SMD LED 19-223/R6BHC-A05/2T Datasheet - Multi-Color - Red & Blue - 2.0V/3.3V - 60mW/75mW - English Technical Document

产品概述

19-223是一款紧凑型表面贴装LED，专为高密度电子组装而设计。它属于多色类型，可提供亮红色（采用R6 AlGaInP芯片）和蓝色（采用BH InGaN芯片）发光颜色，两者均采用透明树脂封装。其小巧的外形可显著减小电路板尺寸，提高封装密度，并有助于设计更小、更轻的终端设备，是微型应用的理想选择。

1.1 核心特性与合规性

Key features include packaging on 8mm tape within 7-inch diameter reels for compatibility with automated placement equipment. The component is suitable for both infrared and vapor phase reflow soldering processes. It is a Pb-free product and is compliant with key environmental regulations including RoHS, EU REACH, and halogen-free standards (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 目标应用

该LED用途广泛，适用于多种照明和指示场景。主要应用包括仪表盘、开关和符号的背光；电话和传真机等通信设备中的指示灯和背光；LCD的平面背光；以及通用照明应用。

2. 技术参数：深入的客观解读

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性损坏的极限条件。其指定环境温度（Ta）为25°C。

• 反向电压 (VR): 两种芯片类型均为5V。超过此值可能导致结击穿。
• 正向电流 (IF): R6 (红色): 25 mA (连续), BH (蓝色): 20 mA (连续).
• 峰值正向电流 (IFP): 在占空比1/10、频率1kHz条件下。R6: 50 mA, BH: 40 mA。此额定值适用于脉冲操作，不适用于连续直流。
• 功耗 (Pd): R6：60 mW，BH：75 mW。这是封装可承受的最大允许功耗，计算公式为 IF * VF。
• 静电放电 (ESD) 人体模型 (HBM)： R6：2000V，BH：150V。蓝色 (BH) 芯片对 ESD 明显更为敏感，需要采取更严格的操作防护措施。
• 温度范围： 工作温度 (Topr)：-40°C 至 +85°C。储存温度 (Tstg)：-40°C 至 +90°C。
• 焊接温度： 回流焊：峰值温度260°C，最长持续10秒。手工焊接：350°C，最长持续3秒。

2.2 电光特性

除另有说明外，这些均为在Ta=25°C、IF=20mA条件下测得的典型性能参数。它们定义了光输出和电气特性。

• 发光强度 (Iv): R6: 72.0 - 180.0 mcd. BH: 36.0 - 72.0 mcd。这是感知亮度的度量。其宽泛的范围表明需要进行分档。
• 视角 (2θ1/2): 130度（典型值）。这定义了光强至少为峰值一半时的角度范围。
• 峰值波长（λp）： R6：632 nm（典型值），BH：468 nm（典型值）。光谱发射最强的波长。
• 主波长（λd）： R6: 617.5 - 633.5 nm, BH: 464.5 - 476.5 nm。这与感知到的光色相对应。
• 光谱辐射带宽 (Δλ): R6: 20 nm (典型值), BH: 15 nm (典型值)。即最大强度一半处的光谱宽度。
• 正向电压 (VF): R6: 1.7V (最小值), 2.0V (典型值), 2.4V (最大值). BH: 2.7V (最小值), 3.3V (典型值), 3.7V (最大值). 指LED在指定电流下工作时的电压降。
• 反向电流 (IR): 测量条件为VR=5V。R6：10 μA（最大值），BH：50 μA（最大值）。

公差： 发光强度：±11%，主波长：±1nm，正向电压：±0.1V。

3. Binning System 说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED会根据测量参数进行分档。

3.1 R6（红芯）分档

光强分级 (IF=20mA):

• 分级 Q: 72.0 - 112.0 mcd
• 分级 R: 112.0 - 180.0 mcd

主波长分档 (IF=20mA):

• Bin E4: 617.5 - 621.5 nm
• Bin E5: 621.5 - 625.5 nm
• Bin E6: 625.5 - 629.5 nm
• Bin E7: 629.5 - 633.5 nm

3.2 BH（蓝芯）分档

光强分级 (IF=20mA):

