SMD LED 23-23B 規格書 - 多色（紅/綠/藍） - 3.2x2.8x1.9mm - 3.3V - 20mA - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

23-23B是一款專為高密度PCB應用設計的緊湊型表面黏著元件（SMD）LED。其尺寸遠小於傳統引線框架型LED，可有效縮小電路板尺寸、提高元件密度，最終實現更小的終端設備。其輕量化結構使其成為微型與空間受限應用的理想選擇。

該系列透過不同的晶片材料提供多種顏色選擇：亮紅色（R6代碼，AlGaInP晶片）、亮綠色（GH代碼，InGaN晶片）和藍色（BH代碼，InGaN晶片）。所有型號均採用水透明樹脂封裝。本產品符合RoHS、歐盟REACH等關鍵產業標準，且為無鹵素產品（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。產品以8mm載帶包裝於7英吋直徑捲盤上，相容於標準自動貼裝設備。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

所有額定值均在環境溫度（Ta）為25°C下指定。超過這些限制可能導致永久性損壞。

• 反向電壓（VR）：5 V（所有代碼）。
• 順向電流（IF）：R6（紅）為25 mA，GH（綠）和BH（藍）為20 mA。
• 峰值順向電流（IFP）：工作週期1/10 @ 1kHz。R6為60 mA，GH和BH為75 mA。
• 功率損耗（Pd）：R6為60 mW，GH和BH為95 mW。
• 靜電放電（ESD）人體模型（HBM）：R6為2000 V，GH和BH為150 V。這表明紅色LED具有更高的固有ESD耐受性。
• 工作溫度（Topr）：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度（Tstg）：-40°C 至 +90°C。
• 焊接溫度（Tsol）：回流焊：峰值溫度260°C，最長10秒。手工焊接：每端子最高350°C，最長3秒。

2.2 電光特性

典型值在Ta=25°C、IF=20mA條件下量測，除非另有說明。最小/最大值定義了規格限制。

• 發光強度（Iv）：
  • R6（紅）：典型值100 mcd，最小值72 mcd。
  • GH（綠）：典型值200 mcd，最小值140 mcd。
  • BH（藍）：典型值65 mcd，最小值45 mcd。
  • 公差：±11%。
• 視角（2θ1/2）：典型值130度（所有代碼）。
• 峰值波長（λp）：
  • R6：632 nm。
  • GH：518 nm。
  • BH：468 nm。
• 主波長（λd）：
  • R6：624 nm。
  • GH：525 nm。
  • BH：470 nm。
• 光譜輻射頻寬（Δλ）：
  • R6：20 nm。
  • GH：35 nm。
  • BH：25 nm。
• 順向電壓（VF）@ IF=20mA：
  • R6：典型值2.0V（最小值1.7V，最大值2.4V）
  • GH/BH：典型值3.3V（最小值2.7V，最大值3.7V）
• 反向電流（IR）@ VR=5V：
  • R6：最大值10 μA。
  • GH/BH：最大值50 μA。

3. 分級系統說明

產品採用全面的標籤系統進行可追溯性與性能分級，如捲盤標籤所示。

• CAT：表示發光強度等級。
• HUE：指示色度座標與主波長等級。
• REF：指定順向電壓等級。
• LOT No：用於生產追溯的唯一批號。

此分級系統允許設計師選擇電氣與光學參數緊密分組的LED，以確保其應用中的性能一致性。

4. 性能曲線分析

規格書包含每個LED代碼（R6、GH、BH）的典型電光特性曲線。雖然文中未詳細說明具體圖表，但此類曲線通常說明以下關係：

• 順向電流（IF）與順向電壓（VF）：顯示二極體的IV特性，對驅動器設計至關重要。
• 順向電流（IF）與發光強度（Iv）：展示光輸出如何隨電流變化，顯示線性度與飽和點。
• 環境溫度（Ta）與相對發光強度：顯示光輸出隨溫度升高而降低的關係。
• 光譜分佈：描繪各波長的相對輻射功率，確認峰值與主波長。

這些曲線對於理解元件在非標準條件（不同電流、溫度）下的行為以及優化電路設計至關重要。

5. 機械與封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED具有緊湊的SMD佔位面積。關鍵尺寸（單位mm，公差±0.1mm，除非另有說明）包括：

• 整體尺寸：約3.2mm（長）x 2.8mm（寬）x 1.9mm（高）。
• 定義了端子焊盤尺寸與間距，以確保可靠的焊接。
• 陰極識別標記通常標示在封裝上。

5.2 極性識別

The component features a polarity mark (likely a notch, chamfer, or dot) to identify the cathode terminal. Correct orientation is mandatory during assembly to ensure proper function and avoid reverse bias damage.

