上的綠色標記。組裝時正確的極性方向是確保正常功能的必要條件。

6. 焊接、組裝與儲存指南

6.1 關鍵注意事項

• 電流限制：必須在LED 上串聯一個外部限流電阻。LED 的指數型I-V 特性意味著電壓的微小增加會導致電流大幅增加，若無保護將立即燒毀。儲存條件：
• 元件對濕氣敏感(MSL)。 開封前：儲存於≤30°C 且≤90% RH 的環境。 開封後：在≤30°C 且≤60% RH 的環境下，"車間壽命"為1 年。未使用的零件必須重新密封在含有乾燥劑的防潮袋中。 如果乾燥劑指示劑變色或超過儲存時間，則在進行迴焊前需要在60±5°C 下烘烤24 小時。6.2 焊接製程
  • 迴焊曲線（無鉛）：
  • 提供詳細的溫度曲線。關鍵參數包括：預熱在150-200°C 之間持續60-120 秒，液相線以上(217°C) 時間60-150 秒，峰值溫度最高260°C 最長10 秒，以及受控的升溫/降溫速率（分別最高3°C/s 和6°C/s）。
  • 迴焊次數：

不要超過兩次迴焊循環。

• 手工焊接：如有必要，請使用烙鐵頭溫度<350°C、功率≤25W 的烙鐵，並將每個端子的接觸時間限制在3 秒以內。焊接每個端子之間至少間隔2 秒。加熱時避免對封裝施加機械應力。
• 維修：不建議在焊接後進行維修。如果不可避免，必須使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子，以防止熱機械應力。預先測試以確保維修過程不會降低LED 特性。
• 7. 包裝與訂購資訊7.1 包裝規格
• LED 以防潮包裝供應。標準包裝包括： 載帶：寬度8mm，裝入捲盤。 捲盤：直徑7 吋。每捲裝載數量為2000 個。 外包裝袋：密封在含有乾燥劑的鋁箔防潮袋內。 提供載帶凹槽與捲盤的詳細尺寸，以確保與自動送料器相容。7.2 標籤說明

捲盤標籤包含用於追溯性與分級選擇的關鍵資訊： CPN (客戶產品編號) P/N (產品編號)：例如，12-23C/R6GHBHC-A01/2C QTY (包裝數量) CAT (發光強度等級) HUE (色度座標與主波長等級) REF (順向電壓等級) LOT No (批號，用於追溯) 此分級資訊允許設計人員選擇參數嚴格控制的LED，以確保其應用中的性能一致性。

8. 應用備註與設計考量

8.1 典型應用

• 儀表板、開關與符號的背光。 通訊設備（電話、傳真機）中的狀態指示燈與鍵盤背光。 小型LCD 顯示器的平面背光單元。 消費性與工業電子產品中的通用指示燈。8.2 設計考量
• 電路設計：務必包含一個串聯電阻。使用公式 R = (V電源
• - V) / I

計算其值，其中V

與I

來自規格書中的目標操作點。考慮電阻的額定功率。 熱管理：雖然功率消耗低，但將接面溫度維持在限制範圍內是長期可靠性與穩定光輸出的關鍵。如果在高環境溫度或接近最大電流下操作，請確保足夠的PCB 銅箔面積或散熱孔。 ESD 保護：在PCB 上與處理程序中實施ESD 保護措施，特別是對於更敏感的GH 與BH (InGaN) LED。

• 8.3 應用限制
• 本產品專為商業與一般工業應用而設計。未經事先諮詢，它
• 不
• 專門認證或推薦用於高可靠性應用。這包括但不限於： 軍事、航太或航空系統。 汽車安全或保全系統（例如，安全氣囊、煞車）。 生命維持或關鍵醫療設備。 對於此類應用，需要具有不同規格、認證與可靠性保證的產品。
• 9. 技術比較與差異化
• 12-23C 系列透過其極緊湊的外形尺寸、單一封裝外型提供多色選擇，以及完全符合現代環保法規（RoHS、無鹵素）的組合來實現差異化。相較於較大的穿孔式LED，它能實現顯著的微型化。所有顏色均採用透明樹脂封裝，提供設計靈活性。提供的ESD 額定值（紅色型號特別高）與詳細的濕氣敏感性處理說明，反映了針對穩健製造流程的設計。標籤上包含特定的分級參數（CAT、HUE、REF），表明生產流程能夠提供一致的顏色與亮度，這對於使用多個LED 的應用至關重要。
• 10. 常見問題 (FAQ)

Q1：R6、GH 與BH 型號之間的主要差異是什麼？ A1：主要差異在於半導體材料與產生的顏色。R6 使用AlGaInP 產生紅光（主波長624nm），且具有較低的順向電壓（約2.0V）。GH（綠）與BH（藍）使用InGaN，具有較高的順向電壓（約3.3V），分別發出綠光（525nm）與藍光（470nm）。GH 與BH 型號也對ESD 更敏感。

Q2：為什麼限流電阻是強制要求的？ A2：LED 是具有非線性、指數型電流-電壓關係的二極體。電壓稍微超過標稱V

會導致電流極大幅且可能具破壞性的增加。串聯電阻提供線性關係，使得在給定電源電壓下電流可預測且安全。

• Q3：我可以在原型組裝時使用手工焊接嗎？ A3：可以，但需極度謹慎。嚴格遵循指南：烙鐵頭<350°C、功率≤25W、每個端子接觸時間≤3 秒，並在端子之間留出冷卻時間。迴焊是推薦且更可靠的方法。
• Q4："無鹵素"是什麼意思？為什麼它很重要？ A4：無鹵素意味著材料含有極低含量的溴(Br) 與氯(Cl)。這些鹵素在燃燒時可能產生有毒且具腐蝕性的煙霧。無鹵素電子產品更安全且更環保，通常受到某些法規與客戶規格的要求。
• Q5：如何解讀標籤上的分級資訊（CAT、HUE、REF）？ A5：此資訊將具有相似性能的LED 分組。為了在陣列中獲得一致的外觀，您應採購來自相同或相鄰HUE（顏色）與CAT（亮度）分級的LED。在電流調節應用中，REF（電壓）分級對於電源設計可能很重要。
• 11. 運作原理與技術趨勢