• Bin N2: 36.0 - 45.0 mcd
• Bin P1: 45.0 - 57.0 毫坎德拉
• Bin P2: 57.0 - 72.0 毫坎德拉

主波长分档 (IF=20mA):

• Bin A9: 464.5 - 467.5 纳米
• Bin A10: 467.5 - 470.5 nm
• Bin A11: 470.5 - 473.5 nm
• Bin A12: 473.5 - 476.5 nm

4. 性能曲线分析

该数据手册提供了典型的特性曲线，这对于理解器件在非标准条件下的行为至关重要。

4.1 R6 (Red) 特性

曲线通常显示：

• 相对发光强度 vs. 正向电流： 展示光输出如何随电流增加而增加，通常呈非线性关系，并在较高电流下趋于饱和。
• 相对发光强度与环境温度关系： 展示了热淬灭效应，即光输出随结温升高而下降。
• 正向电压与正向电流： 展示二极管的I-V特性曲线。
• 正向电压与环境温度： 显示正向电压的负温度系数。
• 峰值波长与环境温度的关系： 表明发射颜色（波长）如何随温度变化。

4.2 BH (Blue) 特性

曲线通常包括：

• 光谱分布： 一幅相对强度与波长的关系图，显示发射峰位于约468 nm处。
• 正向电压与正向电流： 蓝色芯片的I-V曲线。
• 正向电流降额曲线： 规定了在环境温度变化下，为保持在功耗限制内所允许的最大连续正向电流。
• Radiation Diagram： 显示光强空间分布（视角模式）的极坐标图。
• 相对发光强度与环境温度关系： 热性能曲线。
• 相对发光强度 vs. 正向电流： 效率曲线。

5. 机械与封装信息

5.1 封装外形尺寸

该LED为表面贴装器件。数据手册提供了详细的尺寸图（俯视、侧视及底视图）及关键尺寸标注。关键尺寸通常包括总长、总宽、总高，以及焊盘位置和尺寸。除非另有说明，所有公差均为±0.1mm。测量单位为毫米（mm）。

5.2 极性标识

器件上通常会标记阴极，通常在封装底部有一个凹口、一个绿点或一个不同颜色的焊盘。组装时必须注意正确的极性，以防损坏。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

推荐采用无铅回流焊温度曲线：

• 预热： 150~200°C，持续60~120秒。
• 液相线以上时间（217°C）： 60~150秒。
• 峰值温度： 260°C maximum.
• 峰值持续时间： 最长10秒。
• 加热速率： 最高6°C/秒。
• 高于255°C的时间： 最长30秒。
• 冷却速率： 最大3°C/秒。

回流焊接操作不应超过两次。

6.2 储存与操作注意事项

Moisture Sensitivity: 元件采用内含干燥剂的防潮袋包装。

1. 请在使用前再打开防潮袋。
2. 开封后，未使用的LED应储存在温度≤30°C、相对湿度≤60%的环境中。
3. 开袋后的“车间寿命”为168小时（7天）。
4. 若超过车间寿命或干燥剂显示受潮，使用前需在60 ±5°C下烘烤24小时。

ESD Protection: 特别是对于HBM等级较低（150V）的BH（蓝色）芯片，必须采取适当的ESD控制措施（接地工作站、防静电手环）。

7. 封装与订购信息

7.1 卷盘与载带规格

发光二极管以压纹载带形式提供：

• 载带宽度： 8 mm.
• 卷盘直径： 7英寸。
• 每卷数量： 2000件。

提供了卷盘尺寸、载带口袋尺寸和盖带位置的详细图纸，除非另有说明，公差为±0.1mm。

7.2 标签说明

包装标签包含若干代码：

• CPN： 客户产品编号。
• P/N： 产品编号（例如：19-223/R6BHC-A05/2T）。
• 数量： 包装数量。
• CAT： 发光强度等级（Bin码）。
• HUE: Chromaticity Coordinates & 主波长 Rank (Bin code).
• 参考编号： 正向电压等级。
• 批号： 用于追溯的生产批号。

8. 应用建议与设计考量

8.1 电流限制

关键： 一个外部限流电阻或恒流驱动器 必须 与LED串联使用。正向电压具有负温度系数，其微小变化可能导致正向电流大幅、甚至可能具有破坏性的增加。电阻值可根据欧姆定律计算：R = (Vsupply - VF) / IF。

