目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标应用
- 2. 技术规格详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 2.3 热学考量
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 3.3 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 相对发光强度 vs. 正向电流
- 4.2 相对发光强度 vs. 环境温度
- 4.3 正向电压 vs. 正向电流
- 4.4 光谱分布和辐射模式
- 5. 机械和封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接和组装指南
- 6.1 回流焊接温度曲线
- 6.2 手工焊接
- 6.3 存储和湿度敏感性
- 7. 包装和订购信息
- 7.1 卷盘和载带规格
- 7.2 标签说明
- 8. 应用设计考量
- 8.1 必须限流
- 8.2 电路板布局
- 8.3 阵列中的热管理
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（FAQ）
- 10.1 如果我的电源正好是2.0V，我可以不用电阻驱动这个LED吗？
- 10.2 为什么存储和烘烤程序如此重要？
- 10.3 如何解读产品代码 19-213/R7C-AP1Q2L/3T？
- 11. 设计和使用案例示例
- 11.1 仪表盘开关背光
- 12. 工作原理
- 13. 技术趋势
1. 产品概述
19-213是一款紧凑型表面贴装LED，专为需要高密度元件布局的现代电子应用而设计。它采用AlGaInP半导体技术，可发出深红色光。该元件的主要优势在于其微型封装尺寸，这有助于实现更小的PCB设计、减少存储空间需求，并最终推动终端设备的小型化。其轻量化结构使其成为便携式和空间受限应用的理想选择。
该LED采用8mm载带包装，卷绕在直径为7英寸的卷盘上，完全兼容自动化贴片组装设备。其设计注重可靠性和环保合规性，符合无铅、RoHS、欧盟REACH法规以及无卤素标准（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。
1.1 核心优势
- 小型化：尺寸显著小于传统的引线框架LED，可实现更高的封装密度。
- 自动化友好：采用卷带包装，适用于高速自动化组装。
- 工艺兼容性：适用于红外（IR）和气相回流焊接工艺。
- 环保合规：符合全球主要环保和安全标准（无铅、RoHS、REACH、无卤素）。
- 可靠性能：在规定的操作条件下，具有稳定的光电特性。
1.2 目标应用
这款LED用途广泛，适用于各种照明和指示用途，包括：
- 背光：用于仪表盘、开关和符号。
- 通信设备：电话和传真机中的状态指示灯和键盘背光。
- 液晶显示器：平面背光单元。
- 通用指示：任何需要紧凑、明亮、深红色指示器的应用。
2. 技术规格详解
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不建议在达到或超过这些极限的条件下工作。
| 参数 | 符号 | 额定值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 反向电压 | VR | 5 | V |
| 正向电流 | IF | 25 | mA |
| 峰值正向电流（占空比1/10 @1KHz） | IFP | 60 | mA |
| 功耗 | Pd | 60 | mW |
| 静电放电（人体模型） | ESD HBM | 2000 | V |
| 工作温度 | Topr | -40 至 +85 | °C |
| 存储温度 | Tstg | -40 至 +90 | °C |
| 焊接温度 | Tsol | 回流焊：260°C，持续10秒。 手工焊：350°C，持续3秒。 |
