SMD LED 12-23C系列规格书 - 多色（红/绿/蓝） - 3.2x1.6x1.4mm - 2.0-3.9V - 20-25mA - 中文技术文档

1. 产品概述

12-23C系列代表了一款紧凑型表面贴装LED解决方案，专为需要小型化和高可靠性的现代电子应用而设计。该多色LED系列比传统的引线框架元件尺寸显著减小，能够大幅缩减PCB占用面积，提高封装密度，并最终助力开发更小巧的终端用户设备。其轻量化结构使其特别适用于空间受限和便携式应用。

该系列的核心优势在于其多功能性以及对现代制造和环境标准的合规性。器件采用8mm载带卷绕在7英寸直径的卷盘上，确保与高速自动化贴片组装设备兼容。它们适用于红外和气相回流焊接工艺，这些工艺是大规模电子生产的标准。

环境与法规合规性是一个关键特性。产品采用无铅材料制造，符合RoHS指令，遵守欧盟REACH法规，并满足无卤素标准（溴含量<900 ppm，氯含量<900 ppm，且总和<1500 ppm）。这使得它们适用于对环保要求严格的全球广泛市场。

2. 器件选型与绝对最大额定值

2.1 器件选型指南

该系列提供三种不同的颜色选项，每种都基于不同的半导体芯片材料：

• 代码 R6 (亮红色)：采用AlGaInP（铝镓铟磷）芯片技术。树脂颜色为水清透明。
• 代码 GH (亮绿色)：采用InGaN（铟镓氮）芯片技术。树脂颜色为水清透明。
• 代码 BH (蓝色)：采用InGaN（铟镓氮）芯片技术。树脂颜色为水清透明。

透明树脂封装可实现最佳的光提取效率和真实的色彩表现。

2.2 绝对最大额定值 (Ta=25°C)

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。

• 反向电压 (V_R):5 V (所有代码)
• 正向电流 (I_F):R6: 25 mA, GH: 25 mA, BH: 20 mA
• 峰值正向电流 (I_FP, 占空比 1/10 @1kHz):R6: 60 mA, GH: 100 mA, BH: 100 mA
• 功耗 (P_d):R6: 60 mW, GH: 95 mW, BH: 75 mW
• 静电放电 (ESD) 人体模型 (HBM):R6: 2000 V, GH: 150 V, BH: 150 V。请注意红色(R6) LED的ESD鲁棒性显著高于绿色和蓝色型号，后者需要更小心的处理。
• 工作温度 (T_opr):-40°C 至 +85°C
• 存储温度 (T_stg):-40°C 至 +90°C
• 焊接温度 (T_sol):回流焊接：峰值温度260°C，最长10秒。手工焊接：每个焊端最高350°C，最长3秒。

3. 光电特性 (Ta=25°C)

以下参数在规定的测试条件下得到保证。典型值代表生产分布的中心值。

3.1 发光强度与角度特性

• 发光强度 (I_V) @ I_F=20mA:
  • R6 (红): 典型值 90 mcd (最小值 63 mcd)
  • GH (绿): 典型值 180 mcd (最小值 125 mcd)
  • BH (蓝): 典型值 50 mcd (最小值 32 mcd)
  容差: ±11%。
• 视角 (2θ_1/2):所有颜色代码的典型值为100度。这种宽视角适用于指示灯和背光应用，在这些应用中离轴角度的可见性很重要。

3.2 光谱特性

• 峰值波长 (λ_p):R6: 632 nm, GH: 518 nm, BH: 468 nm。
• 主波长 (λ_d):R6: 624 nm, GH: 525 nm, BH: 470 nm。主波长是人眼感知LED颜色的单一波长。
• 光谱辐射带宽 (Δλ):R6: 20 nm, GH: 35 nm, BH: 25 nm。这定义了发射光的光谱纯度或宽度。

3.3 电气特性

• 正向电压 (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
  容差: ±0.1V。红色LED较低的V_F是AlGaInP技术相较于InGaN的特点。
• 反向电流 (I_R) @ V_R=5V:R6: 最大 10 μA, GH/BH: 最大 50 μA。