6. 焊接與組裝指南

6.1 回流焊參數

指定了無鉛（Pb-free）回流焊溫度曲線：

• 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。
• 限制：回流焊次數不應超過兩次。

6.2 手工焊接

若必須進行手工焊接：

• 使用烙鐵頭溫度< 350°C的烙鐵。
• 對每個端子加熱時間≤ 3秒。
• 使用功率≤ 25W的烙鐵。
• 焊接每個端子之間間隔≥ 2秒。
• 請謹慎操作，損壞常發生於手工焊接過程中。

6.3 儲存與濕度敏感性

元件包裝於含有乾燥劑的防潮阻隔袋中。

• 開封前：儲存於≤ 30°C且≤ 90% RH的環境中。
• 開封後：在≤ 30°C且≤ 60% RH條件下，"車間壽命"為1年。未使用的零件必須重新密封於防潮包裝中。
• 烘烤：若乾燥劑指示劑變色或超過儲存時間，使用前需在60 ±5°C下烘烤24小時。

6.4 注意事項

• 電流保護：必須使用外部限流電阻。LED是電流驅動元件；微小的電壓變化可能導致大電流突波，進而燒毀元件。
• 避免應力：在加熱（焊接）期間或之後PCB彎曲時，請勿對LED施加機械應力。
• 維修：焊接後不建議進行維修。若不可避免，請使用專用雙頭烙鐵同時加熱兩個端子並取下元件，避免單側受力。維修後請驗證特性。

7. 包裝與訂購資訊

7.1 包裝規格

• 載帶：寬度8mm。
• 捲盤：直徑7英吋（178mm）。
• 每捲數量：2000顆。
• 防潮袋：含有乾燥劑與濕度指示卡的鋁箔複合袋。

7.2 型號編碼規則

零件編號23-23B/R6GHBHC-A01/2A可解讀為：

• 23-23B：基本封裝類型與尺寸。
• /R6GHBHC：表示特定的晶片/顏色配置（可能是R6、GH、BH的組合或選擇）。
• -A01/2A：分級、版本或其他屬性的內部代碼。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 背光：用於汽車與消費性電子產品中的儀表板、開關和符號。
• 通訊設備：電話與傳真機中的狀態指示燈和鍵盤背光。
• LCD平面背光：用於小型顯示器。
• 通用指示燈：各種電子設備中的狀態燈、電源指示燈等。

8.2 設計考量

• 驅動電路：務必使用恆流源或帶有串聯電阻的電壓源。使用公式 R = (電源電壓 - LED順向電壓) / 順向電流 計算電阻值，並考慮最大順向電壓，以確保電流絕不超過絕對最大額定值。
• 熱管理：雖然功率損耗低，但在高環境溫度或高工作週期下運行時，應確保足夠的PCB銅箔面積或散熱孔，以維持性能與使用壽命。
• ESD保護：在連接至LED端子的PCB線路上實施ESD保護措施，特別是對於更敏感的綠色與藍色（GH/BH）型號。

9. 技術比較與差異化

23-23B系列提供顯著優勢：

• 相較於較大的引線型LED：大幅減小佔位面積與重量，實現微型化與自動化組裝。
• 相較於其他SMD LED：130度視角、透明封裝以及單一封裝外形提供的多色選項（紅、綠、藍）的特定組合，適合需要顏色區分或RGB混光的應用。
• 合規性：其RoHS、REACH與無鹵素合規性，對於目標為具有嚴格環保法規的全球市場的產品而言，是一項關鍵優勢。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 對於綠色（GH）LED，使用5V電源時應選用多大的電阻值？