解读：较低的反向电压额定值（5V）表明该器件并非为反向偏压操作设计，在可能出现反向电压的电路中需要保护。25mA的正向电流额定值是连续直流极限。60mA的峰值额定值允许短脉冲，适用于多路复用显示应用。2000V HBM的ESD额定值是LED的标准值，表明在组装过程中需要采取标准的ESD处理预防措施。
2.2 光电特性
除非另有说明，这些参数是在结温（Tj）为25°C、正向电流（IF）为20mA的条件下测量的。它们定义了器件的典型性能。
| 参数 | 符号 | Min. | Typ. | Max. | 单位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 发光强度 | Iv | 45.0 | - | 112.0 | mcd | IF=20mA |
| 视角（2θ1/2） | - | - | 120 | - | 度 | - |
| 峰值波长 | λp | - | 639 | - | nm | - |
| 主波长 | λd | 625.5 | - | 637.5 | nm | - |
| 光谱带宽（半高宽） | Δλ | - | 20 | - | nm | - |
| 正向电压 | VF | 1.70 | - | 2.30 | V | - |
| 反向电流 | IR | - | - | 10 | μA | VR=5V |
解读：发光强度具有较宽的分档范围（45-112 mcd），这通过分档系统进行管理。120度的视角非常宽广，可提供适合背光和通用指示的宽泛、漫射光型。主波长范围625.5-637.5 nm使发光明确位于光谱的深红色部分。典型的20nm光谱带宽表明颜色发射相对纯净。正向电压相对较低，这是AlGaInP LED的典型特征，有助于最大限度地降低功耗。
2.3 热学考量
虽然未在单独的热阻参数中详细说明，但热管理至关重要。绝对最大功耗为60mW。超过此值，尤其是在高环境温度下，会降低发光输出和寿命。降额曲线（PDF中所示）说明了当环境温度超过25°C时，最大允许正向电流如何降低。对于在高电流或高温环境下运行的应用，建议采用具有足够散热设计的PCB布局。
3. 分档系统说明
为确保批量生产的一致性，LED根据关键性能参数进行分选（分档）。19-213采用三维分档系统，针对发光强度（Iv）、主波长（λd）和正向电压（VF）。
3.1 发光强度分档
| 分档代码 | 最小值（mcd） | 最大值（mcd） |
|---|---|---|
| P1 | 45.0 | 57.0 |
| P2 | 57.0 | 72.0 |
| Q1 | 72.0 | 90.0 |
| Q2 | 90.0 | 112.0 |
产品代码 \"R7C-AP1Q2L/3T\" 暗示了一个特定的分档组合。分析如下：\"Q2\" 很可能对应发光强度分档（90-112 mcd）。
3.2 主波长分档
| 分档代码 | 最小值（nm） | 最大值（nm） |
|---|---|---|
| E6 | 625.5 | 629.5 |
| E7 | 629.5 | 633.5 |
| E8 | 633.5 | 637.5 |
在产品代码中，\"R7C\" 可能表示波长分档。\"R\" 通常表示红色，而 \"7C\" 可能指定了E6-E8范围内的特定色度坐标或波长子分档。
3.3 正向电压分档
| 分档代码 | 最小值（V） | 最大值（V） |
|---|---|---|
| 19 | 1.70 | 1.80 |
| 20 | 1.80 | 1.90 |
| 21 | 1.90 | 2.00 |
| 22 | 2.00 | 2.10 |
| 23 | 2.10 | 2.20 |
| 24 | 2.20 | 2.30 |
产品代码中的 \"AP1\" 可能与正向电压分档有关。此分档对设计者至关重要，以确保多个LED串联驱动时亮度一致，因为较高Vf分档的LED会降低更多电压，如果限流电路未考虑这一点，可能会降低电流和亮度。
4. 性能曲线分析
规格书提供了几条典型的特性曲线，对于理解器件在非标准条件下的行为至关重要。