4. 性能曲线分析

规格书为每个LED代码（R6、GH、BH）提供了典型的光电特性曲线。虽然文本中未提供具体的图表数据点，但这些曲线通常说明了正向电流与发光强度、正向电压之间的关系，以及环境温度对光输出的影响。分析这些曲线对于理解器件在非标准条件（例如，不同的驱动电流或温度）下的行为以及优化电路设计以提高效率和寿命至关重要。设计人员应使用这些曲线来选择合适的工作点，并对性能的热效应进行建模。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

12-23C LED采用紧凑的表面贴装封装。关键尺寸（单位：mm，除非另有说明，容差为±0.1mm）包括主体尺寸约为3.2mm（长）x 1.6mm（宽）x 1.4mm（高）。该封装具有两个用于焊接的阳极/阴极端子。尺寸图提供了PCB焊盘图案（封装外形）设计的关键信息，确保形成正确的焊点并提供机械稳定性。遵循推荐的焊盘图案对于可靠的组装和热管理至关重要。

5.2 极性标识

阴极通常通过封装上的视觉标记来识别，例如凹口、圆点或卷盘上的绿色标记。组装时必须确保正确的极性方向，以保证正常功能。

6. 焊接、组装与存储指南

6.1 关键注意事项

• 限流：必须在LED上串联一个外部限流电阻。LED的指数型I-V特性意味着电压的微小增加会导致电流的急剧增加，在没有保护的情况下会立即烧毁。存储条件：
• 这些器件对湿气敏感（MSL）。 开封前：存储在≤30°C和≤90% RH条件下。 开封后："车间寿命"为在≤30°C和≤60% RH条件下1年。未使用的部件必须重新密封在带有干燥剂的防潮袋中。 如果干燥剂指示剂变色或存储时间超过规定，在回流焊接前需要在60±5°C下烘烤24小时。The devices are moisture-sensitive (MSL).
  • Before opening: Store at ≤30°C and ≤90% RH.
  • After opening: The "floor life" is 1 year at ≤30°C and ≤60% RH. Unused parts must be resealed in a moisture-proof bag with desiccant.
  • If the desiccant indicator changes color or storage time is exceeded, a bake at 60±5°C for 24 hours is required before reflow soldering.

6.2 焊接工艺

• 回流曲线（无铅）：提供了详细的温度曲线。关键参数包括：在150-200°C之间预热60-120秒，液相线（217°C）以上时间60-150秒，峰值温度最高260°C，最长10秒，以及受控的升温/降温速率（分别最大3°C/s和6°C/s）。
• 回流次数：回流焊接次数不得超过两次。
• 手工焊接：如有必要，使用烙铁头温度<350°C、功率≤25W的烙铁，每个焊端的接触时间限制在3秒以内。焊接每个焊端之间至少间隔2秒。加热过程中避免对封装施加机械应力。
• 返修：不建议在焊接后进行返修。如果不可避免，必须使用双头烙铁同时加热两个焊端，以防止热机械应力。预先测试以确保返修过程不会降低LED特性。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED采用防潮包装供应。标准包装包括：

• 载带：宽度8mm，装入卷盘。
• 卷盘：直径7英寸。每卷装载数量为2000片。
• 外袋：密封在含有干燥剂的铝制防潮袋内。

提供了载带凹槽和卷盘的详细尺寸，以确保与自动送料器兼容。

7.2 标签说明

卷盘标签包含用于可追溯性和分档选择的关键信息：

• CPN (客户产品编号)
• P/N (产品编号): 例如, 12-23C/R6GHBHC-A01/2C
• QTY (包装数量)
• CAT (发光强度等级)
• HUE (色度坐标与主波长等级)
• REF (正向电压等级)
• LOT No (批号，用于追溯)

这种分档信息允许设计人员选择参数严格控制的LED，以确保其应用中的性能一致性。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用

• 仪表盘、开关和符号的背光。
• 通信设备（电话、传真机）中的状态指示灯和键盘背光。
• 小型LCD显示屏的平面背光单元。
• 消费类和工业电子产品中的通用指示灯。