使用典型順向電壓3.3V與順向電流20mA：R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85歐姆。為確保在最差條件下（最小順向電壓=2.7V）安全運行，重新計算以限制最大電流：R_min = (5V - 2.7V) / 0.02A = 115歐姆。選用標準120歐姆電阻將是安全的選擇，典型電流約為~14mA ((5-3.3)/120)。

10.2 我可以用PWM信號驅動此LED進行調光嗎？

可以，PWM調光是一種有效的方法。確保脈衝中的峰值電流不超過峰值順向電流（IFP）額定值（GH/BH為75mA，R6為60mA）。頻率應足夠高以避免可見閃爍（通常>100Hz）。

10.3 為何紅色LED的ESD等級與綠色/藍色LED不同？

紅色LED使用AlGaInP半導體材料，相較於用於綠色和藍色LED的InGaN材料，其晶體結構通常對靜電放電具有更強的耐受性。這是業界常見的特性，因此需要對綠色和藍色型號採取更嚴格的ESD處理預防措施。

10.4 "水透明"樹脂對光輸出有何影響？

"水透明"意指環氧樹脂封裝體是非擴散且透明的。這會產生更集中、強烈的光束，並具有明確的視角（本例為130°），相較於"乳白"或擴散樹脂，後者會散射光線以產生更寬、更柔和的外觀。

11. 實務設計與使用案例

案例：設計多狀態指示燈面板

設計師需要在小型消費性設備控制面板上設置紅色（電源/故障）、綠色（就緒/開啟）和藍色（活動/連接）指示燈。使用23-23B系列的R6、GH和BH代碼可確保：

• 統一的佔位面積：三種顏色共用相同的PCB焊盤圖案，簡化佈局與組裝。
• 一致的視角：所有LED均具有相同的130°視角，從不同角度提供一致的視覺外觀。
• 簡化的物料清單：可使用相似的驅動電路，僅根據不同的順向電壓（紅~2.0V，綠/藍~3.3V）微調限流電阻值。
• 合規性：單一元件系列符合目標市場所有必要的環保法規。

12. 原理介紹

發光二極體（LED）是一種當電流通過時會發光的半導體元件。這種稱為電致發光的現象發生在電子與元件內的電洞重新結合時，以光子的形式釋放能量。發射光的顏色取決於所用半導體材料的能隙：

• AlGaInP（磷化鋁鎵銦）：用於R6（紅）LED，此材料系統產生紅色至黃橙色光譜的光。其特定成分調諧至主波長624nm（紅色）。
• InGaN（氮化銦鎵）：用於GH（綠）和BH（藍）LED。透過改變銦/鎵比例，可以調整能隙以發射綠色（~525nm）或藍色（~470nm）光。InGaN技術也是白光LED的基礎，其使用藍光LED晶片結合螢光粉塗層。

SMD封裝保護脆弱的半導體晶片，提供電氣接點（陽極與陰極），並包含一個透鏡（由透明樹脂成型）以控制光輸出模式。

13. 發展趨勢

如23-23B這類SMD LED的演進，受到電子產業幾個關鍵趨勢的驅動：

• 效率提升（每瓦流明）：持續的材料科學與晶片設計改進，使得相同輸入電流下能獲得更高的發光強度，降低功耗與熱負載。
• 微型化：對更小設備的追求持續推動封裝尺寸進一步縮小（例如2016、1608、1005公制代碼），同時維持或改善光學性能。
• 色彩一致性與分級改進：製造工藝變得更精確，產出更緊密分級的發光強度、波長與順向電壓。這減少了在色彩關鍵應用中進行電路校正的需求。
• 更高的可靠性與壽命：封裝材料（環氧樹脂、矽膠）與晶片貼裝技術的進步，增強了對熱循環、濕度與其他環境應力的耐受性，延長了操作壽命。
• 整合化：趨勢包括將多個LED晶片（例如RGB）整合到單一封裝中，並內建控制IC，創造簡化系統設計的智慧LED模組。

23-23B代表了這一持續技術進程中一個成熟、可靠的元件，在廣泛的指示燈與背光應用中平衡了性能、尺寸與成本。