SMD LED 19-226/R6BHC-B01/2T 規格書 - 封裝 2.0x1.25x0.8mm - 電壓 2.0V/3.3V - 多色 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

19-226 是一款專為高密度電子組裝設計的緊湊型表面黏著元件（SMD）LED。其主要優勢在於，相較於傳統引線框架LED，其佔用面積顯著縮小，從而實現更小的印刷電路板（PCB）設計、更高的元件封裝密度，最終打造出更為緊湊的終端用戶設備。其輕量化結構進一步使其成為微型與可攜式應用的理想選擇。

此LED提供多色配置，具體而言，是在單一水色透明樹脂封裝內，結合了高亮度紅色（採用R6 AlGaInP晶片）與藍色（採用BH InGaN晶片）發光體。它完全符合現代環境與安全標準，為無鉛、符合RoHS、符合歐盟REACH規範且無鹵素（溴含量<900 ppm，氯含量<900 ppm，溴+氯含量<1500 ppm）。元件以8mm載帶包裝，捲裝於7英吋直徑的捲盤上供應，使其完全相容於自動取放組裝設備以及標準紅外線或氣相迴焊製程。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了元件的應力極限，超過此極限可能導致永久性損壞。不保證在此極限下或超過此極限的操作。

• 反向電壓（V_R）：兩種晶片類型最大均為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）：R6（紅色）晶片的連續直流電流限制為25 mA，BH（藍色）晶片則為20 mA。這是決定驅動電路中串聯電阻值的關鍵參數。
• 峰值順向電流（I_FP）：對於脈衝操作（工作週期1/10 @ 1 kHz），R6晶片最高可承受60 mA，BH晶片最高可承受40 mA。這允許在多工應用中，透過短暫的超額驅動來獲得更高亮度。
• 功率消耗（P_d）：R6的最大允許功率消耗為60 mW，BH則為75 mW。此值計算為I_F* V_F，對於熱管理至關重要。
• 靜電放電（ESD）：R6晶片的人體放電模型（HBM）額定值為2000V，但對於更敏感的BH（InGaN）晶片僅為150V。這凸顯了在處理和組裝藍色LED時，嚴格執行ESD防護程序的必要性。
• 溫度範圍：操作溫度（T_opr）為-40°C至+85°C。儲存溫度（T_stg）為-40°C至+90°C。
• 焊接溫度：對於迴焊，規定峰值溫度為260°C，持續10秒。對於手工焊接，烙鐵頭溫度不得超過350°C，且每個端子的接觸時間應限制在3秒內。

2.2 電氣光學特性

這些參數是在接面溫度（T_j）為25°C下量測，定義了元件的典型性能。

• 發光強度（I_v）：在I_F= 20mA時，R6紅色LED的典型強度為100 mcd（最小72 mcd）。BH藍色LED的典型強度為80 mcd（最小45 mcd）。適用±11%的公差。
• 視角（2θ_1/2）：半強度角通常為120度，提供寬廣、擴散的發光模式，適用於背光與指示燈應用。
• 波長：R6晶片的典型峰值波長（λ_p）為632 nm，主波長（λ_d）為624 nm，屬於亮紅色區域。BH晶片的λ_p為468 nm，λ_d為470 nm，為寶藍色發光的特徵。
• 頻譜頻寬（Δλ）：R6的頻譜半高全寬（FWHM）為20 nm，BH則為35 nm。
• 順向電壓（V_F）：在I_F= 20mA時，R6的V_F典型值為2.0V（範圍1.7V至2.4V）。BH的V_F典型值為3.3V（範圍2.7V至3.7V）。此電壓差異在驅動兩種顏色時的電路設計中至關重要，通常需要獨立的限流電阻或驅動器。
• 反向電流（I_R）：R6的最大I_R為10 µA @ 5V，BH則為50 µA @ 5V。規格書明確指出，此元件並非為反向操作而設計；此參數僅供測試條件參考。

3. 性能曲線分析

3.1 相對發光強度 vs. 順向電流

曲線顯示發光強度隨順向電流增加而增加，但呈非線性關係。對於R6和BH晶片，強度在較低電流時急遽上升，在較高電流時趨於飽和。操作電流顯著高於典型的20mA點，會導致光輸出增益遞減，同時增加熱量產生，並可能加速流明衰減。