8.2 设计考量

• 电路设计：始终串联一个电阻。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F计算其阻值，其中V_F和I_F是规格书中的目标工作点。考虑电阻的额定功率。
• 热管理：虽然功耗较低，但将结温保持在限值内是长期可靠性和稳定光输出的关键。如果在高环境温度或接近最大电流下工作，请确保足够的PCB铜面积或散热过孔。
• ESD保护：在PCB上和处理程序中实施ESD保护措施，特别是对于更敏感的GH和BH（InGaN）LED。

8.3 应用限制

本产品设计用于商业和一般工业应用。未经事先咨询，它不专门认证或推荐用于高可靠性应用。这包括但不限于：

• 军事、航空航天或航空系统。
• 汽车安全或安保系统（例如，安全气囊、制动系统）。
• 生命支持或关键医疗设备。

对于此类应用，需要具有不同规格、认证和可靠性保证的产品。

9. 技术对比与差异化

12-23C系列通过其极紧凑的外形尺寸、单一封装外形下的多色可用性以及完全符合现代环保法规（RoHS、无卤素）的组合而脱颖而出。与较大的通孔LED相比，它实现了显著的小型化。所有颜色的透明树脂封装提供了设计灵活性。提供的ESD等级（红色型号尤其高）和详细的湿敏度处理说明反映了针对稳健制造工艺的设计。标签上包含特定的分档参数（CAT、HUE、REF）表明生产过程能够提供一致的颜色和亮度，这对于使用多个LED的应用至关重要。

10. 常见问题解答 (FAQ)

Q1: R6、GH和BH代码之间的主要区别是什么？
A1: 主要区别在于半导体材料和由此产生的颜色。R6使用AlGaInP发出红光（主波长624nm），正向电压较低（约2.0V）。GH（绿）和BH（蓝）使用InGaN，正向电压较高（约3.3V），分别发出绿光（525nm）和蓝光（470nm）。GH和BH代码对ESD也更敏感。

Q2: 为什么必须使用限流电阻？
A2: LED是具有非线性、指数型电流-电压关系的二极管。电压略微超过标称V_F会导致电流急剧、可能具有破坏性的增加。串联电阻提供了线性关系，使得在给定电源电压下电流可预测且安全。

Q3: 我可以在原型组装中使用手工焊接吗？
A3: 可以，但需极其小心。严格遵守指南：烙铁头<350°C，功率≤25W，每个焊端接触时间≤3秒，并在焊端之间留出冷却时间。回流焊接是推荐且更可靠的方法。

Q4: "无卤素"是什么意思？为什么它很重要？
A4: 无卤素意味着材料中溴（Br）和氯（Cl）的含量非常低。这些卤素在燃烧时会产生有毒和腐蚀性烟雾。无卤素电子产品更安全、更环保，通常受到某些法规和客户规范的强制要求。

Q5: 如何解读标签上的分档信息（CAT、HUE、REF）？
A5: 此信息将性能相近的LED分组。为了在阵列中获得一致的外观，您应从相同或相邻的HUE（颜色）和CAT（亮度）分档中采购LED。在电流调节应用中，REF（电压）分档对于电源设计可能很重要。

11. 工作原理与技术趋势

11.1 基本工作原理

发光二极管（LED）是通过电致发光发光的半导体器件。当在p-n结上施加正向电压时，来自n型材料的电子与来自p型材料的空穴在有源区复合。这种复合以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由有源区所用半导体材料的带隙能量决定。AlGaInP的带隙适合红/橙/黄光，而InGaN覆盖绿、蓝和白光（带荧光粉）光谱。

11.2 行业趋势

像12-23C系列这样的SMD LED市场继续受到小型化、更高效率（每瓦流明）、改善的颜色一致性以及更严格的环境合规性需求的推动。对于超紧凑设备，存在向更小封装尺寸（例如0201、01005）发展的趋势。此外，为了简化设计，在LED封装内集成控制电路（例如恒流驱动器）正变得越来越普遍。在各种环境应力下提高可靠性和延长寿命仍然是元器件制造商和终端用户的持续关注点。