11.1 基本運作原理

• 發光二極體(LED) 是透過電致發光發射光線的半導體元件。當順向電壓施加於p-n 接面時，來自n 型材料的電子在主動區與來自p 型材料的電洞復合。此復合過程以光子（光）的形式釋放能量。發射光的特定波長（顏色）由主動區所用半導體材料的能隙決定。AlGaInP 具有適合紅/橙/黃光的能隙，而InGaN 則涵蓋綠、藍與白光（搭配螢光粉）的光譜。11.2 產業趨勢_{像12-23C 系列這樣的SMD LED 市場，持續受到微型化、更高效率（每瓦流明）、改善色彩一致性以及更嚴格環保合規性需求的推動。對於超緊湊設備，存在朝向更小封裝尺寸（例如，0201、01005）的趨勢。此外，為了簡化設計，將控制電路（例如，恆流驅動器）整合到LED 封裝內變得越來越普遍。在各種環境應力下實現更高可靠性與更長壽命，仍然是元件製造商與終端用戶持續關注的焦點。}- V_F) / I_F, where V_Fand I_Fare the target operating points from the datasheet. Consider power rating of the resistor.
• Thermal Management:While power dissipation is low, maintaining the junction temperature within limits is key for long-term reliability and stable light output. Ensure adequate PCB copper area or thermal vias if operating at high ambient temperatures or near maximum current.
• ESD Protection:Implement ESD protection measures on PCBs and in handling procedures, especially for the more sensitive GH and BH (InGaN) LEDs.

.3 Application Restrictions

This product is designed for commercial and general industrial applications. It isnotspecifically qualified or recommended for high-reliability applications without prior consultation. This includes, but is not limited to:

• Military, aerospace, or aviation systems.
• Automotive safety or security systems (e.g., airbags, braking).
• Life-supporting or critical medical equipment.

For such applications, products with different specifications, qualifications, and reliability assurances are required.

. Technical Comparison and Differentiation

The 12-23C series differentiates itself through its combination of a very compact form factor, multi-color availability from a single package outline, and full compliance with modern environmental regulations (RoHS, Halogen-Free). Compared to larger through-hole LEDs, it enables significant miniaturization. The clear resin package for all colors offers design flexibility. The provided ESD ratings (particularly high for the red variant) and detailed moisture sensitivity handling instructions reflect design for robust manufacturing processes. The inclusion of specific binning parameters (CAT, HUE, REF) on the label indicates a production process capable of delivering consistent color and brightness, which is critical for applications using multiple LEDs.

. Frequently Asked Questions (FAQ)

Q1: What is the primary difference between the R6, GH, and BH codes?
A1: The primary difference is the semiconductor material and resulting color. R6 uses AlGaInP for red light (624nm dominant) and has a lower forward voltage (~2.0V). GH (Green) and BH (Blue) use InGaN, have higher forward voltage (~3.3V), and emit green (525nm) and blue (470nm) light respectively. The GH and BH codes are also more sensitive to ESD.

Q2: Why is a current-limiting resistor mandatory?
A2: LEDs are diodes with a non-linear, exponential current-voltage relationship. A small increase in voltage beyond the nominal V_Fcauses a very large, potentially destructive, increase in current. A series resistor provides a linear relationship, making the current predictable and safe for a given supply voltage.

Q3: Can I use hand soldering for prototype assembly?
A3: Yes, but with extreme caution. Follow the guidelines strictly: iron tip <350°C, power ≤25W, contact time ≤3 seconds per terminal, and allow cooling between terminals. Reflow soldering is the recommended and more reliable method.

Q4: What does "halogen-free" mean and why is it important?
A4: Halogen-free means the materials contain very low levels of bromine (Br) and chlorine (Cl). These halogens, when burned, can produce toxic and corrosive fumes. Halogen-free electronics are safer and more environmentally friendly, often required by certain regulations and customer specifications.

Q5: How do I interpret the binning information (CAT, HUE, REF) on the label?
A5: This information groups LEDs with similar performance. For consistent appearance in an array, you should source LEDs from the same or adjacent HUE (color) and CAT (brightness) bins. The REF (voltage) bin can be important for power supply design in current-regulated applications.

. Operational Principles and Technology Trends

.1 Basic Operating Principle

Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light through electroluminescence. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons from the n-type material recombine with holes from the p-type material in the active region. This recombination releases energy in the form of photons (light). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the semiconductor material used in the active region. AlGaInP has a bandgap suitable for red/orange/yellow light, while InGaN covers the green, blue, and white (with phosphor) spectrum.

.2 Industry Trends

The market for SMD LEDs like the 12-23C series continues to be driven by demands for miniaturization, higher efficiency (lumens per watt), improved color consistency, and stricter environmental compliance. There is a trend towards even smaller package sizes (e.g., 0201, 01005) for ultra-compact devices. Furthermore, integration of control circuitry (e.g., constant current drivers) within the LED package is becoming more common for simplified design. The push for higher reliability and longer lifetime under various environmental stresses remains a constant focus for component manufacturers and end-users alike.