3.2 相對發光強度 vs. 環境溫度

這是可靠性的關鍵關係。發光強度隨環境溫度升高而降低。降額曲線顯示，在最高操作溫度+85°C時，輸出相較於25°C額定值顯著降低。設計師必須在預期高環境溫度的應用中考慮此熱降額，以確保在所有條件下都有足夠的亮度。

3.3 順向電流降額曲線

此曲線規定了最大允許連續順向電流與環境溫度的函數關係。為防止超過最大接面溫度和功率消耗限制，在高溫環境下操作時必須降低順向電流。例如，在環境溫度85°C時，允許的連續電流遠低於25°C的最大額定值。

3.4 順向電壓 vs. 順向電流

V-I曲線展示了二極體特性。順向電壓隨電流對數增加。表格中提供的典型值（R6為2.0V，BH在20mA時為3.3V）是電路設計計算中最相關的。

3.5 頻譜分佈

頻譜圖顯示了發光分佈。R6紅色LED在632 nm附近有一個較窄、明確的峰值。BH藍色LED在468-470 nm附近有一個較寬的峰值。這些頻譜對於色彩敏感的應用非常重要。

3.6 輻射圖

極座標圖確認了接近朗伯（餘弦）的發光模式，具有120度視角，表示均勻、廣角的光線分佈。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

SMD封裝的標稱尺寸為2.0mm（長）x 1.25mm（寬）x 0.8mm（高）。未指定尺寸的公差為±0.1mm。圖紙詳細說明了陰極識別標記、建議的焊墊佈局（1.4mm x 1.15mm，間距0.7mm）以及元件外型。遵循建議的焊墊圖案對於可靠的焊接和機械穩定性至關重要。

4.2 極性識別

封裝具有視覺指示標記（通常是載帶上的凹口或綠色標記）以識別陰極。組裝時正確的極性方向是元件正常工作的必要條件。

5. 焊接與組裝指南

5.1 迴焊溫度曲線

規格書規定無鉛迴焊曲線的峰值溫度為260°C，持續10秒。曲線應包含預熱、均熱、迴焊和冷卻區，以最小化熱衝擊。迴焊次數不應超過兩次，以防止對LED封裝和焊線造成過度的熱應力。

5.2 手工焊接

若無法避免手工焊接，必須極度小心。烙鐵頭溫度必須低於350°C，且與每個端子的接觸時間不得超過3秒。建議使用低功率烙鐵（<25W）。焊接每個端子之間應間隔兩秒。規格書警告，損壞通常發生在手工焊接過程中。

5.3 儲存與濕度敏感性

LED包裝在帶有乾燥劑的防潮袋中。在準備使用元件前不得打開袋子。打開後，未使用的LED應儲存在≤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）。若超過此時間或乾燥劑指示劑已變色，則在進行迴焊前需要進行60°C ±5°C烘烤24小時的處理，以防止爆米花現象（因蒸氣壓力導致封裝破裂）。

5.4 使用注意事項

• 過電流保護：必須使用外部限流電阻。LED是電流驅動元件；順向電壓的微小變化會導致電流大幅變化，從而導致立即失效。
• 避免應力：在加熱（焊接）期間或組裝後因PCB彎曲，請勿對LED本體施加機械應力。
• 維修：強烈不建議在焊接後進行維修。若絕對必要，必須使用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並提起元件，不可扭轉。必須事先評估對LED特性的影響。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 載帶與捲盤規格

元件以壓紋載帶供應，尺寸為：口袋間距8mm，載帶寬度12mm。每捲包含2000個元件。捲盤尺寸為：直徑7英吋，軸心直徑13mm，捲盤寬度50mm。

6.2 標籤說明

包裝標籤包含多個代碼：客戶產品編號（CPN）、產品編號（P/N）、包裝數量（QTY）、發光強度等級（CAT）、色度/主波長等級（HUE）、順向電壓等級（REF）以及批號（LOT No）。此分級資訊允許應用需要時，選擇性能參數更嚴格的LED。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 背光：因其寬視角與緊湊尺寸，非常適合用於儀表板、開關、鍵盤和符號的背光。
• 通訊設備：電話、傳真機和網路硬體的狀態指示燈和背光。
• LCD平面背光：可用於陣列，為小型LCD面板提供側光式背光。
• 一般指示燈用途：消費性電子產品、家電和工業控制中的狀態燈、電源指示燈和裝飾照明。