4.1 相对发光强度 vs. 正向电流
该曲线显示，在较低电流下，发光强度随正向电流超线性增加，然后在较高电流下（通常高于推荐的20mA）趋于饱和。以高于其额定电流驱动LED会导致光输出收益递减，同时显著增加热量并加速性能退化。
4.2 相对发光强度 vs. 环境温度
这是热设计的关键曲线。它表明随着环境（以及结）温度的升高，发光输出会降低。对于AlGaInP LED，在-40°C至+85°C的工作温度范围内，输出可能下降约20-30%。针对高温环境的设计必须考虑此降额，以保持足够的亮度。
4.3 正向电压 vs. 正向电流
IV曲线显示了典型的二极管指数关系。正向电压具有负温度系数（随温度升高而降低）。这对于恒压驱动方案很重要，因为较热的LED会消耗更多电流，如果未适当限流，可能导致热失控。
4.4 光谱分布和辐射模式
光谱图确认了峰值波长和约20nm的半高宽。辐射模式图（极坐标图）直观地确认了120度视角，显示出平滑、宽广的发射轮廓，非常适合均匀照明。
5. 机械和封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用非常紧凑的SMD封装。关键尺寸（单位：mm）约为：长度（L）= 2.0，宽度（W）= 1.25，高度（H）= 0.8。阴极通常通过封装上的标记或切角来识别。确切的尺寸和焊盘布局应从PDF中的详细尺寸图中获取，用于PCB焊盘设计。公差通常为±0.1mm。
5.2 极性识别
正确的极性至关重要。规格书的封装图指示了阳极和阴极焊盘。连接错误将导致LED不发光，并且施加5V的最大反向电压可能会损坏器件。
6. 焊接和组装指南
6.1 回流焊接温度曲线
该LED兼容无铅回流焊接工艺。推荐的温度曲线对可靠性至关重要：
- 预热：150-200°C，持续60-120秒。
- 液相线以上时间（TAL）：在217°C以上，持续60-150秒。
- 峰值温度：最高260°C，保持最多10秒。
- 升温速率：最高6°C/秒。
- 降温速率：最高3°C/秒。
关键规则：同一器件上不应进行超过两次的回流焊接，以避免环氧树脂和内部键合的热应力损坏。
6.2 手工焊接
如果需要进行手动维修，必须格外小心：
- 烙铁头温度：< 350°C。
- 每个端子接触时间：< 3秒。
- 烙铁功率：< 25W。
- 焊接每个端子之间至少间隔2秒，以利于散热。
规格书明确警告，损坏通常发生在手工焊接过程中。
6.3 存储和湿度敏感性
LED包装在带有干燥剂的防潮袋中，以防止吸湿，吸湿可能导致回流焊过程中出现 \"爆米花\" 现象（封装开裂）。
- 在准备使用前，请勿打开包装袋。
- 打开后，未使用的LED必须在≤ 30°C和≤ 60%相对湿度的条件下存储。
- 开袋后的 \"车间寿命\" 为168小时（7天）。
- 如果超过车间寿命或干燥剂指示剂显示饱和，则需要进行烘烤处理：使用前在60 ±5°C下烘烤24小时。
7. 包装和订购信息
7.1 卷盘和载带规格
标准包装为每卷3000片。载带宽度为8mm，卷绕在标准的7英寸（178mm）直径卷盘上。PDF中提供了卷盘、载带凹槽和盖带的详细尺寸，以确保与自动化设备供料器的兼容性。
7.2 标签说明
卷盘标签包含用于追溯和验证的关键信息：
- CPN：客户部件号（如已分配）。
- P/N：制造商部件号（例如，19-213/R7C-AP1Q2L/3T）。
- QTY：卷盘上的数量。
- CAT：发光强度等级（例如，Q2）。
- HUE：色度/主波长等级（例如，与R7C相关）。
- REF：正向电压等级（例如，与AP1相关）。
- LOT No：生产批号，用于质量追踪。
8. 应用设计考量
8.1 必须限流
规格书的第一条 \"使用注意事项\" 强调：必须使用外部限流电阻（或恒流驱动器）。LED在电压超过其正向电压（Vf）后，电流会随电压微小增加而急剧上升。直接连接电压源而不进行电流控制将导致电流过大、立即过热和灾难性故障。
8.2 电路板布局
避免在焊接期间和之后对LED施加机械应力。组装后不要在LED附近弯曲或扭曲PCB，因为这可能导致焊点开裂或LED封装本身损坏。确保PCB焊盘图案与推荐的焊盘布局匹配，以获得可靠的焊点。