8.2 热管理

尽管功耗较低，但合理的PCB布局有助于散热。确保焊盘周围有足够的铜箔区域作为散热器，尤其是在接近最大额定值或高环境温度下工作时。请参考BH芯片的降额曲线。

8.3 光学设计

130度的视角提供了宽广的光束。对于需要聚焦光的应用，可能需要次级光学元件（透镜）。透明树脂适用于LED颜色本身即为指示器的应用。如需漫射或滤色输出，应考虑使用外部漫射器或透镜。

9. 技术对比与差异化分析

该元件的主要优势在于，它将微小的SMD封装尺寸与两种不同的高性能半导体技术（用于红色的AlGaInP和用于蓝色的InGaN）结合于同一种封装形式中。这简化了需要多种颜色的设计在采购和组装上的流程。与较大的通孔式LED相比，它显著节省了空间，并且兼容全自动高速SMT组装线，从而降低了制造成本。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 我可以不加电阻直接驱动这个LED吗？

不可以。 《使用注意事项》中已明确警告禁止此操作。LED的指数型I-V特性意味着，如果将其直接连接到高于其正向电压的电压源，它会像短路一样，导致立即过流并损坏。

10.2 为什么蓝色LED的ESD等级比红色LED低那么多？

基于InGaN的蓝色LED的材料和结构本质上比基于AlGaInP的红色LED对静电放电更敏感。这是该半导体技术的一个基本特性。因此，蓝色LED需要更严格的ESD处理程序。

10.3 分档代码（例如R、E5、P2、A10）对我的设计意味着什么？

如果您的应用对颜色或亮度一致性要求严格（例如，在多LED阵列或显示屏中），您必须在订购时指定所需的分档代码。混用不同分档可能导致产品在颜色色调和光强上出现肉眼可见的差异。对于要求不高的指示灯应用，较宽的分档范围可能是可以接受的。

10.4 如何解读“峰值”波长与“主”波长？

峰值波长 (λp) 是指光谱功率输出达到最高时的物理波长。 主波长 (λd) 是指对人眼而言具有相同颜色的单色光波长。λd在视觉应用的颜色规范中更为相关。

11. 实际设计与使用案例

场景：设计一个多状态指示面板。 控制面板需要为“待机”、“激活”和“故障”状态分别设置红色和蓝色指示灯。采用19-223系列可使设计者为两种颜色使用相同的封装尺寸，从而简化PCB布局。设计者选择R6芯片（按E5等级分选以确保红色色调一致）用于“故障”指示，选择BH芯片（按A10等级分选以确保蓝色一致）用于“激活”指示。针对5V电源计算了通用的限流电阻值：红色约为150Ω（IF=20mA，VF=2.0V），蓝色约为85Ω（IF=20mA，VF=3.3V）。130°的宽视角确保了从不同角度都能清晰可见。SMD封装使得面板可以非常纤薄。

12. 原理介绍

LED的发光基于半导体p-n结的电致发光原理。当施加正向电压时，电子和空穴被注入有源区并在其中复合，以光子（光）的形式释放能量。发射光的颜色（波长）由半导体材料的带隙能量决定。该 R6 芯片采用 AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide) 结构，该结构能高效产生红色至琥珀色光。该 BH 芯片采用 InGaN (氮化铟镓)结构，用于产生蓝色、绿色和白色（通过荧光粉）光。不同的材料体系导致了它们不同的电气特性（正向电压、ESD敏感性）和光学性能。

13. 发展趋势

LED技术的总体趋势，包括19-223这类元件，是追求更高的效率（每瓦更多流明）、在更小的封装内实现更高的功率密度，以及提升显色性和一致性。同时，行业也高度关注在各种环境压力下增强可靠性和使用寿命。消费电子产品小型化的驱动持续推动着SMD LED封装尺寸的不断缩小，同时保持或提升光输出。此外，与智能控制的集成以及针对特定波长（例如用于园艺或传感）的LED开发是当前活跃的进步领域。符合环保标准（RoHS、无卤）现已成为进入全球市场的基本要求。