7.2 設計考量

• 驅動電路：務必使用串聯電阻。使用公式 R = (V_電源- V_F) / I_F 計算電阻值。由於紅藍LED的V_F.
• 熱管理：確保PCB有足夠的散熱設計，特別是在接近最大額定電流驅動LED或處於高環境溫度時。避免將發熱元件放置在附近。
• ESD防護：在輸入線路上實施ESD防護，並在處理過程中確保接地的工作環境，特別是對於敏感的藍色（BH）晶片。
• 光學設計：水色透明鏡片提供寬廣視角。若需要更集中的光線，可能需要外部透鏡或導光板。

8. 技術比較與差異化

19-226在其同類產品中的關鍵差異化優勢在於其單一封裝內的多色能力以及其全面的環境合規性（無鉛、無鹵素、RoHS、REACH）。將高效率的AlGaInP紅色晶片與標準InGaN藍色晶片結合在一個微型SMD封裝中，為雙色指示燈提供了設計靈活性，且不增加電路板佔用面積。其與自動貼裝和標準迴焊製程的相容性符合現代大批量製造的要求，為量產電子產品提供了具成本效益的解決方案。

9. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以用同一個電源和電阻驅動紅色和藍色LED嗎？

A：並非最佳做法。由於典型順向電壓存在顯著差異（2.0V vs. 3.3V），使用共同的電阻會導致流經每個LED的電流差異極大，造成一個過暗而另一個可能過度驅動。建議使用獨立的限流電路。

Q2：為什麼藍色LED的ESD額定值遠低於紅色LED？

A：BH藍色LED使用InGaN半導體材料，相較於R6紅色LED的AlGaInP材料，其接面通常更敏感，主動層更薄，因此更容易受到靜電放電損壞。

Q3：如果打開防潮袋後超過7天的車間壽命會怎樣？

A：LED封裝會吸收空氣中的濕氣。在後續的迴焊過程中，這些濕氣會迅速轉化為蒸汽，導致內部分層或破裂（爆米花現象）。為防止此情況，需要在焊接前進行60°C烘烤24小時以驅除濕氣。

Q4：如何解讀標籤上的發光強度等級（CAT）？

A：等級表示LED所屬的預定義亮度分級。這允許製造商選擇具有保證最低亮度的LED，以確保產品的一致性，儘管此公開規格書中未提供具體的分級邊界。

10. 實際使用案例

情境：為消費級路由器設計雙色狀態指示燈。

設備需要一個LED來顯示電源（恆亮藍色）和網路活動（閃爍紅色）。19-226是理想的選擇。設計將涉及兩個獨立的驅動電路（例如微控制器GPIO引腳），每個電路都有自己的串聯電阻，計算用於20mA驅動電流。對於5V電源：R_藍色= (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 歐姆（使用82Ω或100Ω標準值）。R_紅色= (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 歐姆（使用150Ω）。其緊湊尺寸使其能夠安裝在RJ45埠旁邊。寬廣的120度視角確保從各個角度都能看到狀態。由於敏感的藍色晶片，在組裝過程中將執行嚴格的ESD處理程序。

11. 工作原理簡介

發光二極體（LED）是一種透過電致發光發光的半導體元件。當順向電壓施加於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中復合。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）由所用半導體材料的能隙能量決定。R6晶片使用磷化鋁鎵銦（AlGaInP）結構，能高效產生紅光和琥珀光。BH晶片使用氮化銦鎵（InGaN），常用於藍色、綠色和白色LED。水色透明環氧樹脂封裝用於保護半導體晶片，為焊線提供機械支撐，並作為主要透鏡來塑造光輸出。

12. 技術趨勢與背景

19-226代表了SMD LED市場中的成熟產品。當前的產業趨勢聚焦於此元件規格之外的幾個關鍵領域：提升效率（lm/W）：更新的晶片設計和材料持續將發光效率推向更高。更高的演色性指數（CRI）：特別是對於白色LED和照明應用。微型化：更小的封裝尺寸（例如01005、微型LED）用於超高密度顯示器。整合驅動器：內建恆流驅動器或控制電路的LED（智慧型LED）。改善熱性能：設計用於更好散熱的封裝，允許更高的驅動電流和更長的使用壽命。擴展波長：開發更高效的深紫外線和紅外線LED，用於感測和殺菌應用。雖然19-226可能未包含峰值效率方面的最新進展，但其可靠的性能、雙色輸出、堅固的封裝以及完全符合全球環境標準的組合，確保了其在各種成本敏感、大批量的電子指示燈和背光應用中持續保持相關性。