8.3 阵列中的热管理
在设计用于背光的LED阵列时，请考虑总功耗。适当间隔LED并提供散热过孔（如果在多层板上）有助于散热并防止局部热点，这些热点会降低亮度和寿命。
9. 技术对比与差异化
19-213 LED在其类别中的主要差异化优势在于其结合了非常紧凑的封装尺寸、采用水清树脂的120度宽视角（提供高轴向光强）以及完全符合现代环保标准。与旧的漫射树脂LED相比，水清透镜在相同芯片尺寸下提供更高的发光强度，尽管光束更集中，但通过120度视角有效地拓宽了。其AlGaInP技术相比GaAsP等旧技术，在红/橙光谱范围内提供了更高的效率和更好的色彩饱和度。
10. 常见问题解答（FAQ）
10.1 如果我的电源正好是2.0V，我可以不用电阻驱动这个LED吗？
No.这是危险的。正向电压（Vf）存在容差和负温度系数。2.0V的电源在25°C时可能低于Vf，但随着LED升温，Vf会下降。这可能导致电流失控上升。务必使用串联电阻或设置为20mA或更低的恒流驱动器。
10.2 为什么存储和烘烤程序如此重要？
SMD塑料封装会从空气中吸收湿气。在高温回流焊接过程中，这些被截留的湿气迅速转化为蒸汽，产生内部压力，可能导致封装分层或环氧树脂开裂，从而引发立即或潜在的故障。烘烤过程可以安全地驱除这些吸收的湿气。
10.3 如何解读产品代码 19-213/R7C-AP1Q2L/3T？
这是一个完整的部件号，指定了精确的性能分档：
- 19-213：基础产品系列和封装。
- R7C：可能指定深红色色度/波长分档。
- AP1：可能指定正向电压分档。
- Q2：指定发光强度分档（90-112 mcd）。
- L/3T：可能表示其他属性，如包装类型或特殊标记。
请查阅制造商完整的分档代码文档以获取精确定义。
11. 设计和使用案例示例
11.1 仪表盘开关背光
场景：为汽车仪表盘开关设计背光，要求在符号后面有均匀的红色辉光。实施：使用2-3颗19-213 LED，放置在导光板或扩散器后面。其120度的宽视角有助于实现均匀照明，无热点。将它们串联，并通过一个限流电阻从车辆的12V电源驱动（必要时使用合适的稳压器）。计算电阻值：R = (电源电压 - (N * LED的Vf)) / 所需电流。例如，对于3颗串联的LED，每颗典型Vf为2.0V，从稳压的5V线路以15mA驱动：R = (5V - 6V) / 0.015A = -66.7 欧姆。此计算显示了一个问题：总Vf（6V）超过了电源电压（5V）。因此，您要么减少串联的LED数量（例如，2颗LED：R = (5V - 4V)/0.015A ≈ 67 欧姆），要么从更高电压源将它们并联（每个LED有自己的电阻）。此示例突显了在电路设计中考虑正向电压的重要性。
12. 工作原理
19-213 LED基于AlGaInP（铝镓铟磷）半导体材料。当在P-N结上施加正向电压时，来自N型材料的电子和来自P型材料的空穴被注入到有源区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了带隙能量，进而决定了发射光的波长（颜色）——在本例中为深红色（峰值约639 nm）。水清环氧树脂封装料保护半导体芯片，提供机械稳定性，并作为透镜将光输出塑造成指定的120度视角。
13. 技术趋势
像19-213这样的LED的发展遵循了几个关键的行业趋势：小型化：持续减小封装尺寸，以实现更密集的电子元件布局。更高效率：不断提高内部量子效率和封装的光提取效率，以在单位电输入（mA）下提供更多光（mcd）。环保合规：转向无铅焊接和无卤材料，现已成为RoHS和REACH等全球法规推动的基本要求。自动化和标准化：卷带包装和遵循标准SMD封装尺寸（如这种约2.0x1.25mm的尺寸）对于经济高效的大批量制造至关重要。未来的迭代可能侧重于在相同封装尺寸内实现更高亮度、改进热性能，或为显示应用扩展色域和显色指数。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |